Развитие атомной энергетики в мире

Уже к середине 1939 года ученые мира располагали важными теоретическими и экспериментальными открытиями в области ядерной физики, что позволило выдвинуть обширную программу исследований в этом направлении. Оказалось, что атом урана можно расщепить на две части. При этом освобождается огромное количество энергии. Кроме того, в процессе расщепления выделяются нейтроны, которые в свою очередь могут расщепить другие атомы урана и вызвать цепную ядерную реакцию. Ядерная реакция деления урана весьма эффективна и далеко превосходит самые бурные химические реакции. Так, например, при распаде молекулы тротила выделяется 10 электрон-вольт энергии, а при распаде ядра урана – 200 млн. электрон-вольт, т.е. в 20 млн. раз больше.

Первая в мире промышленная атомная электростанция мощностью 5 МВт была введена в эксплуатацию в СССР (г.Обнинск) в 1954 году. Развитые индустриальные страны приступил к проектированию и строительству АЭС с реакторами разных типов. К 1964 году суммарная мощность АЭС в мире выросла до 5 млн.кВт. Уже к 1986 году в мире работали на АЭС 365 энергоблоков суммарной установленной мощностью 253 млн.кВт. практически за 20 лет мощность АЭС увеличилась в 50 раз.

В то время широкую известность получили исследования Римского клуба – авторитетного сообщества ученых с мировыми именами. Выводы авторов исследований сводились к неизбежности достаточно близкого исчерпания природных запасов органических ресурсов, в том числе нефти, ключевых для мировой экономики, их резкого подорожания в ближайшей перспективе. С учетом этого атомная энергетика пришлась как нельзя более ко времени. Потенциальные запасы ядерного топлива (238U, 235U, 232Th) на длительную перспективу решали жизненно важную проблему топливообеспечения при различных сценариях развития атомной энергетики.

Условия развития атомной энергетики были крайне благоприятны, причем экономические показатели АЭС также вселяли оптимизм, АЭС уже могли успешно конкурировать с ТЭС.

Атомная энергетика позволяла уменьшить потребление органического топлива и резко сократить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду от ТЭС.

Развитие атомной энергетики базировалось на сформировавшемся энергетическом секторе военно-промышленного комплекса – достаточно хорошо освоенных промышленных реакторах и реакторах для подводных лодок с использованием уже созданного для этих целей ядерного топливного цикла (ЯТЦ), приобретенных знаниях и значительном опыте.

Проблема энергетической безопасности, обострившаяся в 70-е годы ХХ в. в связи с энергетическим кризисом, вызванным резким повышением цен на нефть, зависимостью ее поставок от политической обстановки, заставила многие страны пересмотреть свои энергетические программы.

В процессе быстрого развития атомной энергетики из двух основных типов энергетических ядерных реакторов – на тепловых и быстрых нейтронах – наибольшее распространение в мире получили реакторы на тепловых нейтронах.

Разработанные разными странами типы и конструкции реакторов с разными замедлителями и теплоносителями стали основой национальной энергетики. Так, в США основными стали водо-водяные реакторы под давлением и кипящие реакторы, в Канаде – тяжеловодные реакторы на природном уране, в бывшем ССР – водо-водяные реакторы под давлением (ВВЭР) и урано-графитовые кипящие реакторы (РБМК).

Росла единичная мощность реакторов. Так, реактор РБМК-1000 электрической мощностью 1000 МВт был установлен на Ленинградской АЭС в 1973 г. Мощность крупных АЭС, например Запорожской АЭС (Украина), достигла 6000 МВт.

Учитывая, что блоки АЭС работают практически с постоянной мощностью, покрывая базовую часть суточного графика нагрузок объединенных энергосистем, параллельно с АЭС в мире строились высокоманевренные ГАЭС для покрытия переменной части графика и закрытия ночного провала в графике нагрузок.

Высокие темпы развития атомной энергетики не соответствовали уровню ее безопасности. На основании опыта эксплуатации объектов атомной энергетики, возрастающего научно-технического понимания процессов и возможных последствий возникла необходимость пересмотра технических требований, что вызывало увеличение капвложений и эксплуатационных затрат.

