Розглянуто еколого "економічні і соціальні передумови будівництва АЕС в м Сіверську. Наведено аргументи розвитку атомної енергетики в Сибіру і Томському регіоні.

Анотація наукової статті з енергетики та раціонального природокористування, автор наукової роботи - Мещеряков В. Н.


Область наук:
  • Енергетика і раціональне природокористування
  • Рік видавництва: 2003
    Журнал: Известия Томського політехнічного університету. Інжиніринг ГЕОРЕСУРСИ
    Наукова стаття на тему 'Майбутнє атомної енергетики Сибіру і Томського регіону'

    Текст наукової роботи на тему «Майбутнє атомної енергетики Сибіру і Томського регіону»

    ?УДК 621.311.25: 621.039 (571.16)

    МАЙБУТНЄ АТОМНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ СИБИРИ і Томській РЕГІОНУ

    В.Н. Мещеряков

    Розглянуто еколого-економічні та соціальні передумови будівництва АЕС в м Сіверську. Наведено аргументи розвитку атомної енергетики в Сибіру і Томському регіоні.

    Енергоозброєність суспільства є однією з основ науково-технічного прогресу.

    Зростання світових потреб в паливі та енергії при екологічних та ресурсних обмеженнях традиційної енергетики робить актуальним своєчасну підготовку нової енергетичної технології, здатної забезпечити приріст енергетичних потреб і стабілізувати споживання органічного палива.

    Незважаючи на те, що в Сибіру видобувні розвідані запаси нафти становлять 77% запасів Російської Федерації, природного газу - 85%, вугілля - 80%, міді - 70%, нікелю - 68%, свинцю -85%, цинку - 77%, молібдену - 82%, золота - 41%, металів платинової групи - 91%, гідроенергетичні ресурси - 45%, біологічні - понад 41%, її економічний розвиток недостатньо.

    До числа основних факторів, що стримують економічний розвиток Сибіру, ​​відносяться: якісне погіршення сировинної бази (частка трудноі-звлекаемих запасів нафти і газу складає 55 ... 60% і продовжує зростати); недостатній рівень розвитку транспортної інфраструктури; підвищена витрата паливно-енергетичних ресурсів на виробничі та соціальні потреби через суворих природно-кліматичних умов.

    Відповідно до затвердженої Урядом РФ "Стратегією економічного розвитку Сибіру" для підвищення ефективності енергозабезпечення, необхідно розвиток атомної енергетики в Сибіру в регіонах, де вже накопичено відповідний науково-технічний потенціал - в Томській області.

    У 2001 році до переліку заходів федеральної цільової програми "Енергоефективна економіка" на 2002-2005 роки і на перспективу до 2010 року включені рядки - "Розробка технікоекономічного обґрунтування будівництва Сіверської АЕС (2 енергоблоки по 1000 МВт) з терміном закінчення - 2009 г."

    Споживання енергоресурсів і електроенергії в Томській області більш ніж на 60% залежить від поставок ззовні. Тому енергетична незалежність Томського регіону є ключовим питанням, а взяття курсу на досягнення регіональної енергетичної безпеки - далеко не проста справа.

    Бідність енергоресурсами і турбота про екологію спонукають до спорудження такого типу енергоджерела, економічні показники якого не

    залежать ні від його недостатності, ні від паливної кон'юнктури, ні від місця розташування.

    Згідно з даними сучасних соціально-гігієнічних досліджень безпосередній внесок забруднення навколишнього середовища в погіршення стану здоров'я населення міста складає більше 25%.

    За даними екологічного огляду, виконаного Державним комітетом екології та природних ресурсів Томської області, незважаючи на значну займану площу (близько 320 тис. Км2, 2% площі РФ), низьку чисельність населення (~ 1,1 млн чоловік) і відносно невисокий народно-господарський потенціал, екологічна обстановка області є напруженою.

    Основний внесок в викид шкідливих речовин вносять підприємства сільського господарства (41%), підприємства паливної промисловості (нафтогазовидобувний комплекс) - 29%, ЖКГ (12,5%), електроенергетики (7,4%).

    Найбільша ступінь уловлювання має місце на підприємствах електроенергетичного комплексу (до 82%), найменша - на підприємствах паливної промисловості (0,015%).

