Содержание
Идеальный вывод
В проектах вывода до «зеленой лужайки» учитывается усредненная для площадки граничная эффективная доза, в которую необходимо уложиться после ее очистки от РАО: в большинстве государств она установлена в пределах 0,01−0,3 мЗв/год. Те или иные радионуклиды, имеющие сопоставимые показатели активности, вносят различный вклад в общее облучение, представляя разную биологическую опасность, поскольку отличаются характерные виды и интенсивность их излучения.
Следует учитывать и биохимические факторы: особую опасность для человека представляют нестабильные изотопы веществ, вовлеченных в интенсивные биологические процессы (такие как 14С, 3H, радиоизотопы йода и т. д.), либо их химических аналогов: например, цезий (включая один из самых значимых радионуклидов разных РАО — 137Cs) близок по физико-химическим свойствам к калию, а стронций (в том числе часто возникающий 90Sr) — к кальцию. В итоге минимальная активность для отнесения материала к РАО различается для разных нуклидов на много порядков: например, по оценке МАГАТЭ, активность 55Feдолжна превышать 1 000 000 Бк/кг, тогда как для 129I— 10 Бк/кг, что соответствует следовым концентрациям в веществе.
Поскольку чаще всего материал на атомных объектах включает не один, а некий набор радионуклидов, содержание каждого из них должно быть ниже установленного для каждого изотопа формального порога. Из всего этого следует, что полная очистка площадки от РАО и достижение статуса «зеленой лужайки» требуют переработки и удаления с нее больших масс материала для устранения мизерных концентраций разных радионуклидов. Так, на АЭС обычно свыше 80−90% удаляемого или перемещаемого материала не относится к РАО. При демонтаже большого легководного реактора образуются сотни тысяч тонн материала, из которого в среднем 10−15 тыс. м3, или около 5−6 тыс. тонн, составляют РАО (большей частью ОНАО, НАО и САО).
Для предприятий атомной индустрии определенного профиля характерен некий набор радиоактивных отходов, образующихся при выводе этих объектов из эксплуатации. Впрочем, иногда отдельные компоненты этого набора отличаются даже для однотипных объектов (например, реакторов), поскольку в них применяются разные материалы, либо функции одних и тех же материалов не одинаковы.
Набор отходов в одних случаях близок по изотопному составу к операционным РАО (например, для некоторых объектов ЯТЦ), в других — существенно от него отличается (особенно для реакторных установок).
На АЭС с наиболее распространенными легководными реакторами более 99% радиоактивности сосредоточено в облученном топливе, которое удаляется на ранних стадиях вывода из эксплуатации. В оставшемся одном проценте, в свою очередь, свыше 99% активности сконцентрировано в границах корпуса реактора, преимущественно в ВКУ. На остальные демонтируемые элементы АЭС приходится менее 0,5−1% радиоактивности, значительная доля которой локализуется в прилегающих к реактору частях (прежде всего в биологической защите), а также элементах первого контура. BWR образуют в ~1,5−2 раза больше РАО, чем PWR, а газоохлаждаемые реакторы многократно превосходят по этому показателю легководные.
При демонтаже реакторной установки образуются РАО, возникающие вследствие двух основных процессов: активации (наведенная активность) и радиоактивного загрязнения.
Активация обусловлена воздействием нейтронов, превращающим стабильные изотопы в радионуклиды. Этот процесс затрагивает, прежде всего, материалы реактора, а также прилегающие конструкции и биологическую защиту на глубину до ~1,5−2 метров. В результате образуются такие радионуклиды, как 60Co, 3H, 55Fe, 41Ca, 59Ni, 63Ni, 94Nb, 39Ar, 14C, 152Eu, 154Eu, 36Cl, 65Zn, 133Ba. Нуклидный состав и его пропорции зависят от разных факторов: типа реактора, длительности его эксплуатации и т. д. Значительная доля наведенной активности не поддается удалению с помощью дезактивации и требует дорогостоящей долговременной изоляции или захоронения, например, бетон шахты реактора и ряда других конструкций. Часть металла можно утилизировать посредством переплавки и выделения компонентов (до ~90% объема), которые могут использоваться в атомной отрасли (например, при изготовлении контейнеров для РАО и ОЯТ) или вне ее, обычно с некоторыми ограничениями.
Радиоактивное загрязнение возникает вследствие механического переноса нуклидов, которые осаждаются на поверхностях и проникают в пористые материалы, такие как бетон или графитовая кладка. Значительная часть возникающих таким путем РАО может удаляться механическими способами при дезактивации, которая предваряет демонтажные работы. Среди наиболее значимых изотопов радиоактивного загрязнения — 60Co, 3H, 55Fe, 137Cs, 63Ni, 90Sr/90Y. Однако состав этого типа РАО на конкретном энергоблоке сильно зависит от различных сбоев при эксплуатации реактора (аварии, разгерметизация твэлов, пролив теплоносителя при перегрузке топлива и ремонтах и т. д.).
