Перспектива развития атомной энергетики

Министерство образования и  наука РФ

ФГ АОУ ВПО «Уральский федеральный университет

им. Первого Президента России Б. Н. Ельцина

Институт радиоэлектроники и информационных технологий – РТФ

Кафедра радиоэлектронных телекоммуникационных систем

Оценка_________________

ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ АТОМНОЙ  ЭНЕРГЕТИКИ

Реферат по дисциплине «экология»

Студент гр. Ри – 110602                                                                                     Ураков М.А

Преподаватель                                                                                                     Колясникова Н. Н.

Екатеринбург

2011

Оглавление

Введение………..………………………………………………………………………………...3

Экономика атомной энергетики 4

Безопасность АЭС, экологические аспекты работы 7

Преимущества АЭС перед ТЭС 9

Заключение……………………………………………………………………………………...11

Список литературы 12

Введение

В современном мире вопрос энергопотребления стоит очень остро. Невозобновляемость таких ресурсов, как нефть, газ, уголь, заставляет задуматься об использовании альтернативных источников электроэнергии, таких как ветер, солнечное излучение, тепло земных недр. Однако не везде климатические и географические условия позволяют их использовать, да и технологии, необходимые для этого, еще не развиты. Поэтому атомная энергетика занимает лидирующие позиции и пока не собирается их сдавать. Перспектива развития атомной энергетики, является очень важным и актуальным вопросом в современном обществе.

Объектом  моего исследования является проблема энергообеспечения.

Предметом моего исследования является атомная энергетика.

Цель моей работы заключается в изучении положительных  и отрицательных сторон использования  АЭС, для того что бы выяснить, в  чем заключается перспектива  развития ядерной энергетики.

В список задач, которые, необходимо выполнить для  достижения цели моей работы входит :

• Рассмотрение атомной энергетики с экологической  точки зрения.
• Выявление экологической выгоды использования АЭС
• Выявить преимущества атомной энергетики перед другими источниками энергии.
• Рассмотреть принципиально новые идеи получения атомной энергии, и возможность их реализации.

Экономика атомной энергетики

Ядерная энергетика отличается от большинства конкурирующих  технологий, производящих электроэнергию тем, что требует чрезвычайно  больших капиталовложений. Существенные инвестиции требуются на стадии строительства  реактора, но они компенсируются относительно низкими затратами на эксплуатацию и топливо во время последующих  лет жизнедеятельности реактора. Бухгалтерский метод, известный  «скидками издержек в течении истории», распространенный в индустрии электроснабжения, распределяет капитальные издержки на период существования станции, а инфляция, таким образом, уменьшает очевидную стоимость начальных капитальных затрат. При занижении таким образом капитальных затрат, ядерное топливо выглядит дешевле по сравнению с углем.

Руководители  энергокомпаний осознают, что их собственные  цифры затрат неправдоподобны. Компании относительно свободные от влияния  и воздействия правительства, в  состоянии сильнее отражать «рыночные  силы», поэтому ядерная энергия  отвергается ими безоговорочно. Например в США с 1974 года не было ни одного заказа на новую АЭС, который не был бы в последствии или отменен или отложен на неопределенный срок. А с 1978г. вообще не было новых заказов. Самый большой в истории невыплаченный корпоративный долг связан с американской электрокомпанией в штате Вашингтон. Здесь, как и на станции Шорхэм на Лонг-Айленде, энергокомпании пришли к выводу, что их АЭС в экономической области стали больше относится к пассиву, чем к активу, и закрыли их прежде, чем они начали работать.