    Крім того, за рахунок особливостей кліматичних умов Томська (середньорічна температура повітря - 0,5 ° С) потенційні можливості атмосфери до розсіювання істотно менше, ніж в інших регіонах.

    У Томській області спостереження за радіаційною обстановкою і радіоактивним забрудненням об'єктів довкілля здійснюють приблизно 12 наглядових центрів, організацій та відділів. Результати цих спостережень показали, що концентрації радіонуклідів у приземному шарі атмосферного повітря в Сіверську і Томську знаходяться на рівнях, близьких до фонових значень, перевищення норм не виявлено.

    В області є 9 підприємств електроенергетики і 191 котельня.

    Найбільшим джерел централізованого теплопостачання м Томська є ГРЕС-2. Значна частина основного обладнання зношена і морально застаріла.

    У північному промвузлі р Томська споруджується ТЕЦ-3.

    У 1999 році підприємствами області було використано 2082 тис. Т вугілля і 1414,9 млн м3 газу. Найбільш великими споживачами палива явля-

    ються Сибірський хімічний комбінат (56% всього споживаного вугілля) і ВАТ "Томськенерго" (24%).

    Сьогоднішній потенціал Томськенерго становить 400 МВт електричної енергії, 2055 Гкал / год - теплової потужності. Щорічно виробляється 1,5 млрд кВт-год електроенергії.

    У газах від котлів ПЕК, що спалюють тверде паливо, в значних кількостях міститься летюча зола, оксиди сірки, оксиди азоту та вуглецю. Зона поширення високих концентрацій золи від ГРЕС-2 становить 8.10 км і по сліду факела може досягати 7 ГДК.

    За газоподібним інгредієнтів, як і на всіх об'єктах ПЕК Росії, очищення не проводиться.

    Уловлювання вуглекислого газу обійдеться дорожче, ніж очищення газів від золи, оксидів сірки і азоту, і очищення стічних вод разом узяті.

    Концентрації діоксиду азоту та сірки від ГРЕС-2 можуть перевищувати 2 ГДК.

    Золовідвали служать джерелами негативного впливу на стан підземних і поверхневих вод, на грунт і повітряне середовище, а в кінцевому підсумку, на здоров'я населення.

    ГРЕС-2 має в даний час два золоотва-ла в межах міста загальною площею 94 га, де накопичено понад 3,4 млн т золошлакових відходів.

    Екологічна проблема могла б бути частково вирішена за рахунок переведення об'єктів ПЕК на природний газ. При всіх перевагах газу не можна забувати, що з його використанням пов'язано дуже багато проблем, що виникають при його видобутку, транспортуванні і кінцеве споживання. Крім

    т г м м

    того Томська область все ще користується "чужим" газом і в сенсі запасів органічного сировини є неперспективною (газу вистачить на 35 років, нафти - на 20 років). Ціни на газ сьогодні в результаті державного регулювання нижче цін на вітчизняне вугілля і суттєво нижче зарубіжних цін (~ 1,5 ... 2 рази), і тому найближчим часом вони будуть підтягнуті до світових, як це сталося з вугіллям.

    Необгрунтованою є надія на можливість використання незліченних сибірських природних багатств, які оцінюються десятками, а то й сотнями трильйонів доларів. Освоєння їх потребують порівнянних за масштабом витрат.

    Багатство країни забезпечується не наявністю природних ресурсів, а їх економічною доступністю і рентабельністю використання.

    Нинішня структура електроенергетики, в якій виробництво 2/3 її продукції базується на нестабільних факторах: нескінченних пошуках нових родовищ; неминуче дорогих енергоресурсах; турботах, пов'язаних з їх виснаженням; світової і національної політичної кон'юнктури, пов'язаної з традиційними енергоносіями і т.д., створює нестабільність і містить значущі елементи ризику в енергопостачанні країни.