С учетом активности и биологической опасности, скорости распада, присутствия в различных материалах, наиболее значимые нуклиды при ликвидации АЭС — 60Co, 137Cs, 55Fe, 63Ni, 90Sr/90Y, 59Ni, 14C, 3H.
Большинство из них остаются ключевыми компонентами РАО при демонтаже РУ даже спустя несколько десятилетий после закрытия.
Для ликвидируемых площадок ЯТЦ и ЯОК характерны иные РАО. Так, добыча урана приводит к накоплению отходов, содержащих нуклиды цепей распада 238U и 235U, тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий), химически токсичные вещества, оставшиеся от технологических процессов. Значительная часть этих материалов, представляющих собой отходы низкой степени радиоактивности, размещаются в так называемых хвостохранилищах, которые на среднем предприятии могут занимать площади в десятки гектаров и содержать миллионы тонн породы. Один из главных негативных эффектов от таких площадок — увеличение (по сравнению с характерным для данной местности природным уровнем) эмиссии в атмосферу наиболее долгоживущего естественного радиоактивного изотопа радона — 222Rn (продукта распада 226Ra). Будучи инертным газом, он не связывается в химические соединения в недрах, а при их вскрытии и разрушении пород улетучивается в атмосферу.
Это вызывает некоторые (зависящие от применяемой технологии добычи) риски внутреннего облучения, которые компенсируются соблюдением мер предосторожности, таких как создание эффективной вентиляции замкнутых помещений и шахт, фильтрация пыли и т. п. Наиболее эффективное из экономически доступных решений этой проблемы — максимальное изолирование отвалов уранодобычи за счет создания закрытых хвостохранилищ, которые в наиболее рациональном случае обустраиваются в выработанных шахтах. Если подобное регулярно практиковалось в ходе эксплуатации объекта, то задача его ликвидации и восстановления (до некоторой степени) экосистемы упрощается.
Предприятия последующих переделов производства свежего ядерного топлива также порождают отходы низкой и очень низкой степени активности и не несут серьезных радиационных рисков. Исключение могут составлять единичные объекты, испытавшие последствия редких аварий: спонтанную цепную реакцию из-за нарушений техники безопасности при производстве специальных видов топлива для исследовательских или судовых реакторов.
Ряд производств ЯТЦ связаны с большим количеством химически агрессивных веществ, требующих утилизации или удаления для полной ликвидации площадки и восстановления территории. Не столько радиационную, сколько «химическую» проблему представляет и ликвидация заводов обогащения урана — в силу, во‑первых, размеров таких предприятий (производственные площади крупных газодиффузионных заводов занимают сотни гектар), во‑вторых, огромного объема оборудования, содержащего множество каналов и пористых элементов, покрытых отложениями урансодержащих соединений. Для предварительной «прочистки» этого оборудования приходится использовать сильнейшие реагенты, такие как фторид хлора ClF3 — одно из соединений, применяемых в качестве окислителя ракетного топлива.
Необходимость обращения с наиболее радиационно опасными и в то же время химически активными отходами возникает при снятии с эксплуатации предприятий по переработке ОЯТ и некоторых объектов ядерного наследия. Среди них выделяются производственные комплексы, совмещающие несколько переделов, отдаленные аналоги которых вне ЯОК обычно не объединяются на одной территории: реакторное производство, химическую переработку облученного материала, производство изделий из полученных компонентов, а в некоторых случаях — и более ранние, урановые переделы (конверсию, обогащение).
Такие площадки за десятилетия работы породили широчайший набор РАО всех уровней активности, многие из которых к тому же химически токсичны и представляют собой жидкие, неотвержденные отходы, не типичные (в таких объемах) для большинства гражданских атомных предприятий. В хранилищах РАО на таких предприятиях скопилось большое количество наиболее опасных изотопов: трансурановых элементов, 137Cs, 90Sr и 90Y, 60Co и других. После окончания холодной войны сотни объектов на подобных площадках нескольких ядерных держав окончательно закрыты, небольшая их доля демонтирована и снесена, но пока ни на одном из этих комплексов не проведена реабилитация всей или хотя бы большей части территории. В то же время имеются случаи ликвидации менее универсальных, но достаточно крупных производств, относящихся к ядерному наследию (см. основной текст).
Атом на растопку
АЭС: побочное занятие
Наибольшее распространение получило использование обычных АЭС для отопления близлежащих населенных пунктов, промышленной и социальной инфраструктуры.
Оно осуществляется, как правило, посредством так называемого нерегулируемого отбора пара от турбин, конструкция которых специально адаптирована для этой цели. Действующие энергоблоки электрической мощностью около 1 ГВт и более могут без особого ущерба для своего «основного профиля» направить на отопление до нескольких сотен мегаватт тепловой мощности (на некоторых блоках современной конструкции — около 1/10).