Совершенно  очевидна неизбежность колоссальных затрат на ликвидацию последствий ядерных  аварий. Ни одна из АЭС не застрахована настолько, чтобы покрыть расходы  на ликвидацию последствий катастрофы масштаба Чернобыля. Законодательство защищает ядерную индустрию от полного  банкротства. Внутренняя политика страхования  в частности исключает положение  о компенсации убытков, понесенных вследствие ядерных аварий. Единственные международные договора, относящиеся к области компенсации в случае транснациональных последствий ядерной аварии, устанавливают самую большую неадекватную компенсацию в размере 5 млрд. долларов. И только небольшое количество стран подписались под этим соглашением. Ни одна из стран, пострадавших от Чернобыльской аварии, не получила до сих пор ни какой компенсации от Советского Союза. Таким образом, настоящие затраты на ядерную энергетику остаются скрытыми от нас.

Говоря об экономической эффективности атомной  энергетики, нельзя обойти мнение не просто об ее неэффективности и убыточности, но и о резко отрицательном  влиянии атомной энергетики на развитие народного хозяйства. Так, по мнению ряда специалистов, развитие атомной  энергетики создало неблагоприятные  условия для повышения экономической  эффективности энергоснабжения  народного хозяйства, остановив  устойчивую тенденцию к снижению цены электроэнергии для промышленности и затормозив рост коэффициента тепло  преобразования энергетических установок. Это произошло не только у нас, но и в других странах, где стала  бурно развиваться атомная энергетика: в США, Франции, Великобритании.

Совершенно  точно ясно, что ядерная энергетика не является экономичным путем для  получения электроэнергии.

В 60-е годы, в разгар эйфории от возможностей атомной энергетики, было начато строительство 614 АЭС во всем мире, и планировалось, что к 2000 г. в мире будет построено 2000 АЭС, которые будут давать более 25% мировой электроэнергии. В 1996 г. в  мире работает 432 АЭС. Они дают 17% мировой  электроэнергии. К 2000 г., поскольку многие из существующих атомных станций, приближающихся к концу своих жизненных циклов, не будут замещены. Доля ядерной энергии в производстве электричества во всем мире, вероятнее всего, уменьшится с 17 до 15%. Суммарная мощность всех работающих и строящихся АЭС в мире в 1996 г. составила 368 МВатт, что на 15% меньше цифры десятилетней давности.

Интересно отметить, что, в отличие от широко распространенных взглядов на сокращение развития атомной  энергетики в мире, как результат  катастрофы на АЭС «Три Майл Айленд» (1979) и Чернобыле (1986), статистика показывает, что обвальное сокращение заказов на строительство АЭС совпало с разразившимся в мире в 1973 г. нефтяным кризисом. Тогда цены на нефть подскочили почти вдвое и, казалось бы, самое время было развивать атомную энергетику. Однако в большинстве развитых стран тогда немедленно было осознано, что гораздо практичнее и дешевле сократить потребление электроэнергии и наладить энергосбережение. Последовавшие за этим через несколько лет две грандиозные катастрофы на АЭС лишь добавили к экономическим аргументам против развития атомной энергетики аргументы невозможности обеспечения при этом необходимой безопасности. 

В цену атомной  энергии никогда не включали реальную стоимость обращения с ядерными отходами и цену вывода из эксплуатации атомных реакторов. Отчасти это  происходило из-за того, что реальной стоимости вывода реакторов из эксплуатации никто не знал, да и сейчас, когда  только наступает время выводить из строя атомные мощности, она  сильно колеблется в разных источниках. Но, в любом случае, реальная цена атомной энергетики до сих пор  фактически неизвестна. Однако можно  смело говорить о том, что она  много выше той, которая декларируется  атомной индустрией. В тех странах, где действуют принципы рыночной экономики, цены на атомную энергию  уже существенно растут. Например, в США киловатт электроэнергии, полученной с ветряной станции, на треть дешевле, чем киловатт, произведенный АЭС.

Руководство Росатома продолжает утверждать, что атомная энергетика самая дешевая. Стоимость строительства дополнительного саркофага над 4 блоком Чернобыльской АЭС доказывает, что это, мягко говоря, преувеличение. В России существуют десятки проблемных хранилищ радиоактивных отходов. В соответствии с недавно принятой Концепцией федеральной целевой программы "Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года" на решение самых срочных проблем, связанных с радиоактивными отходами, потребуется 145,32 млрд. рублей (5,5 млрд. долл.), в том числе средства федерального бюджета - 131,82 млрд. 