    Незважаючи на напружену екологічну обстановку, Томськ поки не входить до переліку міст РФ з найбільшим рівнем забруднення атмосферного повітря. За індексом забруднення повітря по містах Західного Сибіру Томськ різко контрастує з наступними містами: Томськ - 9,55; Іскітім - 73,16; Прокоп'євськ - 62; Кемерово - 32; Новосибірськ - 24,25. Створений Томич "Атлас ракової клітини" встановив чітку залежність розвитку онкології від забруднення зовнішнього середовища. У порівнянні з іншими містами, де і не "пахне" ядерно-паливним циклом (Канск, Барнаул, Бійськ, Кемерово, Новокузнецьк і ін.), Томич знаходяться в кращому положенні. Але такий стан може різко змінитися в гіршу сторону при помилках у виборі стратегії в енергозабезпеченні Томського регіону.

    У Томську розроблена обласна програма енергозбереження, яка отримала високу оцінку на федеральному рівні. Але, на нашу думку, в ній недостатньо уваги приділено розвитку ядерної енергетики. А адже вона є енергозберігаючою технологією, тому що задовольняє основним вимогам щодо мінімального споживання енергії на власні потреби (близько 4% в ядерному паливному циклі), і відпрацьоване паливо використовується в якості вторинних ресурсів.

    В м Сіверську Томської області з 1958 р на майданчику Сибірського хімічного комбінату експлуатується Сибірська АЕС на базі промислових уран-графітових реакторів, які виробляють збройовий плутоній, електроенергію і тепло. З 1973 р Сибірська АЕС забезпечує теплом Томськ і м Сіверськ. У 1999 р на Сибірської АЕС було вироблено 1,5 млрд кВтг електроенергії. За час експлуатації Сибірська АЕС показала себе як надійний енергоджерело, незалежний від поставок вугілля. Відповідно до Угоди між Урядом Російської Федерації і Урядом США про співробітництво щодо реакторів, які виробляють плутоній, ці реактори повинні бути зупинені.

    Висновок з роботи реакторів СХК:

    - приведе до важких соціально-економічних наслідків на СХК - особливо ядерно та радіаційно-небезпечному підприємстві Минатома Росії через необхідність скорочення великої кількості фахівців-атомників;

    - створить ситуацію неможливості покриття теплових навантажень ЗАТО Сіверськ і промислових виробництв СХК (дефіцит складе 650 Гкал / год);

    - приведе до припинення теплопостачання м Томська в обсязі 430 Гкал / год;

    - зменшить електричну потужність енергосистеми СХК на 300 МВт.

    В даний час енергосистема Сибіру (Сі-бірьенерго) не є надмірною. Основне

    обладнання діючих теплових електростанцій значно (до 80%) зношене.

    У Сибірському регіоні у 2000 році дефіцит електричної енергії склав в:

    - Омської області - 3 млрд кВтг;

    - Кемеровської області - 5 млрд кВтг;

    - Алтайському краї і республіці Алтай - 6,5 млрд кВт.год;

    - Томської області - 3,6 млрд кВтг;

    - Новосибірської області - 800 млн кВтг.

    У Сибірському регіоні є всі підприємства, що забезпечують повний ядерний цикл від видобутку і переробки уранової сировини і виготовлення паливних збірок до утилізації опроміненого ядерного палива, що забезпечить і оптимізує функціонування АЕС:

    - видобуток руди і виробництво уранового концентрату розміщується в Краснокаменську (Читинська область);

    - виробництво гексафториду урану - в містах Ангарську (Іркутська область), Сіверську (Томська область);

    - виробництво низькозбагаченого урану - в Ангарську, Сіверську, Зеленогорську (Красноярський край);

    - виготовлення палива для атомних станцій здійснюється в Новосибірську. Опрацьовуються питання виробництва діоксиду урану і МОХ палива в Сіверському;

    - "Спалювання" ядерного палива здійснюється на АЕС міст Сіверська і Желєзногорська (Красноярський край);

    - довготривале зберігання відпрацьованого палива - в Желєзногорську.

    Найбільш раціонально, надійно і на довгу перспективу вирішити енергетичні проблеми області можна на базі атомних енергоджерел, зокрема, за рахунок будівництва двохблочний АЕС з реакторами ВВЕР-1000.

    Наявність в м Сіверську необхідної інфраструктури, кадрового потенціалу, здатного експлуатувати об'єкти ядерної енергетики, істотно прискорить і здешевить будівництво.