В мире порядка полусотни реакторов конденсационных АЭС осуществляют централизованное отопление объектов за пределами площадки — как правило, близлежащих городов или поселков. Опыт подобного использования атомной энергии — порядка 700 реакторо-лет. Наибольшего размаха эта практика достигла в России (свыше 500 реакторо-лет), а также в некоторых других странах, использовавших для этих целей реакторы ВВЭР (Украина, Венгрия, Словакия, Германия, Болгария), РБМК (Литва, Украина) или иные (Швейцария, Румыния). Планы существенного нерегулируемого отбора пара от конденсационных блоков АЭС с поставкой тепла на значительные (до 80 км) расстояния в нынешнем веке рассматриваются, в частности, в Финляндии, Чехии, Польше, Франции, Болгарии, России.
Пионером нерегулируемого отбора пара конденсационных атомных энергоблоков был Советский Союз. Впервые такая схема была внедрена в конце 1960-х годов на ныне снятых с эксплуатации канальных реакторах АМБ Белоярской АЭС, которая поставляла около 90 гигаджоулей (ГДж) тепла в час не только для собственной площадки, но и для отопления близлежащего поселка Заречный. (В отличие от большинства предшествующих и последующих ядерных энергоблоков в мире, это были реакторные установки с ядерным перегревом пара, что в некоторой степени приближало техническую эффективность их тепловой схемы к блокам на органическом топливе.)
С внедрением в Советском Союзе (с начала 1970-х годов) канальных реакторов другой конструкции и значительно большей мощности — РБМК — подобная практика распространилась в увеличенном масштабе и на них: нерегулируемый отбор (в данном случае насыщенного пара) стал использоваться на Ленинградской, Курской, Чернобыльской, Смоленской, Игналинской станциях.
Та же практика была распространена на энергоблоки с ВВЭР‑440 и ВВЭР‑1000, которые, в отличие от АМБ и РБМК, строились и за пределами СССР.
Блоки ВВЭР‑440 со стандартными турбинами К‑220−44/3000 могли обеспечить за счет нерегулируемых отборов ~210 ГДж/ч (210×109 Дж/ч) тепла для отопления; блоки ВВЭР‑1000 с приспособленными для этого тихоходными турбинами К‑1000−60/1500 — ~840 ГДж/ч. К концу существования Советского Союза суммарная мощность, направляемая на отопление по всему парку реакторов российской конструкции в стране и за рубежом, превышала 3 ГВт. Нигде прежде в мире атомное отопление не достигало таких масштабов. К нынешнему десятилетию такая практика стала обычной для реакторов советской конструкции, в частности, в России практически все мощности ВВЭР и РБМК были задействованы в централизованном отоплении.
Современные проекты энергоблоков с реакторами ВВЭР‑1000 и ВВЭР‑1200 и модернизированными турбинами, которые строятся в текущем столетии в России и за ее пределами, предусматривают возможность еще большего отбора энергии на теплофикацию. Так, блоки АЭС‑2006 могут направлять на эти цели свыше 9% тепловой мощности реактора, поставляя более 1 ТДж/ч (1012 Дж/ч) тепла на отопление (достаточно для города с населением несколько сотен тысяч человек).
С вводом в строй блоков новых проектов с легководными реакторами масштаб атомной теплофикации в России может кратно возрасти и составить несколько десятков ПДж (1015 Дж) в год. Однако при этом вклад АЭС все еще останется незначительным (в пределах ~0,5%) по сравнению с общим потреблением тепла централизованного отопления в Российской Федерации (свыше 5 ЭДж в год — [>5×1018 Дж]). Иными словами, без реализации принципиально новых проектов в сфере атомной теплофикации в обозримой перспективе свыше 99% центрального отопления в нашей стране будет по-прежнему обеспечиваться сжиганием органического топлива.
Помимо России, атомное теплоснабжение с помощью конденсационных энергоблоков ВВЭР осуществлялось еще в нескольких странах. На Украине, в Болгарии и Венгрии в него были вовлечены все действующие АЭС; в других государствах дело обстояло несколько иначе.
Так, в бывшей Чехословакии в начале 1980-х годов предполагалось, что после ввода в строй всех запланированных ядерных энергоблоков к началу XXI века масштаб атомного центрального отопления превысит 40 ПДж/г.
(приблизительно втрое больше, чем в современной России). Это требовало практически полного использования технически возможного нерегулируемого отбора пара на теплофикацию от всех блоков четырех АЭС в Чехии и Словакии и сверх того предполагало строительство специализированных атомных ТЭЦ и котельных.
Для перевода АЭС в конденсационно-теплофикационный режим предусматривалось адаптировать проекты всех 12 энергоблоков ВВЭР‑440, которые строились с начала 1970-х годов на трех площадках (турбины первых проектов производства «Шкоды» изначально не были на это рассчитаны). В итоге АЭС «Богунице» в Словакии должна была обеспечивать теплом город Тырнаву, АЭС «Моховце» — город Левице, а станция «Дукованы» в Чехии — один из крупнейших городов и промышленных центров страны Брно. Также предполагалось, что заложенная в середине 1980-х годов в Чехии АЭС «Темелин» с реакторами ВВЭР‑1000 будет снабжать теплом город Ческе-Будеёвице.
