У статті проведено аналіз економічних, технологічних і екологічних проблем, що існують на сьогоднішній день в атомній енергетиці. Розглянуто економічні складові робіт з будівництва нових атомних електростанцій і витрати по консервації, демонтажу і змістом виведених з експлуатації енергоблоків. Зроблено висновки про доцільність будівництва нових атомних реакторів, виходячи з наведених цифр про вартість атомної енергії і витрат на зупинку реакторів.

Анотація наукової статті з енергетики та раціонального природокористування, автор наукової роботи - Аракелова Галина Олександрівна


THE ANALYSIS OF THE CURRENT ECOLOGICAL AND ECONOMIC SITUATION IN THE NUCLEAR INDUSTRY

The article gives analysis of economic, technological and environmental problems that exist today in the nuclear industry. It is considered the economic terms of the works for construction of new nuclear power stations and the costs of conservation, dismantling and maintenance of decommissioned units. The article made some important conclusions about the practicability of building new nuclear reactors in terms of numerals that indicate the cost of nuclear energy and the cost of reactor shutdowns.


Область наук:

  • Енергетика і раціональне природокористування

  • Рік видавництва: 2015


    Журнал: вісник університету


    Наукова стаття на тему 'Аналіз нинішньої еколого-економічної ситуації в атомній енергетиці'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз ситуації, що еколого-економічної ситуації в атомній енергетиці»

    ?ЕКОНОМІКА: ПРОБЛЕМИ, РІШЕННЯ ТА ПЕРСПЕКТИВИ

    АНАЛІЗ СКЛАЛАСЯ ЕКОЛОГО-ЕКОНОМІЧНОЇ СИТУАЦІЇ В АТОМНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ

    Анотація. У статті проведено аналіз економічних, технологічних і екологічних проблем, що існують на сьогоднішній день в атомній енергетиці. Розглянуто економічні складові робіт з будівництва нових атомних електростанцій і витрати з консервації, демонтажу і змістом виведених з експлуатації енергоблоків. Зроблено висновки про доцільність будівництва нових атомних реакторів, виходячи з наведених цифр про вартість атомної енергії і витрат на зупинку реакторів.

    Ключові слова: атомні електростанції, міжнародна шкала ядерних подій, радіоактивні речовини, відпрацьоване ядерне паливо, уран-235, уран-238.

    GaHna AraMova THE ANALYSIS OF THE CURRENT ECOLOGICAL AND

    ECONOMIC SITUATION IN THE NUCLEAR INDUSTRY

    Annotation. The article gives analysis of economic, technological and environmental problems that exist today in the nuclear industry. It is considered the economic terms of the works for construction of new nuclear power stations and the costs of conservation, dismantling and maintenance of decommissioned units. The article made some important conclusions about the practicability of building new nuclear reactors in terms of numerals that indicate the cost of nuclear energy and the cost of reactor shutdowns.

    Keywords: nuclear power stations, international nuclear event scale, radioactive substances, spent nuclear fuel, uranium-235, uranium-238.

    За даними Міжнародного агентства з атомної енергетики IAEA на 21 березня 2014 року в світі функціонує 435 енергоблоків атомних електростанцій (АЕС) з встановленої чистої потужністю 372 ГВт, на стадії будівництва знаходяться 72 реактора в 15 країнах з встановленою потужністю 68 ГВт. Частка АЕС в світовому енергобалансі складає, за різними підрахунками від 3% до 5% [1]. Безумовно, атомна енергетика відноситься до високотехнологічної галузі, а безпеку її функціонування багато в чому визначає безпеку стану і розвитку соціально-економічних систем. Використання радіоактивного урану і технологія отримання енергії на атомних станціях з нього пов'язані з великими ризиками як для природного, так і соціального середовища.

    Перша в світі Обнінська атомна електростанція (АЕС) була запущена в 1954 (Росія). Найбільше АЕС (63 АЕС, 104 енергоблоки) експлуатується в США. На другому місці йде Франція (58 енергоблоків, виробляють близько 80% всієї електроенергії), на третьому - Японія (50 блоків). У Росії експлуатується 10 АЕС (33 енергоблоки, виробляють близько 16% всього виробленого електрики). За «Прогнозу розвитку енергетики світу і Росії до 2040 року», в світі очікується досить стабільний приріст вироблення електроенергії на АЕС (до 2030 р), в 20302035 рр. виробництво стабілізується через велику виведення старих енергоблоків, а в наступну п'ятирічку темпи зростання почнуть відновлюватися. Швидкими темпами розвивається ядерна енергетика в Азії, яка стане світовим лідером цього розвитку.