    ВВЕР-1000 - це реактор підвищеної безпеки, який відповідає всім міжнародним вимогам, що пред'являються до атомних станцій, введення яких заплановано після 2000 року. В даний час це базовий проект атомної енергетики Росії.

    Перша вимога до реакторів нового покоління - це повне виключення аварій з небезпечними викидами радіоактивності. В основу безпеки реакторів нового покоління належить послідовне впровадження властивостей внутрішньої са-мозащіщенності і використання пасивних систем безпеки, що забезпечують стійкість

    реактора до помилок персоналу та відмов обладнання. Внутрішня безпека реалізована на використанні природних законів природи (гравітація, природна циркуляція, випаровування). Привабливість використання природних законів в концепції безпеки; сталість їх дії, незалежність від зовнішніх факторів.

    У цих реакторах при підвищенні потужності, температури або появі пара за рахунок негативних зворотних зв'язків відбувається самоглуше-ня реактора і процес припиняється. Тому швидке мимовільне збільшення потужності виключено, і тепловий вибух реактора неможливий. Своєю фізичною природою реактор перешкоджає розгону потужності. Він може бути порівняний з важкої вагонеткою, яка сама в гору не піде.

    Саморегулювання і самообмеження, само-циркуляція і самоохолодження, ці властивості легко перевірити й дозволяють реактору самому рятувати себе у важких ситуаціях (за термінологією МАГАТЕ - "усепрощаючий реактор").

    Геологічна будова Томської області сприяє створенню тут АЕС, це спокійний в сейсмічному відношенні район, який має породи, придатні для захоронення радіоактивних відходів (РАВ) (обсяг РАВ - малий).

    Ідея будівництва в Сіверську АЕС з реактором ВВЕР-1000 підтримана рядом губернаторів областей регіону, а також керівництвом Сибірського федерального округу представника Президента.

    Сучасні потреби м Томська в електроенергетичних потужностях складають близько 1000 МВт і постійно зростатимуть. АЕС потужністю 1000 МВт споживає в рік 25 тонн уранового палива і накопичує в рік 160 м3 радіоактивних відходів (2,5 м3 високорадіоактивних).

    Вугільна електростанція такої ж потужності споживає на рік близько 4 млн т палива і 5,5.109 м3 атмосферного кисню, викидає в атмосферу 10 млн т вуглекислого газу, 100 тис. Т оксидів сірки, 30 тис. Т оксидів азоту, 7 тис. Т золи і накопичує щороку до 500000 м3 твердих відходів.

    Діапазон зміни вартості ядерного палива на дореакторной стадії (вартість природного урану, конверсія оксиду в гексафторид, вартість роботи поділу і виготовлення ядерного палива) і послереакторной стадії (транспортування та зберігання відпрацьованого ядерного палива (ВЯП) становить 400.800 $ за кілограм урану [1, 2].

    На Західно-європейському ринку вартість газу становить 100.114 $ за 1000 м3; вугілля - 15.30 $ за тонну. РАО ЄЕС Росії купує газ в 5-6 разів нижчі за експортну ціну і в 3.3,5 рази нижче собівартості [3].

    Усередині Росії ціна 1000 м3 газу становить

    575 руб. без ПДВ [4]. Ціна однієї тонни вугілля -500 рублів без транспортних витрат (Оптові ціни на вугілля та продукти збагачення ТОВ Куз-бассуголь, 2002 г.).

    Порівняємо паливні елементи для:

    - вугільної ТЕС 2,0.2,8 млрд рублів на рік;

    - АЕС 120.240 млн рублів в рік;

    - газової ТЕС 1,5 ... 1,8 млрд рублів на рік.

    Повна вартість АЕС на легководних реакторах (кращі зразки) потужністю 1000 МВт при тривалості будівництва 4.6 років становить 1,3.2,1 млрд доларів. Вугільні і газотурбінні станції з використанням комбінованого циклу при тривалості будівництва відповідно 3.5 і 1,3.3 років стоять 0,5 ... 1,8 млрд і 0,2.0,6 млрд доларів.

    Зростання вартості АЕС в великій мірі визначається зростаючими вимогами безпеки і пов'язаними з ними додатковими витратами після аварій на АЕС "Три-Майл-Айленд" і Чорнобильської станції.