Некоторые из этих проектов предусматривали передачу отопительной воды на редкие в мировой практике расстояния.
Например, транзитный трубопровод для теплоснабжения Брно имел протяженность более 40 км, и по нему (по трубам метрового диаметра) должно было поступать порядка 0,5 ГВт тепловой мощности в виде воды с температурой до 170 °C. В ряде случаев намечалась поставка пара для отопления.
На деле, однако, эти планы были воплощены лишь отчасти на станциях «Богунице» и «Темелин». Тем не менее спустя три десятилетия уже в современной правительственной энергостратегии до 2030 года, принятой в 2015 году, Чехия вернулась к планам развития атомного центрального отопления. В частности, вновь рассматривается проект дальней передачи тепла в Брно.
В Восточной Германии (бывшей Германской Демократической Республике) рассматривались планы широкомасштабного использования атомной теплофикации для экономии органического топлива, ведь незадолго до воссоединения двух немецких государств ГДР расходовала на отопление порядка 80 млн тонн угля. Из этих планов был реализован лишь нерегулируемый отбор пара от АЭС им.
Бруно Лойшнера. После адаптации проекта от нее, начиная с середины 1980-х годов, поставлялась на расстояние около 22 км отопительная вода для города Грейфсвальд, под названием которого сегодня известна эта станция.
На эти цели направлялось около 0,25 ГВт мощности от четырех действовавших энергоблоков ВВЭР‑440 (краткосрочное функционирование 5-го блока этой АЭС не в счет). Аналогичный проект планировался на строившейся в 1980-х годах АЭС «Штендаль» с четырьмя энергоблоками ВВЭР‑1000, однако с поглощением страны Федеративной Республикой Германия сооружение станции прекратилось. Теперь, учитывая планы отказа ФРГ от ядерной генерации к 2023 году, на развитии атомного центрального отопления поставлен крест.
Иная ситуация сложилась в Венгрии. В стране резко выделяется лишь одна крупная городская агломерация — Будапештская; остальные города относительно невелики, и в них существенную роль играет индивидуальное отопление. В этих условиях развитие специализированных источников атомной теплофикации было признано нецелесообразным.
В то же время практикуется отбор пара от блоков действующей АЭС «Пакш»: ныне в среднем около 20 МВт тепловой мощности станции направляется на отопление городка Пакш с населением менее 20 тыс. человек, расположенного на расстоянии около 5 км от станции. Благодаря этому стоимость центрального отопления в этом городе в ~2−4 раза ниже, чем в других населенных пунктах данного региона.
В то же время рассматриваются проекты строительства трубопровода протяженностью около 30 км от «Пакша» к областному центру Сексард, что позволит в разы нарастить тепловую нагрузку. Впрочем, при нынешних экономических условиях, в частности низкой стоимости парниковых выбросов, технический потенциал выдачи тепла от АЭС «Пакш» в любом случае будет превосходить возможности его рыночной реализации, тем более с учетом планируемого строительства второй очереди станции с более мощными и потенциально лучше приспособленными для теплофикации блоками.
В Болгарии действующие блоки ВВЭР‑1000 АЭС «Козлодуй» также давно осуществляют централизованное отопление не только объектов площадки, но и города Козлодуй с населением около 15 тыс.
человек, расположенного примерно в 5 км от станции. При планировании в 1980-х годах второй в стране АЭС — станции «Белене» с блоками ВВЭР‑1000 — изначально предполагалось превратить ее в крупный узел централизованного отопления для близлежащего города Белене, а также более отдаленных населенных пунктов Свиштова и Плевны.
К последнему планировалось подвести от АЭС трубопровод протяженностью около 60 км. На отопление этого района намечалось направить порядка 700 МВт тепловой мощности. Однако после смены политической системы в стране строительство второй АЭС прекратилось. В конце 2000-х годов проект был возобновлен, но в 2012 году снова закрыт. Сегодня правительство намерено его реанимировать, но не факт, что в него будет включена отопительная составляющая в ранее запланированном масштабе.
Из других стран нерегулируемый отбор пара конденсационных ядерных энергоблоков для центрального отопления осуществлялся прежде всего в Румынии (от тяжеловодных блоков CANDU‑6 на АЭС «Чернавода») и Швейцарии (от трех энергоблоков PWR атомных станций «Бецнау» и «Гёсген»).
Подобные проекты в последние годы рассматриваются и в некоторых других государствах, например в Польше и Франции.
