CC BY
413Развитие атомной энергетики в мире
00
сэ
см
сэ £
Б
а
2 ©
Жучкова Татьяна Анатольевна
магистрант факультета Международного Энергетического Бизнеса, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, [email protected].
В статье освещено развитие атомной энергетики в мире, эволюция отрасли. Также показано влияние глобальных катастроф на атомных станциях на развитие данной отрасли. Определена роль атомной энергетики в мировом энергобалансе, преимущества и недостатки атомной энергетики. Автором рассмотрены перспективы производства электроэнергии на атомных электростанциях по регионам мира до 2040 года. Отмечены крупнейшие производители электроэнергии на АЭС, а также страны, обладающие значительными запасами урана, необходимого для функционирования АЭС. Автор делает вывод о том, что атомная энергетика активно развивается и в среднесрочной перспективе следует ожидать мощного подъема атомной отрасли в развивающихся странах, которые испытывают возрастающую потребность в энергетических ресурсах.
Ключевые слова: атомная промышленность, ядерная энергетика, экология, мировой энергетический комплекс, уран.
Введение
С развитием промышленности и других отраслей человечество открывает новые источники энергии, не так пагубно влияющие на окружающую среду, более энергетически выгодные и не требующие истощения исчерпаемых природных ресурсов, в связи с чем, изучение развития атомной энергетики приобретает актуальность.
Атомная энергетика - это отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путем преобразования ядерной энергии.
Преимуществами атомной энергетики можно считать: экологичность, т.к ядерная энергетика не способствует созданию парникового эффекта; стоит отметить огромную энергоемкость используемого топлива (урана), а также возможность повторного его использования и главное, уран является относительно недорогим топливом; техническое обслуживание ядерных электростанций - это процесс очень важный, но его не нужно проводить так же часто, как дозаправку и техобслуживание традиционных электростанций.
К недостаткам можно отнести следующее: отходы ядерных реакторов остаются радиоактивными долгие годы; попадание расщепляющихся ядерных материалов не в те руки может спровоцировать ядерный терроризм или шантаж, а также добыча и обогащение урана могут подвергнуть занятый на этих работах персонал воздействию радиоактивной пыли и привести к выбросу этой пыли в воздух или в воду.
Во всем мире уран является главным ресурсом для работы атомных электростанций. Вместе с тем, у мировых лидеров по запасам урана Австралии и Казахстана, атомная энергетика не сильно развита. Залежи урановых руд расположены не равномерно по всему земному шару. На сегодняшний день только 28 стран мира добывают ценное сырье в своих недрах и только 19 мировых держав производят уран. Основная масса - 88% мировых запасов урана в мире расположены в 10 странах, в оставшихся 18 странах какие-то крохи 10% топлива (таблица 1).
Если говорить о добыче урана в России, то разведанные запасы урана в нашей стране оцениваются в более чем 400 тысяч тонн. При этом показатель прогнозируемых ресурсов составляет более 830 тысяч тонн. По состоянию на 2017 год в России действует 16 урановых месторождений. Причем 15 из них сосредоточены в Забайкалье. Главным месторождением урановой руды считается Стрельцовское рудное поле. В большинстве отечественных месторождениях добыча осуществляется шахтным способом.
Развитие атомной энергетики
Развитие атомной энергетики пришлось на 1951 год. Так, на юго-востоке Айдахо, что в США впервые построили реактор мощностью 100 киловатт. В первую очередь, создание реактора связано не с целью производства электроэнергии, а для демонстрации возможности реализации данной идеи. Принцип работы данной АЭС был доказан Энрико Ферми, чьи расчеты послужили поводом для проверки возможности добычи электроэнергии при помощи атомного топлива. По итогам исследования, было установлено, что ядерный реактор генерировал значительно большее количество электроэнергии, нежели потреблял.
В свою очередь в СССР уже в 1954 году была построена первая в мире атомная электростанция, подключённая к общей электрической сети в г. Обнинск, т.к во время послевоенной разрухи ядерная энергетика приобрела огромную востребованность.