Сейчас Российская атомная энергетика живет за счет прежних (складских) запасов урана, оставшихся с времен СССР, после истощения которых придется делать значительные инвестиции в развитие сырьевой базы.

В этом заключается  одна из причин спешки руководства  Минатома с началом строительства как можно большего числа новых энергоблоков АЭС. Через 10 лет, когда запасы дешевого уранового сырья приблизятся к исчерпанию, обосновать экономическую целесообразность строительства новых АЭС будет еще сложнее, чем сейчас. А если новые энергоблоки будут построены хотя бы на 30% — можно будет отстаивать необходимость продолжения строительства, мотивируя это уже сделанными вложениями.[1]

Безопасность  АЭС, экологические аспекты работы

Преимущество  атомной энергетики состоит в  том, что она основана на применении такого вида топлива, которое не надо добывать в шахтах нескончаемым потоком, и чей беспламенный «огонь» не загрязняет атмосферу дымом и  сажей.

Риск состоит  в вероятности возникновения  катастрофической аварии реактора, а  также в дополнительных трудностях с захоронением радиоактивных отходов  и обычной утечкой в окружающую среду ничтожного количества радиоактивности. В дальней перспективе основная тревога в отношении атомной энергетики может возникнуть в связи с экспортом реакторов западными промышленно развитыми странами, что приведет к увеличению численности членов «Ядерного клуба». Преимущество угля состоит в его изобилии и невозможности катастрофы или образования отходов производства, испускающих опасное радиоактивное излучение. Вместе с тем с углем сопряжены другие опасности. Наиболее очевидная из них — большой вклад в загрязнение воздуха. И кстати, электростанции, работающие на угле, выбрасывают не только дым и сажу, но и радиоактивные вещества, причем в большем чем атомная станция, если исходить из расчета на единицу вырабатываемой энергии. За исключением нескольких мест, залежи угля находятся глубоко под землей, и добыча угля шахтным способом — одно из наиболее опасных профессиональных занятий человека. В настоящем веке только в США, добывая уголь из-под земли, погибло более ста тысяч шахтеров. А более миллиона человек получили травму или заболели антракозом.

Там, где пласты угля подходят близко к земной поверхности, добычу производят открытым способом. Но эта технология добычи так сильно калечит поверхность Земли, что  вызывает широкую отрицательную  реакцию у населения. 

Только посредством  экстенсивного открытого метода добычи угольная промышленность способна увеличить продукцию ископаемого  топлива до уровня, достаточного для  удовлетворения растущих энергетических потребностей страны. 

Атомные электрические  станции могут работать надежно, если их проектирование шло под тщательным надзором, в их конструкции предусмотрена  система высокого качественного  контроля за безопасным режимом эксплуатации АЭС и работа постоянно контролируется строгими правилами. События на ЧАЭС в 1986 году послужили причиной существенного усиления надежности атомных реакторов и существенно повысились требования к системам отвечающим за безопасную работу реактора. На западе даже рассматривался вариант - размещение атомных электрических станций в отдаленных районах с таким расчетом, чтобы в случае экстренного происшествия риск радиационного поражения населения свести к минимуму. 

Некоторые критики  атомной энергетики полагают, что  уран надо заменить на уголь, но никто из тех, кто так полагает, не понимает, какое огромное количество угля для этого потребуется. К концу 20-го века ежегодно добывалось около 2 млрд тонн, что привело к огромному ущербу для окружающей среды, а также имело значительный социальный урон. 