Так, во Франции имеется ряд крупных городов, находящихся на относительно небольшом удалении от АЭС. Среди них, например, Лион, расположенный в ~35 км от станции «Сен-Альбан» и в ~25 км от АЭС «Буже». Учитывая необходимость работы ряда французских АЭС в необычном для других стран маневренном режиме, дополнительное использование тепловой энергии реакторов могло бы благоприятно отразиться на их экономике. Однако осуществлению таких проектов препятствуют значительные инвестиции в передачу тепла на большие расстояния и относительно мягкий климат, из-за которого потребности в отоплении сравнительно невелики.
Как в Украине появилась одна из крупнейших в мире атомных электростанций : NPR
Будучи частью бывшего Советского Союза, Украина была местом расположения атомных электростанций и ядерного оружия — и история о них помогает рассказать историю страны .
АЙЕША РАСКО, ВЕДУЩИЙ:
Украинская Запорожская АЭС оккупирована российскими войсками с марта. Есть опасения по поводу безопасности крупнейшей в Европе атомной электростанции, где в эти выходные Украина обвинила Россию в похищении директора станции. Но как Украина оказалась с одной из крупнейших в мире атомных электростанций? Об этом сообщает Джулиан Хайда из NPR.
ДЖУЛИАН ХАЙДА, ПОДПИСКА: Чтобы понять ядерную историю Украины, сначала нужно вернуться к ядерным обещаниям Советского Союза.
(ЗВУК ИЗ АРХИВНОЙ ЗАПИСИ)
НЕИЗВЕСТНОЕ ЛИЦО: (Говорит не на английском языке).
ХАЙДА: Каждое общество должно стать зрелым человеком. А для этого ему нужна энергия — ядерная энергия.
(МУЗЫКАЛЬНЫЙ ОТрывок)
ХАЙДА: Первая в мире атомная электростанция была построена недалеко от Москвы в 1951 году. Это было центральным элементом стратегии Советского Союза в период холодной войны.
АЛЕКСАНДР СУХОДОЛЯ: (через переводчика) Атомная энергия – это всего лишь побочный продукт производства ядерного оружия.
ГАЙДА: Это Александр Суходоля, украинский эксперт по энергетической политике. Советский Союз нарастил производство ядерного оружия для военного господства, разместив боеголовки в приграничных регионах, таких как Украина. Энергию также можно было дешево экспортировать для поддержки промышленности коммунистических соседей Советского Союза, таких как Польша и Чехословакия. Поначалу все шло довольно хорошо.
(МУЗЫКАЛЬНЫЙ ОТЗЫВ)
ГАЙДА: На видео показана идиллическая жизнь вблизи новых украинских электростанций. Суходолия говорит, что воздух стал чище; задания были легче. К 1980-м годам пятая часть энергии Украины приходилась на атомную энергетику. Сейчас почти две трети. Но поскольку атомная энергетика была в первую очередь защитной технологией Советского Союза, украинцы мало что могли сказать по этому поводу.
ДЭВИД МАРПЛЗ: Украинцам не доверяли управлять им самим. Все приходилось делать из России.
HAYDA: Дэвид Марплс — профессор истории Университета Альберты и автор книги «Ядерная энергетика в СССР».
Он говорит, что статус-кво работал до катастрофы.
(ЗВУК ИЗ АРХИВНОЙ ЗАПИСИ)
НЕИЗВЕСТНЫЙ ВЕДУЩИЙ НОВОСТЕЙ: (Говорит не по-английски).
ГАЙДА: В апреле 1986 года взорвался реактор № 4 Чернобыльской АЭС, всего в нескольких минутах езды к северу от Киева.
МАРПЛ: До Чернобыля не существовало реальной концепции ядерной аварии. Считалось, что это безошибочная отрасль.
ХАЙДА: Это была не первая ядерная катастрофа в СССР, но другие держались в секрете. И этот был настолько большим, что мир начал замечать. Радиоактивное облако пронеслось над Европой, и тысячи людей лишились крова.
MARPLES: Я думаю, что Чернобыль действительно был началом всего.
ЮРИЙ САМОЙЛЕНКО: (через переводчика) Ученые-экологи первыми убедили украинцев в том, что Советский Союз построен на лжи.
ГАЙДА: Это Юрий Самойленко, в то время главный экологический инспектор киевской мэрии. Будучи украинцем, Самойленко задавался вопросом, почему такие люди, как он, никогда не занимали руководящие должности.
Но как хороший коммунист, он никогда публично не подвергал сомнению власть.
САМОЙЛЕНКО: (через переводчика) Это чувство несправедливости все нарастало и нарастало во мне.
ГАЙДА: Самойленко говорит, что слышал об активистах, которые считали, что Украина должна быть независимой от Советского Союза. Как и многие, он не воспринимал их всерьез. Но после Чернобыля потянулся.
САМОЙЛЕНКО: (через переводчика) Мне нужно было знать, почему это происходит, а не что именно.