Далее с каждым годом в разных уголках мира атомная энергетика становилась популярнее. Так, например, в 1956 году в Великобритании заработала АЭС «Калдер Холл-1» мощностью в 50 МВт, а в 1957 году запустили АЭС Шиппингпорт в США уже в 60 мегаватт. Франция тоже не отставала и уже в 1959 году начала свою работу станция Маркуль мощностью в 37 Мвт. В России пик ядерной промышленности пришелся на период с 1956 по 1964 гг. В это время были запущены первые блоки Белояр-ской и Нововоронежской АЭС мощностью в 100 и 240 МВт.
Первые десятилетия атомная промышленность развивалась без серьезных последствий для окружающей среды, но уже в 1979 году произошла первая серьезная авария, которая заставила мир задуматься о новых средствах обеспечения безопасности АЭС. Авария произошла на американской АЭС Три-Майл-Айленд в следствии взрыва второго реактора мощностью в 906 МВт.
Таблица 1
Топ-10 стран-лидеров по запасам урана (%), 2015 г.
Источник: составлено автором по данным World Nuclear Association, 2018.
Страна Запасы, тони U Запасы, %
Австралия 1664100 29
Казахстан 745300 13
Канада 509800 9
Россия 507800 9
ЮАР 322400 6
Нигер 291500 5
Бразилия 276800 5
Китай 272500 5
[ [амибия 267000 5
Монголия 141500 2
Рисунок 1. Количество строящихся реакторов в мире
Примечание: в общей подсчет вошли также два реактора в стадии строительства (Тайвань и Китай). Источник: составлено по данным World Nuclear Association, IAEA Power Reactor Information Service (PRIS).
Рисунок 2. Перспективы производства электроэнергии на АЭС по регионам мира до 2040 года. Источник: составлено автором по данным World Nuclear Association, IAEA Power Reactor Information Service (PRIS).
Самой известной и самой губительной катастрофой является авария на Чернобыльской АЭС. Эта авария отразилась на экологической обстановке Украины, Белоруссии и России, на жизнях сотен тысяч людей и на развитии всей атомной энергетики в целом.
Второй глобальной аварией на АЭС стала катастрофа, вызванная землетря-
сением и Цунами на побережье Японии, приведшая к тяжелой ситуации с АЭС Фукусима-1.
Но по-прежнему во всем мире продолжается строительство новых атомных электростанций, т.к атомная энергетика является дешевой, а желание снизить зависимость от таких ресурсов, как нефть, газ и уголь продолжает расти. Современ-
ные же атомные реакторы становятся все более безопасными.
Перспективы развития атомной энергетики
Атомная энергетика - важная часть мирового энергетического комплекса. 10,5% производства всей электроэнергии в 2017 году отводится на атомную промышленность. По состоянию на конец 2017 года в мире действовало 453 атомных энергоблоков и еще 56 находятся в стадии строительства (рис. 1).
Стоит отметить, что в таких регионах как СНГ и АТР в перспективах производства электроэнергии на АЭС в период с 2018 по 2040 гг. будет существенно расти, так как именно эти регионы активно переходят на использование атомной энергетики (рисунок 2). Например, Китай сжигает угля больше, чем США, Япония и Европа вместе взятые. На его долю приходится 55% всего мирового потребления угля, поэтому именно в КНР самые высокие показатели загрязнения воздуха. Это губительно сказывается на здоровье людей в стране. Согласно планам правительства страны эта отрасль будет развиваться высокими темпами и переход от угля к атомной энергетике позволит улучшить экологическую ситуацию в стране.
Крупнейшим производителем электроэнергии на атомных электростанциях является США. Совокупная мощность действующих АЭС США составляет 99 535 МВт и покрывает 19,5% общей генерации в стране. На втором месте по статистике на 2017 год находится Франция с совокупной мощностью своих АЭС в 63 130 МВт, что покрывает 76,3% потребности страны в электроэнергии. Атомная энергия является главным энергетическим ресурсом Японии. Совокупная мощность АЭС Японии - 40 480 МВт. Стоит отметить, что основная масса японских АЭС сейчас фактически не являются действующими после аварии на АЭС Фуку-сима, но в любой момент могут быть запущены. Поэтому на начало 2017 года японская атомная энергетика вырабатывает лишь 0,5% от общей электроэнергии производимой в стране. 4 место занимает Китай с совокупной мощностью АЭС в 31 617 МВт, что покрывает около 4% потребностей страны. Совокупная мощность АЭС России составляет 26 865 МВт - примерно 19% от общей потребности в стране. Совокупная мощность АЭС Южной Кореи - 23 017 МВт - 32% от всей электроэнергии в стране и совокупная мощность действующих АЭС Индии составляет 6 219 МВт, что покрыва-
0 À
В
S
W
а
2 а
8
00
сэ
см
сэ £
Б
а
2 ©
ет около 3,5% потребности страны в электроэнергии.