При существующих альтернативных энергетических источниках (солнце, ветер, геотермальные электростанции) и их наличии в распоряжении человека все же именно ядерная энергия, по-видимому, создает приемлемый риск для стран  Западной Европы. Сегодня ядерная  энергетика единственный практический источник энергии, адекватный для поддержания  высокого уровня жизни в экономике  промышленно развитых стран. Важный момент в настоящее время состоит  в том, чтобы дать объективную  и реалистическую оценку данному  риску – риску использования  АЭС. 

Существует  странный парадокс: большинство из нас признают одинаковый по степени  риск для какой-то одной опасности  и различный - для другой. Очевидно опасные вещи мы принимаем с легкостью и готовы смерится с ними, а опасностям теоретическим относимся с предубеждением. Например, в сознании, как жителей стран Западной Европы, так и США автомобильные катастрофы представляются настоящим убийцей. Тем не менее, большинство людей готовы принять этот очень существенный риск в качестве платы за те удобства, что связаны с вождением автомобиля. В США около 55 000 человек ежегодно погибают в автомобильных катастрофах. Большинство из них — владельцы автомобилей, но в то же время около 10 000 жертв — пешеходы, которые шли вблизи или по автостраде, и еще приблизительно 500 человек погибли в собственных домах, которые разрушились в момент удара о них мчащегося автомобиля. Около 2000 человек в США каждый год гибнет в авиакатастрофах, причем приблизительно 200 человек погибает в крупных пассажирских самолетах, 20 человек становятся невинными наземными жертвам падающих обломков самолетов, а остальные погибают в небольших частных самолетах. 

Более того, авиакатастрофа, в которой одномоментно гибнут сотни  людей, хотя и шокирует и приводит в ужас людей на несколько дней, не оказывает заметного влияния  на укоренившуюся привычку летать самолетами. 

Людей, которые  испытывают сильный страх полета в самолете намного больше тех, кто  боится ездить в автомобиле, несмотря на тот факт, что поездка в аэропорт, по-видимому, более опасна и несет  в себе гораздо больший риск смерти, чем трансконтинентальны полет. 

Большинство из нас имеют очень разные точки  зрения по поводу несчастных случаев, вероятность которых мы можем  взять под свой контроль или думаем, что можем взять, и несчастны  случаев, на которые, по нашему мнению, влияния своим поведением не оказываем. В действительности, средний человек  практически не может контролировать, попадает он в автомобильную катастрофу или нет. Но нам хотелось бы думать, что мы способны это делать. С  другой стороны, радиация, испускаема ядерным реактором, который служит на пользу общества рассматривается как наносящая нам вред, причем независимо от наших действий. [2]

Преимущества  АЭС перед ТЭС

Главным преимуществом  АЭС перед любыми другими электростанциями является их практическая независимость  от источников топлива, т.е. удаленности  от месторождений урана и радиохимических  заводов. Энергетический эквивалент ядерного топлива в миллионы раз больше, чем органического топлива, и  поэтому, в отличие, скажем, от угля, расходы на его перевозку ничтожны. Это особенно важно для европейской  части России, где доставка угля из Кузбасса и Сибири слишком дорога. Кроме того, замена выработки электроэнергии на газомазутных (фактически — газовых) ТЭС производством электроэнергии на АЭС — важный способ поддержания  экспортных поставок газа в Европу.

Это преимущество трансформируется в другое: для большинства  стран, в том числе и России, производство электроэнергии на АЭС  не дороже, чем на газомазутных и  тем более пылеугольных ТЭС. Достаточно сказать, что сейчас тарифы на закупку  электроэнергии АЭС электрическими сетями на 40—50 % ниже, чем для ГРЭС различного типа. Особенно заметно преимущество АЭС в части стоимости производимой электроэнергии стало заметно в начале 70-х годов, когда разразился энергетический кризис и цены на нефть на мировом рынке возросли в несколько раз. Падение цен на нефть, конечно, автоматически снижает конкурентоспособность АЭС.

Затраты на строительство  АЭС находятся примерно на таком  же уровне, как и на строительство  пылеугольных ТЭС или несколько  выше.

Наконец, огромным преимуществом АЭС является ее относительная  экологическая чистота. Из табл. 5.3 видно, сколь огромны выбросы вредных  веществ ТЭС, работающих на различных  органических топливах

Подобные  выбросы на АЭС просто отсутствуют. Если ТЭС мощностью 1000 МВт потребляет в год 8 млн т кислорода для окисления топлива, то АЭС не потребляет кислорода вообще.

Главный недостаток АЭС — тяжелые последствия  аварий в реакторном отделении с  его разгерметизацией и выбросом радиоактивных веществ в атмосферу  с заражением громадных пространств. Это не требует особых пояснений  — достаточно вспомнить аварию на Чернобыльской АЭС. Для исключения таких аварий АЭС оборудуется  сложнейшими системами безопасности с многократными запасами и резервированием, обеспечивающими даже в случае так  называемой максимальной проектной  аварии (местный полный поперечный разрыв трубопровода циркуляционного  контура в реакторном отделении) исключение расплавления активной зоны и ее расхолаживание.

Для обеспечения  радиационной безопасности АЭС оборудуют специальной приточно-вытяжной системой вентиляции, сложность которой не идет ни в какое сравнение с вентиляционной системой ТЭС. Если для последней основной задачей является поддержание только санитарно-технических норм, то вентиляционная система АЭС, кроме решения назван­ной задачи должна решать проблему радиационной безопасности. Для этого АЭС оборудуется системой определенного направленного движения воздуха из зон с малым радиоактивным загрязнением в так называе­мые необслуживаемые помещения с высоким уровнем радиации (вплоть до создания в таких помещениях разрежения). В конечном счете все вен­тиляционные потоки поступают к дезактивационным фильтрам и затем к вентиляционной трубе высотой не менее 100 м.

Серьезной проблемой  для АЭС является их ликвидация после  выра­ботки ресурса, которая по оценкам  может составлять до 20 % стоимости  их строительства.

АЭС в силу ряда технических причин не могут  работать в маневренных режимах, т.е. участвовать в покрытии переменной части графика электрической  нагрузки. Конечно, из-за высокой стоимости  АЭС должны работать с максимальной нагрузкой. Но при их высокой доле в установленной мощности отдельных объединенных энергосистем и при больших неравномерностях графика суточной и недельной нагрузки, возникает необходимость быстрых нагружений и разгружений АЭС, которые для них крайне нежелательны.[3]

Заключение

АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций: при нормальных условиях функционирования они абсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья и соответственно могут быть размещены практически везде. Новые энергоблоки имеют мощность практически равную мощности средней ГЭС, однако коэффициент использования установленной мощности на АЭС (80%) значительно превышает этот показатель у ГЭС или ТЭС. Об экономичности и эффективности атомных электростанций может говорить тот факт, что из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля.

Значительных  недостатков АЭС при нормальных условиях функционирования практически не имеют, за исключением того что постройка и ремонт АЭС требует огромных капиталовложений. Нельзя не заметить опасность АЭС при возможных форс-мажорных обстоятельствах: землетрясениях, ураганах, и т. п. - здесь старые модели энергоблоков представляют потенциальную опасность радиационного заражения территорий из-за неконтролируемого перегрева реактора.

Список  литературы

Интернет-документы:

1. http://www.antiatom-nn.org/index.php?option=com_content&view=article&id=76:2011-05-01-18-18-18&catid=41:2011-05-01-18-16-07&Itemid=12
2. http://www.chornobyl.ru/ru/chnpp/9-chnpp-today/41-preimuschestva-atomnoj-stancii.html
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%EB%FC%F2%E5%F0%ED%E0%F2%E8%E2%ED%E0%FF_%FD%ED%E5%F0%E3%E5%F2%E8%EA%E0
4. http://futers-fichi.info/articles/18-2010-08-01-09-44-47
5. http://energyhall.blogspot.com/2011/05/blog-post_05.html