Серьезный удар развитию атомной энергетики был нанесен тяжелой аварией на АЭС «Три Майл Айленд» в США в 1979 г., а также на ряде других объектов, что привело к радикальному пересмотру требований безопасности, ужесточению действующих нормативов и пересмотру программ развития АЭС во всем мире. В США, которые являлись лидером в атомной энергетике, с 1979 г. прекратились заказы на строительство АЭС, также сократилось их строительство в других странах.

АЭС «Три Майл Айленд» (США) 2010 г. Слева неработающий послеаварийный блок-2

Тяжелейшая авария на Чернобыльской АЭС в Украине в 1986 г., квалифицируемая по международной шкале ядерных инцидентов как авария самого высокого седьмого уровня и вызвавшая экологическую катастрофу на огромной территории, гибель людей, переселение сотен тысяч людей, подорвала доверие мирового сообщества к атомной энергетике.

Во многих странах были приостановлены программы развития атомной энергетики, а в ряде стран вообще отказались от намеченных ранее планов по ее развитию.

Несмотря на это, уже к 2000 г. на АЭС, работающих в 37 странах мира, вырабатывалось 16% мирового производства электроэнергии.

Еще одним тяжелым ударом для мировой атомной энергетики стала авария на японской АЭС «Фукусима-1», которая произошла 11 марта 2011 года.

Ряд стран уже заявили о пересмотре своих планов по строительству АЭС. В числе тех, кто решил отказаться от строительства АЭС на своей терриотрии, есть страны, в которых до этого времени не эксплуатировались ядерные энергоблоки, но они заявляли о намерениях развивать ядерную энергетику. К таким странам относятся Венесуэла и Таиланд.

20 апреля 2011 года парламент Италии принял закон об отказе от развития ядерной энергетики в стране, что стало прямым следствием влияния аварии на японской АЭС. Решение о приостановке эксплуатации 7 ядерных блоков, которые были построены до 1980 года, приняло правительство Германии.

Швейцария также приняла решение приостановить реализацию новых проектов строительства ядерных энергоблоков.

В тоже время Франция, Чехия, Польша, Словакия заявили о том, что не собираются пересматривать свои программы развития ядерной энергетики. Их позицию разделяют Россия, Белоруссия, Украина, Индия и Китай.

До аварии на «Фукусима-1» в мире эксплуатировалось 440 ядерных энергоблоков, на стадии строительства находилось 65 ядерных энергоблоков. Строительство еще 150 ядерных энергоблоков планировалось осуществить в ближайшие 10 лет и более 200 проектов предполагалось реализовать в более длительной перспективе. По состоянию на 1 апреля 2011 года производство электроэнергии на АЭС в мире составляло 14% от ее общего объема.

Посмотреть информацию об АЭС в базе данных МАГАТЭ (на англ. языке).

Наибольшее количество АЭС (63 АЭС, 104 энергоблока) эксплуатируется в США. Второе место занимает Франция (58 энергоблоков), третье место – Япония (до событий в марте 2011 года на АЭС «Фукусима-1» эксплуатировалось 54 энергоблока). Для сравнения: в Украине эксплуатируются 4 АЭС (15 энергоблоков).

Наиболее мощной в мире АЭС является Kashiwazaki Kariva (Япония) мощностью 8200 МВт (7 реакторов типа BWR установленной мощностью 110-1356 МВт). Наиболее мощно в Европе – Запорожская АЭС (Украина) мощностью 6000 МВт (6 реакторов ВВЭР-1000).

Самое масштабное строительство ядерных энергоблоков осуществляется в Южно-Восточной Азии. Так, в Китае на этапе строительства находятся 25 энергоблоков (в эксплуатации – 13), еще 50 ядерных энергоблоков планировалось построить до 2050 года. В Индии в эксплуатации находятся 22 энергоблока, которые производят 2,5% электроэнергии в стране, а до 2050 года долю электроэнергии, которая производятся на индийских АЭС, планируется увеличить до 25%.

Источники:

1. Энергетика: история, настоящее и будущее. – Т.3. Развитие тепловой и ядерной энергетики. – Киев, 2008. – С.263-268;
2. О.Кошарна. Аварія на АЕС «Фукусіма-1» та її вплив на перспективи розвитку ядерної енергетики в Україні та світ // Вісник експортного контролю. – 201. – № 2. – С.4-6.