Существуют значительные перспективы развития атомной энергетики в таких регионах мира, как Ближний Восток, Африка и Южная Америка. Многие страны Ближнего Востока, в частности, Саудовская Аравия и ОАЭ стремятся диверсифицировать свой энергобаланс, в том числе - за счет использования атомной энергии. Так, крупная АЭС будет построена в ОАЭ к 2020 г. при участии японских и корейских специалистов. В долгосрочной перспективе потенциал прироста населения и экономического развития стран Африки и Латинской Америки обеспечит спрос на электроэнергию, а следовательно, в том числе, необходимость развития атомной генерации. Наличие значительных запасов собственного урана в ряде африканских государств сделают подобные проекты в них еще более привлекательными.
В Российской Федерации атомная энергетика ускоренно развивается. В 2017 г. был введен в эксплуатацию первый энергоблок новейшего типа повышенной мощности ВВЭР-1200, смонтированный на Нововоронежской АЭС. Согласно постановлению Правительства Российской Федерации, до 2030 г. в стране будет запущено более 10 новых АЭС, включая уникальную плавучую атомную электростанцию «Академик Ломоносов». Задачей данной атомной станции станет обеспечение стабильного энергоснабжения районов российской Арктики и Крайнего Севера. Российская корпорация «Роса-том» ведет строительство АЭС в разных регионах мира, так, по словам генерального директора ГК «Росатом» Лихачева Алексея Евгеньевича: «Росатом вносит свой вклад в развитие мировой атомной энергетики. У нас сейчас контракты на 25 энергоблоков в активной стадии реализации, ещё 11 блоков законтрактовано»1. К тому же, Росатом занимает 1 место в мире по величине портфеля зарубежных проектов (36 энергоблоков в 12 странах2 ). В декабре 2017 года Алексей Лихачев и заместитель премьер-министра Республики Узбекистан Нодир Отажонов подписали межправительственный договор об использовании атомной энергии в мирных целях. Документ предусматривает строительство «Росатомом» в Узбекистане промышленной АЭС. По плану, выдвинутому российской стороной, станция может быть оснащена двумя современными реакторами ВВЭР-1200 поколения 3+. Эта новая российская разработка, промышленное применение кото-
рой началось в 2016 г., является достойным продолжением линии советских и российских реакторов ВВЭР. Она обладает такими ценными характеристиками, как высокая мощность, срок службы 60 лет, а главное - уникальная автоматизированная система безопасности, позволяющая предотвратить радиоактивную катастрофу даже в условиях стихийного бедствия, приведшего к катастрофе на японской АЭС «Фукусима-1» в 2011 г.
В 2017 году было подписано «Соглашения государств СНГ о сближении подходов в области использования атомной энергии в мирных целях», которое направлено на выработку согласованной политики и определение основных направлений деятельности в сфере технического регулирования в области использования атомной энергии в мирных целях. Документ закрепляет общие принципы сотрудничества, приоритет обеспечения ядерной и радиационной безопасности при установлении и применении обязательных требований, обеспечение единства систем идентификации, классификации и систем кодирования, обязательность оценки соответствия требованиям рекомендаций МАГАТЭ и других международных организаций.
Заключение
Подводя итог, можно сделать вывод, что атомная энергетика в мире продолжает активно развиваться. Одним из факторов, влияющих на этот процесс, с одной стороны, являются опасения государств, связанные с обеспечением безопасного функционирования атомных электростанций, которые существенно обострились после аварии на АЭС «Фу-кусима» в 2011 году и в период 20122013 гг. оказывали негативное влияние на динамику развития отрасли. С другой стороны, технический прогресс, научные достижения и инновации позволяют непрерывно повышать уровень безопасности при эксплуатации АЭС даже в наиболее сложных географических, сейсмических и климатических условиях. Мы полагаем, что в среднесрочной перспективе следует ожидать мощного подъема атомной отрасли в развивающихся странах, которые испытывают возрастающую потребность в энергетических ресурсах - в первую очередь, в Китае, Индии, ряде прочих стран Ближнего Востока и АТР. При этом в странах ОЭСР развитие атомной энергетики будет происходить, с наибольшей долей вероятности, по инерционному сценарию.
Литература
1. Госкорпорация «Росатом». О компании [Электронный ресурс]. URL: http:/ /www.rosatom.ru/about/
2. Деятельность Росатома будет интересна не только энергетикой. ИА REGNUM. // URL: http://regnum.ru/news/ 2494400.html
3. Япония возвращается к атомной энергетике // Независимая газета, 14.08.2015. [Электронный ресурс]. URL: http://www.ng.ru/economics/2015-08-14/ 4_japan.html
4. BP Statistical Review of World Energy - 2017
5. Fukushima Nuclear Accident Update Log [Электронный ресурс]. URL: https:// www.iaea.org/newscenter/news/fukushima-nuclear-accident-update-log-15
6. Nuclear Energy in EU [Электронный ресурс]. URL: https://ec.europa.eu/energy/ en/topics/nuclear-energy
7. Nuclear Power in India [Электронный ресурс]. URL: http://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-g-n/india.aspx
8. Nuclear Power in the UAE [Электронный ресурс]. URL:http://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-t-z/united-arab-emirates.aspx
9. Nuclear Power in the USA [Электронный ресурс]. URL: http://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-t-z/usa-nuclear-power.aspx
10. Strategic Action Plan for Energy Development (2014 - 2020) [Электронный ресурс]. URL: http://www.gov.cn/zhengce/ content/2014-11/19/content_9222.htm
Ссылки:
1 Деятельность Росатома будет интересна не только энергетикой. ИА REGNUM. // URL: http://regnum.ru/news/ 2494400.html
2 Госкорпорация «Росатом». О компании [Электронный ресурс]. URL: http:/ /www.rosatom.ru/about/
The development of the nuclear power in
the world Zhuchkova T.A.
Russian State University oil and gas named by I. M. Gubkin
The article highlights the development of nuclear energy in the world, the evolution of the industry. The effect of global disasters at nuclear power plants on the development of this industry is also shown. The role of nuclear energy in the global energy balance, the advantages and disadvantages of nuclear energy are defined. The author considered the prospects of electricity production at nuclear power plants in the regions of the
world until 2040. The largest producers of electricity at nuclear power plants, as well as countries with significant uranium reserves necessary for the operation of nuclear power plants, are noted. The author concludes that the nuclear power industry is actively developing and in the medium term, we should expect a strong boom in the nuclear industry in developing countries that are experiencing an increasing need for energy resources.
Keywords: nuclear industry, nuclear energy, ecology, world energy complex, uranium.
References
1. Rosatom State Corporation. About company [Electronic resource]. URL: http:// www.rosatom.ru/about/
2. The activities of Rosatom will be of interest not
only energy. IA REGNUM. // URL: http:// regnum.ru/news/2494400.html
3. Japan is returning to nuclear energy //
Nezavisimaya Gazeta, August 14, 2015. [Electronic resource]. URL: http://www.ng.ru/ economics/2015-08-14/4_japan.html
4. BP Statistical Review of World Energy - 2017
5. Fukushima Nuclear Accident Update Log
[Electronic resource]. URL: https:// www.iaea.org/newscenter/news/fukushima-nuclear-accident-update-log-15
6. Nuclear Energy in EU [Electronic resource]. URL:
https://ec.europa.eu/energy/en/topics/ nuclear-energy
7. Nuclear Power in India [Electronic resource].
URL: http://www.world-nuclear.org/ information-library/country-profiles/countries-g-n/india.aspx
8. Nuclear Power in the UAE [Electronic resource].
URL: http: //www.world-nuclear.org/ information-library/country-profiles/countries-t-z/united-arab-emirates.aspx
9. Nuclear Power in the USA [Electronic resource].
URL: http://www.world-nuclear.org/ information-library/country-profiles/countries-t-z/usa-nuclear-power.aspx
10. Strategic Action Plan for Energy Development (2014 - 2020) [Electronic resource]. URL: http://www.gov.cn/zhengce/content/20l4-11/ 19/content_9222.htm
О À
В
S
w
а
2 а
8