    УДК 330.15 Г.А. Аракелова

    © Аракелова Г.А., 2015

    Даний прогноз передбачає, що до 2040 року в світі не відбудуться аварії 6-го або 7-го рівня за Міжнародною шкалою ядерних подій (INES). Хронологія аварій 3-7 рівнів така. Рівень 3 «Серйозний інцидент»: 1989 г. - пожежа на АЕС Вандельос (Іспанія). Рівень 4 «Аварія без значного ризику для навколишнього середовища»: 1993 г. - аварія на Сибірському хімічному комбінаті (Росія), 1999 р - аварія на ядерному об'єкті Токаймура (Японія). Рівень 5 «Аварія з ризиком для навколишнього середовища»: 1957 г. - аварія в на реакторі атомної комплексу «Селлафілд», (Великобританія), 1979 г. - аварія на АЕС Три - Майл - Айленд (США). Рівень 6 «Серйозна аварія»: 1957 г. - аварія на виробничому об'єднанні «Маяк» (СРСР). Рівень 7 «Велика аварія»: 1986 г. - аварія на Чорнобильській АЕС (СРСР), 2011 року - аварія на АЕС Фукусіма-1 (Японія). 7-ий рівень характеризується сильним викидом радіоактивних речовин, що викликають важкі наслідки для здоров'я населення і для навколишнього середовища. Менш катастрофічні нижні рівні, однак їх вплив на стан навколишнього середовища і здоров'я населення має велике значення. Матеріальні витрати на ліквідацію наслідків аварій величезні [3].

    Принцип отримання електричної енергії з атомної полягає в наступному: ядерна енергія перетворюється на теплову, теплова - в механічну, механічна - в електричну. Ядерна енергія виходить шляхом ділення урану-235 повільними (тепловими) нейтронами, в результаті виділяється величезна кількість тепла, яке виводиться з активної зони водою або розплавом металів (в реакторах на швидких нейтронах). Отримане тепло використовується для отримання пари, що обертає турбіну електрогенератора. Механічна енергія пара, що утворюється в парогенераторі, направляється до турбогенератора, де вона перетворюється в електричну і далі по дротах надходить до споживачів. Потім пара охолоджується, і водний конденсат знову повертається в реактор - на повторне використання.

    Важливо відзначити дві головні проблеми використання урану-235. Перша - величезна кількість відходів, що утворюються: коефіцієнт використання палива становить близько 5%, решта йде у відходи. Річна вивантаження відпрацьованого ядерного палива з реакторів, які використовуються в світі, становить понад 10 тис. Т, з яких 100 т - маса особливо небезпечних відходів, в тому числі близько 8 т в Росії.

    Друга проблема - запаси урану-235 на землі, на думку деяких вчених, обмежені. В першу десятку за запасами урану входять такі країни, як Австралія, Казахстан, Канада, Росія, ПАР, Намібія, Бразилія, Нігер, США, Китай. Такі країни, як США, Китай, особливо Індія, Франція, Японія, Південна Корея, Великобританія відчувають гострий дефіцит в природному урані. Значні ресурси розташовані в країнах, в яких зовсім немає атомних електростанцій, або мають лише кілька реакторів (Казахстан, ПАР, Намібія, Бразилія, Нігер). В Австралії зосереджена чверть світових запасів урану, хоча своєї ядерної енергетики там поки немає. В даний час розгорнута війна серед країн, що зазнають дефіцит природного урану, за контроль над родовищами урану, особливо жорстка боротьба відбувається в Африці, де заради цього починаються громадянські війни, гинуть тисячі людей. Але потрібно не тільки заволодіти шахтою, а й мати вельми трудомісткі технології зі збагачення урану. Власні потужності зі збагачення урану мають всього 15 країн світу. Найбільші потужності зосереджені в Росії, США, Японії, Франції, Німеччини, Великобританії, Китаї та Індії. Більш дрібні родовища припадають на Аргентину, Бразилію, Ізраїль, Іран, Бельгію, Північну Корею, Пакистан. 97% світових потужностей зі збагачення урану зосереджені в шести країнах - Росії, США, Великобританії, Франції, Німеччини та Бельгії.

