2. Основные этапы развития атомной энергетики мира

В развитии атомной энергетики, как и в развитии любой другой отрасли, выделяются этапы зарождения, становления развития, стагнации и возрождения. В истории энергетики атома можно выделить следующие этапы:

I этап: Зарождение. На этом этапе были сделаны первые попытки использовать энергию ядерных реакций в мирных целях для производства электроэнергии.

II этап: Становление и подъем. Строительство первых в мире АЭС промышленного значения. Период бурного строительства и исследований в области ядерной энергетики.

III этап: Накопление опыта. Первые крупные аварии, создание международных организаций по контролю эксплуатации существующих и строительством новых станций

IV этап: Стагнация отрасли. Спад темпов развития на фоне катастрофы ЧАЭС

V этап: Современный. Постепенный возврат к использованию энергии ядерных реакций.

История отрасли. I этап: История атомной энергетики насчитывает немногим более полувека, но по сравнению с другими областями этой отрасли ее развитие шло стремительными темпами. Уже в 40-х годах прошлого столетия помимо работ по созданию атомной бомбы в СССР начали разрабатываться проекты мирного использования энергии атома. Так, в 1948 году по предложению И.В. Курчатова были начаты проекты по практическому применению энергии атома для нужд электроэнергетики.

II этап: В мае 1950 года близ поселка Обнинское начались работы по сооружению первой в мире промышленной АЭС, мощностью всего 5 МВт. Обнинская АЭС вступила в строй 27 июня 1954 года. В 1958 была введена в эксплуатацию 1-я очередь Сибирской АЭС мощностью 100 МВт, впоследствии полная проектная мощность была доведена до 600 МВт. В том же году развернулось строительство Белоярской промышленной АЭС, а 26 апреля 1964 генератор 1-й очереди дал ток потребителям. В сентябре 1964 был пущен 1-й блок Нововоронежской АЭС мощностью 210 МВт. Второй блок мощностью 350 МВт запущен в декабре 1969. В 1973 г. запущена Ленинградская АЭС.

За рубежом первая АЭС промышленного значения мощностью 46 МВт была введена в эксплуатацию в 1956 году (Колдер-Холл (Великобритания)). Через год была запущена АЭС мощностью 60 МВт в Шиппингпорте (США).

III этап: В 1979 году произошла серьёзная авария на АЭС Три-Майл-Айленд (англ. Three Mile Island), а в 1986 году — масштабная катастрофа на Чернобыльской АЭС, которая помимо непосредственных последствий, серьёзно отразилась на всей ядерной энергетике в целом. Она вынудила специалистов всего мира переоценить проблему безопасности АЭС и задуматься о необходимости международного сотрудничества в целях повышения безопасности них.

15 мая 1989 года на учредительной ассамблее в Москве, было объявлено об официальном образовании Всемирной ассоциации операторов атомных электростанций (англ. WANO), международной профессиональной ассоциации, объединяющей организации, эксплуатирующие АЭС, во всём мире. Ассоциация поставила перед собой широкомасштабные задачи по повышению ядерной безопасности во всём мире, реализуя свои международные программы.

IV этап: После катастрофы в Чернобыле темпы развития атомной энергетики и строительства новых станций сильно замедлились. Отдельные страны были вынуждены под давлением экологов и общественности либо отказываться от дальнейшего развития отрасли на неопределенный срок, либо принимать решения о сокращении количества АЭС в своем топливно-энергетическом комплексе. Лишь немногие государства решились, не смотря ни на что, продолжать свои ядерные программы. В их число входят Франция, Япония, Республика Корея.

V этап: В настоящее время доля выработки электроэнергии на АЭС во многих странах достигает довольно больших значений. На 2011 год в мире насчитывается 442 энергетических реактора общей мощностью 374,993 ГВт (электрических) и 65 в стадии сооружения. Также 5 реакторов находятся на стадии долгосрочного вывода из эксплуатации.

Мировым лидером по установленной мощности является США, однако ядерная энергетика составляет лишь 20,2% в общем балансе этой страны. Мировым лидером по доле в общей выработке является Франция (второе место по установленной мощности), в которой ядерная энергетика является национальным приоритетом — 75%. До 2010 года лидером по доле атомной энергетики в структуре электроэнергетики страны являлась Литва, 80% энергии в которой давала Игналинская АЭС, закрытая по требованию Евросоюза из-за типа установленных на ИАЭС реакторов - РБМК-1500. Реакторы этого типа были установлены на печально известной Чернобыльской АЭС, откуда их неофициальное название - "реакторы чернобыльского типа".