ХАЙДА: Он и другие ученые создали группу под названием «Зеленый мир» для расследования аварии на Чернобыльской АЭС. И хотя на первый взгляд они выглядели как любое другое молодежное экологическое движение — совсем не угрожающее однопартийному государству — за закрытыми дверями они принимали украинских националистов, чтобы они говорили о взаимосвязи между окружающей средой и социальным неравенством — что мы сегодня можно назвать экологической справедливостью. Независимость Украины, по убеждению Самойленко и его коллег, предотвратила бы Чернобыль.
Если бы только украинцы имели демократический контроль над инфраструктурой в своих кварталах.
(ЗВУК ИЗ АРХИВНОЙ ЗАПИСИ)
НЕИЗВЕСТНАЯ ТОЛПА: (поет на неанглийском языке).
ХАЙДА: И в 1991 году их желание сбылось. Советский Союз распался, и украинцы праздновали свою независимость. Самойленко был избран в парламент, чтобы противостоять коммунистам на экологической платформе. Украинцы наконец-то завладели собственной атомной промышленностью — 12 огромными ядерными реакторами. Еще три реактора находились в стадии строительства. И они также унаследовали третий по величине в мире арсенал ядерного оружия. Но то, что могло быть самым большим активом Украины, быстро стало помехой. Было дорого и опасно содержать такое количество электростанций и такое количество ядерного оружия. Поэтому Украина попросила помощи.
И снова историк Дэвид Марплз.
MARPLES: В начале 1990-х Запад не доверял Украине. Мы не собираемся давать Украине никаких средств, пока они не избавятся от этого оружия.
ХАЙДА: Россия, США и Великобритания договорились об отказе Украины от ядерного оружия. Взамен они будут защищать границы Украины. И чтобы подсластить сделку, Украина получит столь необходимые деньги для реформирования своего атомного энергетического сектора.
САМОЙЛЕНКО: (через переводчика) Мы можем сделать это на новой технологии, не такой, как на старой технологии, по которой мы делали оружие.
ГАЙДА: Юрий Самойленко верит в преимущества атомной энергетики. Опросы показывают, что так поступает большинство украинцев. И с годами, когда страна стала независимой, она дистанцировала свою ядерную программу от России. АЭС Украины перешли с российского топлива на американское. Они планировали восстановить свои реакторы с помощью американской компании Westinghouse, а не российских подрядчиков. Но вторжение России в 2014 и в этом году нарушило соглашение об обороне, которое Украина заключила в обмен на отказ от ядерного оружия.
Это снова Дэвид Марплс.
MARPLES: Если бы у Украины было ядерное оружие, Россия не вторглась бы в Украину.
Это просто факт.
ГАЙДА: Некоторые украинцы призвали свою страну возобновить программу создания ядерного оружия. На данный момент Украина инвестировала в новые линии электропередач для экспорта энергии в ЕС, чтобы привлечь столь необходимые миллиарды в украинскую экономику военного времени. Но Анна Акерман из украинской экологической группы Eco Action говорит, что атомная энергетика не может быть золотым гусем Украины. Борьба за Запорожскую АЭС подчеркивает лишь одну из этих опасностей. Кроме того, многие растения подходят к концу своей продолжительности жизни.
АННА АКЕРМАН: Это недешево. Мы просто получили его бесплатно из Советского Союза. Но мы также не готовы платить за поэтапный вывод из эксплуатации ядерных блоков, что рано или поздно нам придется сделать.
HAYDA: Акерман говорит, что война и рост цен на энергоносители приведут к тому, что украинцы будут искать источники энергии еще более локально, от солнечных панелей до аккумуляторов на заднем дворе.
АКЕРМАН: Мы вступаем в новую эру, когда украинцы хотят этой автономии.
Это разительная разница с атомными электростанциями.
ХАЙДА: В отличие от ядерного наследия, оставленного Советским Союзом, Акерман считает, что украинцы могут снова обрести энергетическую независимость, только на этот раз еще ближе к своим задним дворам.
Юлиан Хайда, NPR News, Киев.
Copyright © 2022 NPR. Все права защищены. Посетите страницы условий использования и разрешений нашего веб-сайта по адресу www.npr.org для получения дополнительной информации.
Стенограммы NPR создаются в спешке подрядчиком NPR. Этот текст может быть не в своей окончательной форме и может быть обновлен или пересмотрен в будущем. Точность и доступность могут отличаться. Официальной записью программ NPR является аудиозапись.
7 причин, по которым ядерная энергия не является решением проблемы изменения климата
Небольшая группа ученых предложила заменить 100% мировых электростанций, работающих на ископаемом топливе, ядерными реакторами, чтобы решить проблему изменения климата.
Многие другие предлагают рост ядерной энергетики, чтобы удовлетворить до 20 процентов всех наших потребностей в энергии (не только в электричестве). Они выступают за то, чтобы атомная энергетика была «чистым» безуглеродным источником энергии, но не учитывали воздействие этих сценариев на человека. Давайте посчитаем…
Строительство одной атомной электростанции занимает в среднем около 14 с половиной лет, начиная с этапа планирования и заканчивая эксплуатацией. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 7,1 миллиона человек ежегодно умирают от загрязнения воздуха, причем более 90 процентов из них — от сжигания топлива, связанного с энергетикой. Таким образом, переключение нашей энергетической системы на ядерную приведет к гибели около 93 миллионов человек, пока мы ждем, пока будут построены все новые атомные станции в полностью ядерном сценарии.
Ветряные и солнечные электростанции коммунального масштаба, с другой стороны, занимают в среднем всего от 2 до 5 лет от этапа планирования до ввода в эксплуатацию. Проекты солнечных фотоэлектрических систем на крышах рассчитаны всего на 6 месяцев. Таким образом, скорейший переход на 100% возобновляемые источники энергии приведет к уменьшению количества смертей на десятки миллионов человек.
Это иллюстрирует основную проблему, связанную с ядерной энергетикой, и показывает, почему возобновляемые источники энергии, в частности энергия ветра, воды и солнца (WWS), избегают этой проблемы. Однако у ядерного оружия есть не только одна проблема. В нем семь. Вот семь основных проблем, связанных с ядерной энергетикой:
Атомная электростанция Кофрентес, расположенная примерно в 2 км к юго-востоку от Кофрентеса, Испания
1. Длительное отставание от планирования и эксплуатации ядерный реактор включает в себя время для определения площадки, получения разрешения на площадку, покупки или аренды земли, получения разрешения на строительство, получения финансирования и страховки для строительства, установки передачи, переговоров по соглашению о покупке электроэнергии, получения разрешений, строительства станции, подключить его к передаче и получить окончательную лицензию на эксплуатацию.
Время от планирования до эксплуатации (PTO) всех когда-либо построенных атомных станций составляло 10-19 лет и более. Например, реактор Olkiluoto 3 в Финляндии был предложен кабинету министров Финляндии в декабре 2000 года для добавления к существующей атомной электростанции. Его последняя предполагаемая дата завершения — 2020 год, что дает ему время ВОМ 20 лет.
АЭС «Хинкли-Пойнт» планировалось запустить в 2008 г. Предполагаемый год ее завершения – с 2025 по 2027 г., что дает время ВОМ от 17 до 19.годы. Реакторы Vogtle 3 и 4 в Джорджии впервые были предложены в августе 2006 года для добавления к существующей площадке. Ожидаемые сроки завершения работ — ноябрь 2021 и ноябрь 2022 года соответственно, учитывая их время ВОМ, равное 15 и 16 годам соответственно.
Реакторы Haiyang 1 и 2 в Китае планировалось запустить в 2005 г. Haiyang 1 начал коммерческую эксплуатацию 22 октября 2018 г. Haiyang 2 начал эксплуатацию 9 января 2019 г., что дает им время ВОМ 13 и 14 лет соответственно. Реакторы Taishan 1 и 2 в Китае были поданы в 2006 году. Taishan 1 начал коммерческую эксплуатацию 13 декабря 2018 года. Ожидается, что Taishan 2 не будет подключен до 2019 года., что дает им время ВОМ 12 и 13 лет соответственно. Планирование и закупка четырех реакторов в Рингхальсе, Швеция, начались в 1965 году. Строительство одного заняло 10 лет, второго — 11 лет, третьего — 16 лет, а четвертого — 18 лет.
Многие утверждают, что французский план Мессмера 1974 года привел к строительству 58 реакторов за 15 лет. Это неправда. Планирование нескольких таких ядерных реакторов началось задолго до этого. Например, реактор Фессенхайма получил разрешение на строительство в 1967 и планировалось начать несколько лет назад. Кроме того, 10 реакторов были построены в период с 1991 по 2000 год. Таким образом, весь период планирования до эксплуатации этих реакторов составлял не менее 32 лет, а не 15. Срок эксплуатации любого отдельного реактора составлял от 10 до 19 лет.
Горячая точка радиации в Кашива, Япония
2. Стоимость
Приведенная стоимость энергии (LCOE) для новой атомной электростанции в 2018 году, по данным Лазарда, составляет 151 доллар США (от 112 до 189)/МВтч. Это сопоставимо с 43 долларами (от 29 до 56)/МВтч для берегового ветра и 41 долларом (от 36 до 46)/МВтч для солнечных фотоэлектрических систем коммунального масштаба из того же источника.
Эта ядерная LCOE занижена по нескольким причинам. Во-первых, Лазар предполагает, что время строительства атомной станции составляет 5,75 года. Однако для завершения строительства реакторов Vogtle 3 и 4 потребуется не менее 8,5–9 лет. Одна только эта дополнительная задержка приводит к расчетной LCOE для атомной электростанции примерно в 172 доллара (от 128 до 215) / МВтч, или в 2,3–7,4 раза больше, чем стоимость береговой ветровой электростанции (или фотоэлектрической электростанции).