    Доктор технічних наук, професор, один з найвизначніших фахівців з ядерної фізики та атомної енергетики, колишній заступник директора Всеросійського науково-дослідного і проектно-конструкторського інституту атомного і енергетичного машинобудування, член комісії з модер-

    нізації при Президентові Росії І.М. Острецов вважає, що необхідно переходити на принципово нову технологію роботи АЕС, що працюють на урані-238, запаси якого в світі досить великі. Група І.М. Острецова розробила принципово нову технологію отримання енергії в реакторах шляхом вимушеного поділу урану-238 за допомогою прискорювача, винахідником якого є російський вчений А.С. Богомолов. Принципова відмінність таких реакторів полягає в тому, що там немає ланцюгової реакції, та й сама реакція є контрольованою за рахунок використання прискорювача. При цій технології відсутній утворення радіоактивних уламків поділу, що в свою чергу не викликає сильного нагріву реактора після його зупинки (що в даний момент відбувається на АЕС в Фукусімі). Дана технологія пройшла апробацію в підмосковних містах Дубні та Протвино, а її поява пов'язана з виконанням групою І.М. Острецова робіт за контрактом з фірмою ЦРУ США (у 2010 р роботи передані замовникам). Тема контракту «Інспекція несанкціонованої транспортування ядерних матеріалів», а результати виконаних робіт можна використовувати не тільки для відстеження транспортування радіоактивних матеріалів, а й для створення безпечних реакторів для АЕС. Незважаючи на те, що патент на цю технологію належить Росії, результати її не можуть бути використані без згоди керівництва країни, так як вона має в першу чергу військове застосування. На думку І.М. Острецова, без атомної енергетики не обійтися, але вона повинна бути безпечною, нескінченно підвищувати безпеку самих атомних станцій неможливо, не можна передбачити всі ситуації. Потрібно переходити на безпечні технології. А існуюча атомна енергетика - приречена [2].

    На думку М. Шінгаркін, експерта в галузі радіаційної, екологічної та промислової безпеки, основною технологічною та економічною проблемою світової ядерної енергетики сьогодні є процес виведення з експлуатації АЕС. Терміни експлуатації атомних реакторів чітко не визначені, передбачалося спочатку, що після 25-30 років роботи реактори повинні бути зупинені, але жоден реактор, після тридцятирічної роботи ні зупинено вчасно. Зупинка і консервація ядерних реакторів є складним і дуже дорогий комплекс по виконанню інженерно-технічних завдань і робіт. На даний момент ціна будівництва одного енергоблоку АЕС потужністю один гігават становить приблизно 3 млрд дол. За оцінками експертів, витрати тільки на утримання зупиненого блоку такої ж потужності можуть скласти 1,5 млрд дол. У Німеччині в 1990 р біля міста Грейфсвальд була зупинена атомна станція, яка була побудована ще за радянським проектом. Демонтаж її почався в 1995 р і склав вже більше ніж 4 млрд євро. Однак для завершення робіт необхідно ще значні кошти [5].

    З досьє «Цілком таємно». Побудованих на сьогоднішній день промислових реакторів у світі - 571. З експлуатації виведено 127 реакторів. Тридцятирічний термін служби виробили вже 178 реакторів, до числа яких відносяться і всі реактори АЕС «Фукусіма-1». У найближчі роки закінчиться термін експлуатації ще у 135 реакторів, але у багатьох з них вже продовжені терміни їх роботи. 75% діючих нині реакторів у світі працюють за межами проектно-конструктивних ресурсів. Закінчився проектний термін експлуатації російських енергоблоків на Білібінська, Кольської, Ленінградської, Нововоронезької, Білоярської АЕС. Наближається вичерпання призначеного терміну служби реакторів другого покоління на Курській і Смоленської АЕС. Тільки Обнинская АЕС, запущена в 1954 році, була зупинена. Частково зупиняється робота на Нововоронезької і Белоярской атомних станціях, де зупинено по два блоки і вивантажено відпрацьоване ядерне паливо. Відсутність фінансових коштів не дає можливості провести демонтаж обладнання і очищення території [5].

    Визначати реальний залишковий ресурс реактора ядерники можуть оцінити лише приблизно. Продовження ресурсу роботи реактора вимагає значних витрат, які ростуть зі збільшенням продовження терміну роботи реактора. Щоб обгрунтувати термін продовження роботи реактора, необ-

    димо провести діагностику тих його елементів, які не підлягають відновленню, що на сьогоднішній день зробити майже неможливо.

    Ядерна промисловість досі не має чітко виробленої довгострокової стратегії поводження з відпрацьованими відходами ядерного циклу. Уряд Росії затвердив концепцію Федеральної цільової програми (ФЦП) «Забезпечення ядерної та радіаційної безпеки на 2008 рік та на період до 2015 г.» 19 квітня 2007 р Представлені в ФЦП дані, свідчать про те, що Росатомом накопичено понад 18 500 т відпрацьованого ядерного палива, багато сховища переповнені. Даною програмою передбачено будівництво сховищ для відпрацьованого ядерного палива (ВЯП) з надмірною об'ємом в 40 000 т. На думку М. Шінгаркін, в найближчі роки в Росії планується завезти до 40 000 т високоактивних і дуже небезпечних ядерних відходів з деяких зарубіжних країн [5].