    При цьому, в структурі вартості виробництва електроенергії для атомної, вугільної та газової станцій паливна складова, експлуатаційні та капітальні витрати становлять відповідно: 10, 20, 70%; 40, 20, 40%; 60, 15, 25%. І це співвідношення однозначно буде змінюватися на користь атомної енергетики.

    За даними США в 2000 р вартість виробництва ядерної енергії склала 1,83 цента за 1 кВтг, в той час як на вугільних - 2,07, нафтових - 3,18, газових - 3,52.

    У 2001 році в середньому тариф на шинах АЕС в європейській частині Росії (тільки витрати на виробництво) становив 19,2 коп за 1 кВтг. У той же час вартість електроенергії на виході з газових ТЕЦ - 23,6 коп / кВтг, мазутним - 72,7, газомазутних - 34,5, вугільним - 44,5. За всіма ТЕС європейської частини Росії - в середньому 36,6 коп / кВт.год.

    З урахуванням витрат на супровід експлуатації і розвиток енерготехнологій вартість складе для АЕС - 35,2 коп / кВтг, вугільної ТЕЦ - 40,8 (в 1,6 рази дешевше). Темпи зростання тарифів для ТЕЦ випереджають темпи зростання тарифів на АЕС. 1 млрд кВт.год атомної електроенергії економить країні 330 млн м3 газу.

    Останнім часом при розгляді економіки різних паливних циклів все більшу увагу звертається не тільки на технологічну вартість виробництва енергії, а й на повну вартість відшкодування всіх можливих збитків, які супроводжують виробництво і розподіл енергії. Усереднені по західноєвропейським країнам зовнішні вартості різних енерготехнологій при зовнішньої вартості викиду вуглецю 200 $ / т оцінюються такими даними: 6,4 цента / кВт.год - для вугільних ТЕЦ, 2,8 - для

    газових, 0,1 - для АЕС (без переробки ВЯП в цінах 1998 г.) [5].

    Остаточні результати дослідження Ех1гетеЕ, пов'язані з так званої "зовнішньої вартістю" екологічного збитку, що наноситься різними паливними енерготехнологій, доводять, що вартості виробництва електроенергії з використанням вугілля і газу різко зростають при обліку нанесення шкоди навколишньому середовищу і здоров'ю населення.

    Наведемо результати оціночних розрахунків

    М <-> М Г

    "Зовнішньої вартості" екологічного збитку для енергетики р Томська.

    Середні величини зовнішніх витрат для вугільної технології складають 300.500 млн $ на рік, газової - 70.150 млн $ на рік і ядерної 24 млн $ на рік. У ці цифри не входять оціночні витрати на боротьбу з глобальним потеплінням - можливо, єдиний найбільший фактор зовнішніх витрат, але, одночасно, і найбільш важкий для точної оцінки в термінах ценораспределенія.

    Цікаво порівняти ядерні та вугільні електростанції за кількістю людей, яких вони гублять. При цьому слід враховувати весь цикл робіт: видобуток палива, будівництво та експлуатацію станцій, переробку та захоронення відходів. Так, число передчасних смертей, пов'язаних з роком роботи енергоблоку потужністю 1000 МВт для вугільного циклу становить 370, ядерного - 0,8 [6].

    Загибель населення від НТЦ пов'язана головним чином з тим, що вони викидають в атмосферу адсорбовані золою канцерогени. Поліпшення очищення газів слабо позначається на цьому факторі, тому що канцерогени "сидять" на найдрібніших частинках, які погано затримуються золоуловлювальної пристроями. При цьому число передчасних смертей за рахунок опромінення порівняно як для персоналу, так і для населення.

    Радіоактивність на діючу пенсійну систему нормальному режимі АЕС становить 0,04 мбер / рік, що в тисячі разів менше природного радіоактивного фону.

    Слід звернути увагу, що психологічна мотивація у формуванні соціальної прийнятності АЕС у населення Росії і населення західних ядерно-енергетичних країн, різна. При значно нижчому життєвому рівні росіян визначальним може стати зацікавленість в отриманні вигод і додаткових економічних пільг в обмін на згоду терпіти присутність АЕС.

    Таким чином, аргументи атомної енергії в Томському регіоні такі:

    - демонополізація і диверсифікація енергетичного виробництва;

    - збільшення енергетичного потенціалу;

    - наявність великого платника податків;

    зниження екологічного та економічного пресингу на регіон;

    зниження соціальної напруженості населення (нові робочі місця для енергетиків та працівників суміжних областей, отримання пільг на оплату тепла та електроенергії, відрахування в процесі будівництва на потреби соціальної сфери, після введення АЕС в експлуатацію відраховується 2% від собівартості в спеціальний інвестиційний фонд на розвиток соціальної сфери регіону (40.50 млн рублів щорічно); економія вуглеводневого палива, різке зменшення транспортних проблем області (незалежність від вугільників і газовиків, які виділяються ліміти газу не з ігать, а направити на ТНХК, власний газ продавати за межі області);

    стабільність у постачанні ядерного палива, тому що СХК охоплює практично весь ланцюжок ядерно-паливного циклу; можливість продавати вироблювану електроенергію безпосередньо, минаючи розподільні системи РАО ЄС Росії і посередників; можливість залучення інвестицій на будів-

    ництво з сусідніх енергодефіцитних областей (Новосибірська, Омська, Барнаульская і т.д.) і вирішення енергетичної проблеми в рамках територіального об'єднання "Сибірського угоди";

    - якщо газовий варіант орієнтований на "штопання дірок" в умовах постійного браку власного палива, то атомний, звичайно ж, є проектом на перспективу і в рамках довгострокової енергетичної політики покликаний забезпечити регіон дешевої і чистою електроенергією.

    У всій Сибіру тільки Томська область має можливість поліпшити своє енергетичне та економічне становище, так як має унікальний ядерний комплекс, в який входять: наука, підготовка кадрів, виробнича і будівельна база. Такий комплекс міг бути посилений відповідними екологічними проробками томських вчених-екологів.

    Практично немає жодного підприємства або наукової організації Росії і країн СНД, що працюють в атомній енергопромисловості, де б не працювали висококваліфіковані кадри інженерів-фізиків, підготовлених в Томську.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Бюлетень ЦНІІатомінформ. - 2000. - № 6.

    2. Известия Академии промислової екології. -1999. - № 4.

    3. Бюлетень ЦНІІатомінформ. - 2002. - № 1.

    4. Постанова ФЕК № 37 - е / 2 від 26 червня 2002.

    5. Бюлетень ЦНІІатомінформ 2001. - № 8.

    6. Шевельов Я.В., Клименко А.В. Ефективна економіка ЯПЦ. - М., 1996.

    УДК 621.039.59

    РЕАЛІЗАЦІЯ ПРОГРАМИ "ВЗУ-НОУ" НА СХК

    В.М. Короткевич, В.В. Лазарчук

    Розроблено технологічну схему переведення високозбагаченого урану з металу в його гексафторид і розведення його ураном з низьким вмістом ізотопу урану-235.

    Скорочення наявного в арсеналі ядерної зброї призводить до звільнення значної кількості збройових урану і плутонію. У зв'язку з цим виникла проблема використання цих матеріалів в мирних цілях.

    Одним з основних шляхів утилізації високозбагаченого урану (ВЗУ), яким є збройовий уран, в даний час вважається використання його в якості палива в енергетичних ядерних реакторах для виробництва теплової та електричної енергії [1].

    Оскільки в енергетичних ядерних реакторах використовується низькозбагачений уран (НОУ), а для ядерних зарядів застосовується високозбагачений уран, необхідне створення нового вироб-

    ництва для ізотопного розбавлення утилізованого урану. У цьому процесі явними перевагами володіє змішування в газовій фазі гексафторид урану високого (збройного) і низького збагачень по ізотопу урану-235, так як:

    - по-перше, для виконання цієї операції найкращим чином підходить вже наявне обладнання і організація виробництва на заводах по розділенню ізотопів урану. Це дає можливість відносно просто забезпечити умови ядерної безпеки, точне дозування змішуються продуктів і оперативне управління процесом змішування;

    - по-друге, діючі заводи з виробництва ядерного палива для реакторів приспо-


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити