Атомная энергетика в мире и в России. Состояние, перспективы

В XXI веке к атомной энергетике предъявляются 5 основных требований:

1. безопасность;

2. утилизация плутония и не допущение его распространения;

3. топливообеспечение;

4. переработка и захоронение отходов (РАО);

5. экономичность, конкурентоспособность.

Триединство качеств ядерной энергетики: огромный энергоресурсный (теплотворная способность ядерного топлива в 2-3 млн. раз больше, чем у традиционных видов), энергоэкономический (экономические показатели не зависят от места расположения) и энергоэкологический (отсутствие вредных выбросов) потенциалы, позволит выполнить эти основные требования.

В настоящее время атомная энергетика сохраняет свои позиции, как один из основных мировых источников энергии и начинает активно развиваться после продолжительного периода стагнации.

На атомную энергию приходится 6% мирового топливно-энергетического баланса и 15% производимой электрической энергии.

Атомная энергетика наработала уже более 10 тыс. реакторо-лет, из них – 8 тыс. без крупных аварий после апреля 1986 года.

В 2007 году в 30 странах мира действовало 439 энергоблока, в стадии строительства находится 34 энергоблоков. Из них 19 – строятся в Азии.

В дополнение к атомным электростанциям имеются около 300 научно-исследовательских и экспериментальных ядерных реакторов в 56 странах. Они используются для изучения ядерных технологий, при медицинской диагностике и лечении рака. Свыше 200 ядерных реакторов позволяют плавать кораблям.

По данным МАГАТЭ к странам, в которых доля АЭС в общей выработке электроэнергии наиболее высока, относятся: Франция – 77,1%; Литва – 77,7%; Бельгия – 58%; Словакия 53,4%; Украина –46%; Болгария – 41,6%; Республика Корея – 39,3% и др. В 16 странах с помощью АЭС удовлетворяется более четверти потребностей в электроэнергии. Сегодня отмечается стабилизация установленных мощностей АЭС в Западной Европе и США и быстрый их рост в Азии (Японии, Китай, Тайвань, Южная Корея). Большими амбициями в развитии ядерной энергетики и технологий обладают Бразилия, Аргентина, Египет, Вьетнам и другие развивающиеся страны с активно растущей экономикой.

Ели говорить об антропогенном воздействии атомной энергетики и его последствиях, то следует упомянуть следующий факт: при вводе одной новой АЭС в Европе ожидается 1 фатальный рак (работа АЭС в течение года). Ежегодно в Европе умирают от рака 800 тыс. человек. Таким образом, статистически, воздействие атомной энергетики на человека является пренебрежимо малым.

Особенности современного состояния российской энергетики можно охарактеризовать двумя взаимосвязанными фактами:

- время дешевых энергоресурсов в стране закончилось;

- «газовая пауза» в электроэнергии завершается.

В пользу варианта максимального роста атомной промышленности говорит то стратегически важное обстоятельство, что для европейской части России из «газовой ловушки» есть только один выход через строительство АЭС. Использование газа для хозяйственных нужд внутри России было и остается нерентабельным [3].

По доле АЭС в общем производстве электроэнергии Россия занимает лишь 20 место. Для решения экономических, экологических и социальных задач России, наряду с активной работой по рационализации, использованию и экономии электроэнергии, потребуется наращивать ее производство темпами не менее 2,5–3% в год.

Обеспеченность собственной электроэнергией регионов Сибири недостаточно. Среди 9 сибирских регионов 7 имеют дефицит в производстве электроэнергии.

Таблица 1

Структура потребления электроэнергии в США и СССР в % от общей выработки

№ п/п	Отрасль	США	Россия
1.	Промышленность	39,5	58,6
2.	Транспорт	0,2	7,2
3.	Сельское хозяйство	4,2	5,2
4.	Суммарно: промышленность, транспорт и сельское хозяйство	43,9	71,0
5.	Сфера обслуживания и быта, реклама	44,5	13,5
6.	Потери и пр.	11,6	15,5

За время, прошедшее после аварии на Чернобыльской АЭС, отношение населения большинства стран к атомной энергетике изменилось в лучшую сторону. Во многих странах (США, Великобритания и др.), отказавшихся от планов ее развития после чернобыльской трагедии, в последние годы приняты государственные программы возврата к развитию атомной энергетики, причем на качественно новом уровне. Качественно новый уровень предполагает разработку и ввод в эксплуатацию реакторов нового поколения, имеющих предельно высокие требования по безопасности и повышенные экономические характеристики. Во многих страна целенаправленно проводится реклама преимуществ атомной энергетики.

Положительные изменения в отношении к атомной энергетике происходят и в нашей стране. Социологические исследования, проведенные Центром общественной информации по атомной энергии, показали, что около 50% населения России не требует категорического отказа от развития атомной энергетики, среди них 25% требует дополнительной информации, чтобы сформировать свое мнение.

Весь мир ищет способы сделать АЭС более безопасными, но не закрывает их. Необходимо научиться грамотно оценивать риск, пересмотреть критерии, по которым отбираются люди для управления объектами, несущими потенциальную опасность для окружающей среды. Именно в таком подходе заключается путь снижения риска возникновения аварий до уровня, при котором использование таких технологий станет не только оправданным, но и желанным.