    На думку деяких експертів, будівництво нових реакторів стало нерентабельним. Німецький енергетичний концерн RWE, один з найбільших в Європі, відмовився від низки проектів будівництва нових АЕС. Головний стратег RWE Томас Биррен (Thomas Birr) в одному з інтерв'ю наголошує на фінансові ризики: «АЕС - надзвичайно дорогий вид виробництва енергії. Терміни та процедури планування, допусків і будівництва затяжні і дорогі. Якщо ви сьогодні приймете рішення побудувати реактор, причому все одно, в якій країні світу, приносити гроші він почне не раніше, ніж через 12-15 років »[4]. Інший приклад високої вартості будівництва АЕС - на її спорудження потрібно затратити приблизно 25% електроенергії того обсягу, який потім АЕС виробить за 25-30 років своєї роботи. Економісти порахували, що вироблена на АЕС електроенергія, в три рази дорожче, ніж вироблена на теплоелектростанції, що працює на природному газі.

    Незалежний експерт Майкл Шнайдер упевнений, що в умовах вільного ринку будівництво нових АЕС сьогодні нерентабельно. «Будівництво можливо тільки в тих країнах, де є воля керівництва фінансувати ці проекти або гарантувати капіталовкладення. Такий особливий випадок - Китай і, частково, Росія ». Навіть Франція, колись зробила ставку на атомну енергетику, відмовилася від будівництва нових енергоблоків. Президент Франсуа Олланд заявив, що частка АЕС в енергобалансі країни 2025 р знизиться з 75 до 50%. Державне енергетичне агентство Франції виходить з того, що до 2030 р будуть відключені 34 з 58 нині діючих атомних реакторів [4].

    З точки зору екологічної безпеки АЕС мають такі суттєві недоліки: населення безперервно опромінюється малими дозами радіації; навколишнє середовище забруднюється штучними радіонуклідами; виявляється істотне тепловий вплив на навколишнє середовище, особливо на водойми, з яких береться вода для охолодження агрегатів; зростаюча кількість могильників для тривало невизначеного терміну зберігання радіоактивних відходів. Багато АЕС розміщено поблизу великих міст і в місцях, де спостерігаються розломи земної кори, що підвищує небезпеку виникнення техногенної катастрофи.

    В процесі еволюції природа пристосувалася до природних нуклідів, що не призводить до їх концентрації в живих організмах. Концентрація природних радіонуклідів в рослинах майже в 100 разів менше, ніж в грунті. Для життєдіяльності тварин і рослин необхідний кальцій і калій, які мають хімічну схожість з радіоактивним нуклідом ядерного циклу стронцієм-90 і цезієм-137. В результаті тваринний світ, немов помилково, засвоює і накопичує у своїх організмах ці радіоактивні нукліди, що призводить, наприклад, до небезпечної концентрації їх в сільськогосподарських рослинах. Радіоактивне зараження водойм призводить до накопичення радіонуклідів в морських мешканців, а вживаються людиною морепродукти викликають у нього внутрішнє опромінення. Вище наведений аналіз свідчить про те, що варто задуматися політикам, вчених-

    вим, інженерам про екологічну і економічну доцільність продовження погоні за нібито

    «Мирним» атомом.

    бібліографічний список

    1. Світ АЕС [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://miraes.ru/mirovyie-zapasyi-urana-kak-podelit-игап/#тоге-1016 (дата звернення: 17.01.2015).

    2. Острецов, І. Н. Атомна енергетика приречена [Електронний ресурс] / І. Н. Острецов. - Режим доступу: http://news.bohn.ru/news/igor_ostrecov_atomnaja_ehnergetika_obrechena/2011-07-31-407 (дата звернення: 17.01.2015).

    3. Прогноз розвитку енергетики світу і Росії до 2040 року. - М.: ІНЕД РАН, 2013.

    4. Рютер, Г. Атомна енергетика: небезпечно і невигідно [Електронний ресурс] / Г. Рютер, А. Варкентін. Режим доступу: http://minprom.ua/digest/118171.html (дата звернення: 17.01.2015).

    5. Шінгаркін, М. Ядерний колапс / М. Шінгаркін // Цілком таємно - 2011. - № 4/263. - С. 4-5.


    Ключові слова: АТОМНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ /МІЖНАРОДНА ШКАЛА ЯДЕРНИХ ПОДІЙ /РАДІОАКТИВНІ ВЕЩЕСТВА /ВІДПРАЦЬОВАНИЙ ЯДЕРНЕ ПАЛИВО /УРАН-235 /УРАН-238

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити