ГАБАРАЕВ - 1

Основные этапы становления и развития атомной энергетики

Содержание:

1. Краткий исторический обзор и график изменения энергоблоков АЭС в мире

2. Распределение энергетических ядерных реакторов по странам и регионам

3. Стратегии развития ядерной энергетики России и ведущих стран

3.1. Общее состояние ядерной энергетики мира

3.2. Стратегия Росси и ведущих стран

В советской, а теперь уже российской, терминологии исторически закрепились выражения «атомная энергия», «атомная энергетика», «атомный реактор», «атомная электростанция» и т.п., хотя корректнее было бы говорить «ядерная энергия», «ядерная энергетика», «ядерный реактор», «ядерная электростанция» и т.п., так как речь идёт об энергии, выделяющейся именно при делении ядра атома. Правда, термин «атомная электростанция» уже представляется практически «непобедимым», поэтому с ним придётся смириться.

В настоящее время атомная (точнее, ядерная) энергетика является самой молодой технологией крупномасштабного производства энергии, в первую очередь электрической. Коренное отличие атомной энергетики от других энерготехнологий современности состоит в том, что изначально она появилась как «побочный» продукт военных программ разработки ядерного оружия в США, Великобритании, Франции и СССР. Этим, во многом, объясняются особенности становления атомной энергетики мира.

1. Краткий исторический обзор и график изменения энергоблоков аэс в мире

В 1942 г. под трибунами футбольного стадиона в г. Чикаго штата Иллинойс (США) был пущен первый в мире ядерный реактор, т.е. устройство с контролируемой (управляемой) цепной ядерной реакцией деления.

Почти десять лет спустя, в декабре 1951 года впервые в мире зажглась лампочка от электричества, генерируемого ядерным реактором. Это был реактор EBR-1 в Айдахской национальной лаборатории США.

Через два с половиной года в июне 1954 года дала ток в энергосистему первая в мире АЭС, построенная Советским Союзом в «закрытом» тогда городе Обнинске. Электрическая мощность этой АЭС составляла 5 МВт, она проработала намного дольше проектного срока и была остановлена почти через полвека после пуска.

Ещё через два года в Великобритании в 1956 была введена в Селлафилде первая в мире АЭС «Calder Hall» с коммерчески значимым уровнем электрической мощности – 50 МВт (позднее её мощность увеличили до 200 МВт).

В 1958 году в закрытом городе Томск-7 ввели в эксплуатацию энергоблок Сибирской АЭС мощностью 100 МВт∙(эл), что явилось ещё одним шагом по пути освоения коммерчески значимых уровней электрической мощности.

На период 1960-70 гг. пришёлся первый этап массового освоения ядерной энергетики. Как показано на рис.1 из работы [1] , ежегодно в эксплуатацию вводили 5-10 энергетических ядерных реакторов, причём помимо суммарной мощности АЭС мира возрастала и единичная мощность реакторов. Активно разрабатывались всё более совершенные конструкции и технологические схемы. Советский Союз ввёл в эксплуатацию в 1964 году Нововоронежскую АЭС с новым реактором ВВЭР мощностью 210 МВт∙(эл).

Десятилетие 1970-80 гг. стало этапом бурного ввода в эксплуатацию энергетических ядерных реакторов (15-26 установок в год). Это был этап эйфории, вызванной большими надеждами на ядерную энергетику, как на дешёвый источник электрической энергии. Советский Союз стал вводить в эксплуатацию ядерные энергоблоки большой мощности, начав с пуска в 1973 году первого энергоблока Ленинградской АЭС с новым реактором РБМК мощностью 1000 МВт∙(эл). На Нововоронежской АЭС в 1978 году ввели в эксплуатацию первый энергоблок с новым реактором ВВЭР мощностью 1000 МВт∙(эл).

Следующее десятилетие своих 1980-90 гг. стало этапом некоторого отрезвления от ядерно-энергетической эйфории, т.к. в силу экономических реалий электроэнергия АЭС оказалась не такой дешёвой, как ожидалось поначалу. Авария на АЭС «Three Mile Island», случившаяся в 1979 году, привела к кардинальному ужесточению требований к безопасности. Выполнение этих требований путём наращивания систем безопасности АЭС стало ещё одной причиной удорожания электроэнергии, генерируемой на АЭС.

Тем не менее, именно на 1980-90 гг. пришлась ещё одна волна бурного ввода энергетических ядерных реакторов (10-33 установок в год). Советский Союз в конце 1982 года ввёл в эксплуатацию на Игналинской АЭС (в Литве) первый энергоблок с самым мощным в мире энергетическим ядерным реактором РБМК-1500 мощностью 1500 МВт∙(эл).

Причины столь парадоксально активного ввода новых ядерных энергоблоков в годы отрезвления от ядерно-энергетической эйфории кроются, как минимум, в двух обстоятельствах. Во-первых, процесс создания АЭС очень инерционен по времени, т.е. от момента принятия решении о сооружении ядерного энергоблока до его ввода в эксплуатацию проходит 12-15 лет. Во-вторых, Франция и Япония в порядке реакции на нефтяной кризис 1973 года приняли решение о форсированном строительстве АЭС с целью обеспечения своей энергетической безопасности. Именно в этих двух странах было введено в 1970-80 гг. значительное число ядерных энергоблоков.

Тяжёлая авария на четвёртом энергоблоке Чернобыльской АЭС в 1986 году и вызванные ею очередные ужесточения требований к безопасности АЭС, а также и непрерывно возрастающая стоимость строительства АЭС привели к тому, что в следующие два десятилетия (1990-2010 гг.) ввод в эксплуатацию новых энергоблоков стал достаточно редким событием, причём это происходило, главным образом, в России, Китае и Индии.

Наступила пауза в широкомасштабном развитии мировой атомной энергетики, затянувшаяся почти на два десятилетия. Только в последние пять-шесть (2005-2011 г.г.) появились серьезные признаки ренессанса этого способа получения электрической и тепловой энергии, с которым человечество связывало столько надежд до вышеупомянутых серьезных аварий.

Однако в марте 2011 года вблизи восточного побережья Японии произошло разрушительное землетрясение силой более 9 баллов, затем на берег обрушилась гигантская волна-цунами, возникшая в результате этого землетрясения. Системы безопасности реакторов японской АЭС «Фукусима-1» штатным образом среагировали на землетрясение, т.е. все реакторы были сразу остановлены и переведены в режим расхолаживания.

К сожалению, высота пришедшей вскоре цунами оказалась выше защитной дамбы АЭС, волна разрушила системы охлаждения реакторов и бассейнов временного хранения отработанного ядерного топлива. В результате произошли взрывы водорода, расплавилось ядерное топливо в активных зонах. Значительное количество радиоактивности вышло в окружающую среду.

Технические и экономические последствия Фукусимской аварии всё ещё будут уточняться, но об её последствиях для развития мировой ядерной энергетики можно сразу сказать, что эта авария снова восстановила против АЭС общественное мнение, которое благодаря 25 годам безаварийной эксплуатации АЭС мира после Чернобыльской аварии только начало склоняться к одобрению планов дальнейшего развития этой энерготехнологии.

Пока трудно судить о глубине и продолжительности постфукусимского кризиса развития ядерной энергетики. В одних странах, например, в Германии, Швейцарии и Японии приняты или обсуждаются планы ускоренного закрытия своих АЭС. Другие страны, такие как Китай, Индия, Россия и Великобритания, подтверждают своё намерение строить новые АЭС. Однако эти страны, как и большинство остальных стран, выступают за ужесточение требований к безопасности АЭС, считают необходимым проверить уровень безопасности всех действующих АЭС.