Роль ядерных энергетических установок в топливно-энергетическом балансе

3. Роль ядерных энергетических установок в топливно-энергетическом балансе

К началу XXI века доля ядерной энергии во всем энергопотреблении  человечества составила примерно 6%. По прогнозам Мирового энергетического совета (МИРЭС) к середине текущего столетия она может достигнуть 10%.

В то же время доля АЭС в мировом производстве электрической энергии уже к 2000 году была существенно выше – около 17%, что обеспечивалось работой нескольких сотен ядерных энергетических реакторов общей мощностью примерно 350 ГВт. При этом для Западной Европы вышеназванный показатель составлял более 40%, Северной Америки – около 20%, Японии – более одной трети. Лидирующее положение в данном отношении занимает Франция, где на долю АЭС приходится более 70% суммарного производства электроэнергии в стране.

В последнее десятилетие новые энергоблоки с ядерными реакторами появились в Словакии, Чехии, Франции, Индии, Южной Корее и некоторых других странах.

В России в настоящее время работают 10 атомных электростанций, на которых эксплуатируются 30 энергоблоков, в том числе 14 с реакторами типа ВВЭР и 11 с РБМК. Суммарная установленная электрическая мощность  российских АЭС превышает 22 ГВт (таблица 3.1).

В 80-е годы прошлого столетия атомная энергетика  динамично развивалась, и мощности АЭС в нашей стране возрастали в среднем на 2,5 ГВт в год. К началу 90-х годов имелось около 30 выбранных площадок для строительства новых энергоблоков, из них на 13 площадках уже был создан строительный задел.

Начавшийся затем кризис в экономике привел к тому, что за пуском в 1993 г. четвертого энергоблока Балаковской АЭС последовал восьмилетний перерыв в наращивании мощностей отечественной атомной энергетики, и только в 2001 г. был введен в эксплуатацию следующий новый объект – блок №1 с реактором ВВЭР-1000 на Ростовской АЭС.

Строительство этого энергоблока начато в 1979 г., но прекращено в 1990 г. при 90%-ной строительной готовности. Расконсервация осуществлена в 2000 г., а в следующем году блок был введен в эксплуатацию и открыт титул  на  строительство  второго  энергоблока,  где  ранее   уже   был  создан

Таблица 3.1. Российские атомные электростанции [3, 4]

строительный задел. Суммарная проектная мощность Ростовской АЭС – 4000 МВт.

Имеется еще две площадки с высокой степенью готовности, на которых заканчивается строительство энергоблоков №3 Калининской и №5 Курской АЭС. Среднюю степень готовности имеет площадка для сооружения энергоблока №5 Балаковской АЭС.

До начала 90-х годов было начато, но затем остановлено ( в основном по социально-политическим причинам)  строительство целого ряда атомных энергоблоков, в том числе на Татарской и Башкирской АЭС.

В 1998 г. Правительством РФ была утверждена программа развития атомной энергетики России на период до 2010 г., в соответствии с которой намечается достигнуть к этому сроку суммарной мощности АЭС 27,6-29,2 ГВт и годовой выработки электроэнергии 150-170 млрд кВт·ч (в 1999 г. было произведено 120 млрд кВт·ч).

В мае 2000 г. российским Правительством была одобрена стратегия развития атомной энергетики в первой половине XXI века. К 2020 г. мощности АЭС могут достигнуть 40-45 ГВт, а производство  электроэнергии – 220-250 млрд кВт·ч в год, что составит 20-30% суммарной выработки в РФ, причем в европейской части России – до 25-40%  (в 1999 г. доля АЭС составляла 14,4% по стране в целом, в европейской части – 22%, в Поволжье – 23%).

При «оптимистическом» (т.е. наиболее благоприятном) сценарии развития атомной энергетики возможно достижение еще более высоких показателей (см. табл. 2.1).

Поставки электроэнергии от АЭС на ФОРЭМ (федеральный оптовый рынок энергии и мощности) уже к началу текущего столетия достигли 40% объема этого рынка, и примерно столько же составляет доля атомной энергетики в российском экспорте электрической энергии.

Из таблицы 3.1 видно, что все работающие в настоящее время энергоблоки делятся на две группы:

а) блоки первого поколения, спроектированные и построенные до появления основных нормативных документов по безопасности атомной энергетики;

б) блоки второго поколения, соответствующие нормативным требованиям по безопасности, введенным в 1982 и 1988 гг.

Сейчас энергоблоки первого поколения один за другим заканчивают выработку своего 30-летнего проектного ресурса. Для рассмотрения вопроса о продлении срока их эксплуатации на 5-10, а в отдельных случаях и на большее количество лет, необходима замена части оборудования и проведение работ по повышению безопасности АЭС.

В самой ближайшей перспективе стоит задача возведения головных энергоблоков АЭС третьего поколения повышенной безопасности. Для них имеется уже лицензированный в Госатомнадзоре РФ проект АЭС-92 с реакторной установкой В-392, включающей усовершенствованный реактор ВВЭР-1000 нового поколения. На основе данного проекта начато строительство энергоблока №1 Нововоронежской АЭС-2, а также энергоблоков на АЭС «Куданкулам» в Индии.

Ведется проектирование реакторной установки третьего поколения с реактором ВВЭР-1500, и Минатомом России принято решение о  целесообразности  ввода  в 2012 г. головного блока этой серии.

Предполагается, что наращивание мощностей российской атомной энергетики будет основано именно на этих двух типах реакторов.

В настоящее время возможности отечественного энергомашиностроения позволяют обеспечить ввод новых мощностей АЭС с ВВЭР-1000 в объеме до 4 ГВт в год. Сооружение новых энергоблоков осуществляется или планируется не только на территории России, но и в ряде зарубежных стран (Китай, Индия, Иран).

Если говорить в целом о перспективах использования ядерных энергоисточников, то в ближайшие несколько десятилетий их роль, думается, будет неуклонно возрастать, что видно на примере быстро развивающихся государств Азии - в первую очередь, Китая и Индии. Бурный рост энергопотребления в этих и других развивающихся странах, а также прогнозируемое общее удвоение населения Земли в первой половине XXI века может привести к увеличению потребности человечества в электроэнергии за эти 50 лет на 100-200%, что означает возрастание  электрогенерирующих мощностей до 4-6 тыс. ГВт.

2 Формирование супружеской пары - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

За счет каких источников первичной природной энергии возможно удовлетворение таких потребностей?

Рассчитывать на традиционные виды углеводородного топлива (уголь, нефть, газ) вряд ли стоит – как по причине ограниченности их запасов, так и вследствие экологических ограничений.

Как уже было показано в данном учебном пособии, различные виды возобновляемых энергоресурсов (и традиционных, и нетрадиционных) также не могут в настоящее время рассматриваться в качестве масштабных и конкурентоспособных источников энергоснабжения – в силу присущих им недостатков и ограничений.    

Большие надежды возлагаются на управляемый термоядерный синтез, который считается практически неисчерпаемым источником энергии для человечества. Однако, по мнению наиболее авторитетных ученых, в частности, академика Е.П. Велихова, практически значимые результаты в этой области могут ожидаться только к середине текущего столетия.  

Все это говорит о необходимости развития атомной энергетики. Для нашей страны это тем более актуально, что сейчас в топливно-энергетическом комплексе России наблюдается явная диспропорция в использовании различных энергоресурсов, например, доля газа превышает 40%, а на ТЭС в европейской части страны она приближается к 90%.

Следует особо подчеркнуть, что речь идет о сооружении атомных энергоблоков на основе технологий нового поколения, с обязательным обеспечением безопасности для населения и окружающей среды, а также высоких технико-экономических показателей.