Крупнейшая АЭС в Европе — Запорожская АЭС у г. Энергодар (Запорожская область, Украина), строительство которой начато в 1980 г. С 1996 г. работают 6 энергоблоков суммарной мощностью 6 ГВт.

Крупнейшая АЭС в мире по установленной мощности (на 2010 год) – Касивадзаки-Карива. Она находится в Японском городе Касивадзаки префектуры Ниигата. В эксплуатации находятся пять кипящих ядерных реакторов (BWR) и два продвинутых кипящих ядерных реактора (ABWR), суммарная мощность которых составляет 8,212 ГВт.

Типы реакторных установок эксплуатируемых на АЭС мира. В мире разработано большое количество различных моделей реакторов, различающихся по устройству, типу протекающей реакции и используемого охладителя. В списке приведены некоторые наиболее известные типы реакторов, с кратким описанием особенностей и компаний, строящих реакторы этих типов в различных странах:

• PWR — водо-водяной ядерный реактор, энергоблоки строят Westinghouse (сейчас ей владеет Toshiba), General Electric, Areva, Kraftwerk Union (часть Siemens, которая сейчас передана в Areva), Babcock & Wilcox, Combustion Engineering (строившая модели System 80, компания стала в 80-е частью ABB, а сейчас входит в Westinghouse), Toshiba, Mitsubishi Heavy Industries, Hitachi. Также в некоторых странах существуют «национальные» модели PWR. В России – ВВЭР (полностью собственная технология, строят подразделения Росатома). В Китае - CNP и CPR которые основаны на западных технологиях с 30-70% китайского оборудования, данные реакторы строит компания CNNC. В Южной Корее - OPR. Технология скопирована с западной, но оборудование в последних блоках полностью своё. Строят совместно компании KEPCO и Doosan Heavy Industries & Construction.

• BWR — корпусной кипящий реактор, строят те же американские, японские и немецкие компании, что и перечислены выше. В Японии функционируют также ABWR, усовершенствованные реакторы этого типа.

• PHWR — тяжеловодный ядерный реактор. Реакторы этого типа в основном известны под названием CANDU. Это национальное канадское направление ядерной энергетики, которое успешно выступает на международном рынке, так как канадцы открыто работают в плане технологий. Топливо для этих реакторов, страны, в которых построены PHWR, способны производить самостоятельно, так как оно не требует сложного высокотехнологичного процесса – обогащения. PHWR также строил Siemens, но в настоящее время действует лишь один немецкий реактор (в Аргентине). Кроме Канады и Германии единственной страной, самостоятельно развившей технологию тяжеловодных реакторов, является Индия, которая строила их только у себя в стране.

• GCR — газоохлаждаемый реактор. Национальное направление ядерной энергетики Великобритании, которая активно строила модификации Magnox и AGR, однако большинство из них в настоящий момент закрыто. Также несколько реакторов этого типа англичане построили в Италии и Японии, однако все они уже не работают.

• LWGR — графитоводный ядерный реактор. Исключительно советское направление в реакторостроении, энергоблоки с реакторами этого типа, РБМК и маломощными ЭГП-6 строились только в СССР, последний был пущен в 1990 году. Довольно большое их количество эксплуатируется по настоящее время в России, работавшие на Украине и в Литве энергоблоки были закрыты. Особенностями этой модели были: возможность перегрузки топлива без остановки реактора, отсутствие дорогостоящего корпуса в отличие от корпусных реакторов (это снимало ограничение на размер и форму активной зоны), а так же крайняя нестабильность, приведшая в итоге к разрушению энергоблока №4 ЧАЭС. В последствие недостатки были устранены, но мировое сообщество с опасением относится к работающим реакторам этого типа. Как уже упоминалось, по этой причине были остановлены энергоблоки в Литве на ИАЭС.

• FBR — реактор-размножитель на быстрых нейтронах. Реакторы этого типа были разработаны и функционировали в нескольких странах, однако в настоящий момент работает лишь единственный в мире, БН на Белоярской АЭС в России. В США, Франции, Японии и Казахстане реакторы были закрыты, однако в мире имеется большой интерес к этой технологии. Интерес обусловлен тем, что данный тип реакторов позволяет «сжигать» ядерное топливо до уровня практически нерадиоактивных веществ. К тому же в качестве топлива для этих реакторов могут использоваться отработанные топливные кассеты из реакторов других типов.

Таблица 1.2