Ключевым в негативном отношении к атомной энергетике является боязнь общества аварий с выбросом радиоактивности. Требования к уровню безопасности АЭС можно сформулировать на основе анализа социального и экономического риска тяжелых аварий АЭС. Социальный критерий основан на том, что даже 1 тяжелая авария в мире в обозримом будущем окончательно подорвет доверие населения к атомной энергетике. Экономический риск от аварии должен быть заметно меньше доходов от производимой энергии. Приемлемой считалась вероятность тяжелой аварии (т.е. аварии с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду) 10^-5 на один реактор в год. На сегодняшний день этот норматив уменьшен на порядок и составляет 10^-6 на один реактор в год. Вероятность выхода радиоактивных продуктов из-под защитной оболочки реактора при расплавлении активной зоны реактора (т.е. при аварии с полным разрушением реактора) не превышает 10^-7 на один реактор в год. Это вполне реальная и осуществимая задача для АЭС нового поколения, которая может быть решена как путем эволюционного усовершенствования современных реакторов типа ВВЭР, так и разработкой альтернативных концепций атомных реакторов, обладающих внутренне присущими им свойствами безопасности и высоким уровнем самозащищенности. Важнейшее условие развития таких систем заключается в том, что безопасность АЭС нового поколения должна обеспечиваться не только и не столько введением в проект сложных систем контроля, автоматического управления с достаточным дублированием и т.д., сколько внутренней безопасностью установки, которая обеспечивается их физико-техническими характеристиками.

Для устранения причин, приведших к аварии на Чернобыльской АЭС, в России в кратчайшие сроки были разработаны и реализованы технические и организационные мероприятия, благодаря которым на действующих реакторах теперь исключена возможность неуправляемого разгона при ошибочных действиях персонала. Проверявшие наши АЭС специальные миссии МАГАТЭ признали их полностью соответствующими международным требованиям по безопасности.

За прошедшие годы много сделано для повышения надежности и безопасности российских АЭС: общее количество нарушений уменьшилось в 2 раза, количество «серьезных» нарушений – в 10 раз. По итогам 2002 г. более надежно работали только АЭС Японии и Германии.

С 1 апреля 2002 г. концерн «Росэнергоатом» преобразован в генерирующую компанию, в состав которой входят 10 АЭС (22242 МВт, эл.) эксплуатируются 30 энергоблоков, из них 14 ВВЭР, 11 РБМК и БН–600 (табл.2). Два блока на 2008г. находятся в стадии активного строительства – 1 ВВЭР-1000 на ЛАЭС-2; 1 ВВЭР-1000 на Калининской АЭС.

Энерговыработка российских АЭС в 2002 г. составила 140 млрд. кВт·час, коэффициент использования установленной мощности АЭС – 72%. С 1998 г. атомная энергетика обеспечивает ежегодный прирост производства на 5–8 млрд. кВт·час.

Доля атомной энергетики в настоящее время составляет 3,5% в потреблении всех топливно-энергетических ресурсов и 16% -- в производстве электроэнергии России. Доля электроэнергии, вырабатываемой АЭС в центре (60 км от Москвы) – до 25%, Северо-Западный регион – до 50%, Центрально-Черноземный – до 80%, Кольский – до 70%.

Производство энергии на АЭС обеспечивает экономию (замещение) до 40 млрд. м³ природного газа или 39% от его потребления в электроэнергетике для производства электрической и тепловой энергии на ТЭС.

Увеличение доли выработки электроэнергии на АЭС до 30% может быть достигнуто с помощью следующих средств:

1. Продлением ресурса 6 энергоблоков (3,2 млн. кВт).

2. Повышением коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) до 0,8.

3. Совершенствованием управления издержками.

4. Завершением сооружения блоков высокой готовности Калининской, Курской, Балаковской, Ростовской АЭС.

Для достройки 4 энергоблоков высокой степени готовности требуются инвестиции около 1 млрд. 300 млн. дол. Дополнительный миллиард м³ газа стоит 200 млн. дол. Как вступят в работу новые энергоблоки, они будут высвобождать по 7 млрд. м³ газа ежегодно при работе как минимум 40 лет, т.е. экономятся 280 млрд. м³ стоимостью 50 млрд. дол. при нынешней цене газа, которая постоянно повышается. Сэкономленный газ можно продать за рубеж, где он стоит в 6 раз дороже.

Таблица 2

Действующие АЭС России

АЭС	Номер блока	Тип реактора	Электрическая мощность, МВт	Год ввода в эксплуатацию
Белоярская		АМБ
	АМБ
	БН-600
Билибинская		ЭГП
	ЭГП
	ЭГП
	ЭГП
Балаковская		Ввэр-1000
	Ввэр-1000
	Ввэр-1000
	Ввэр-1000
Калининская		Ввэр-1000
	Ввэр-1000
Кольская		ВВЭр-440
	ВВЭр-440
	Ввэр-440
	Ввэр-440
Курская		РБМК-1000
	РБМК-1000
	РБМК-1000
	РБМК-1000
Ленинградская		РБМК-1000
	РБМК-1000
	РБМК-1000
	РБМК-1000
Нововоронежская		в-1
	В-2
	Ввэр-440
	Ввэр-440
	Ввэр-1000
Смоленская		РБМК-1000
	РБМК-1000
	РБМК-1000
Волгодонская		ВВЭР-1000

Таблица 3

Оптимальный вариант роста атомной энергетики России