Далее, LCOE не включает стоимость крупнейших ядерных аварий в истории. Например, предполагаемая стоимость ликвидации последствий трех расплавлений активной зоны ядерного реактора Фукусима-дай-ичи составила от 460 до 640 миллиардов долларов. Это 1,2 миллиарда долларов, или от 10 до 18,5 процентов капитальных затрат на каждый ядерный реактор в мире.
Кроме того, LCOE не включает стоимость хранения ядерных отходов в течение сотен тысяч лет. Только в США ежегодно тратится около 500 миллионов долларов на защиту ядерных отходов примерно 100 гражданских атомных электростанций. Эта сумма будет только увеличиваться по мере накопления отходов. После того, как электростанции выйдут из эксплуатации, расходы должны продолжаться в течение сотен тысяч лет без поступления доходов от продажи электроэнергии для оплаты хранения.
3. Оружейный риск распространения
Развитие ядерной энергетики исторически увеличивало способность стран получать или собирать плутоний или обогащать уран для производства ядерного оружия. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) признает этот факт. В кратком изложении своего отчета по энергетике за 2014 год они пришли к выводу, что « убедительные доказательства и высокая степень согласия » заключаются в том, что озабоченность по поводу распространения ядерного оружия является препятствием и риском для растущего развития ядерной энергетики:
Барьеры и риски, связанные с растущим использованием ядерной энергии, включают операционные риски и связанные с ними проблемы безопасности, риски добычи урана, финансовые и нормативные риски, нерешенные проблемы обращения с отходами, проблемы распространения ядерного оружия и неблагоприятное общественное мнение.
Строительство ядерного реактора для энергетики в стране, которая в настоящее время не имеет реактора, позволяет стране импортировать уран для использования на объекте ядерной энергетики. Если страна того пожелает, она может тайно обогащать уран для создания урана оружейного качества и собирать плутоний из урановых топливных стержней для использования в ядерном оружии. Это не означает, что любая или каждая страна будет делать это, но исторически некоторые из них делали это, и риск высок, как отмечает МГЭИК. Строительство и распространение малых модульных реакторов (ММР) может еще больше увеличить этот риск.
Изображение предоставлено: Феликс Чиног, Creative Commons
4. Риск расплавления
На сегодняшний день 1,5 процента всех когда-либо построенных атомных электростанций расплавились в той или иной степени. Плавления были либо катастрофическими (Чернобыль, Россия, 1986 г.; три реактора на Фукусима-дай-ити, Япония, 2011 г. ), либо разрушительными (Три-Майл-Айленд, Пенсильвания, 1979 г., Сен-Лоран, Франция, 1980 г.). Ядерная промышленность предложила новые конструкции реакторов, которые, по их мнению, являются более безопасными. Однако эти конструкции, как правило, не тестировались, и нет никакой гарантии, что реакторы будут спроектированы, построены и будут эксплуатироваться правильно, или что стихийное бедствие или террористический акт, например, самолет, влетающий в реактор, не приведет к выходу реактора из строя. потерпит неудачу, что приведет к крупной катастрофе.
Саркофаг Чернобыльской АЭС или Структура Укрытия. Изображение предоставлено: Карл Монтгомери, Creative Commons
5. Риск рака легких в горнодобывающей промышленности
Добыча урана вызывает рак легких у большого числа шахтеров, потому что урановые рудники содержат природный газ радон, некоторые из продуктов распада которого являются канцерогенными. Исследование 4000 добытчиков урана в период с 1950 по 2000 год показало, что 405 (10 процентов) умерли от рака легких, что в шесть раз превышает ожидаемый показатель, основанный только на количестве курильщиков. 61 человек умер от болезней легких, связанных с горнодобывающей промышленностью. Чистая, возобновляемая энергия не несет такого риска, потому что (а) она не требует непрерывной добычи какого-либо материала, а только однократную добычу для производства генераторов энергии; и (b) добыча полезных ископаемых не сопряжена с таким же риском рака легких, как добыча урана.
Старый заброшенный урановый карьер в России
6. Выбросы в эквиваленте углерода и загрязнение воздуха
АЭС с нулевым или близким к нулю уровнем выбросов не существует. Даже существующие заводы выбрасывают из-за непрерывной добычи и переработки урана, необходимого для завода. Выбросы от новых атомных электростанций составляют от 78 до 178 г-CO 2 /кВтч, что близко к 0. Из них от 64 до 102 г-CO 2 /кВтч за 100 лет приходится на выбросы из фоновой сети, пока потребители ждут от 10 до 19лет для ввода в эксплуатацию или реконструкции ядерной энергии по сравнению с 2–5 годами для ветровой или солнечной энергии. Кроме того, все атомные станции выбрасывают 4,4 г CO 2 е/кВтч из водяного пара и тепла, которые они выделяют. Это контрастирует с солнечными панелями и ветряными турбинами, которые уменьшают потоки тепла или водяного пара в воздух примерно на 2,2 г-CO2-экв/кВт-ч, а чистая разница только от этого фактора составляет 6,6 г-CO 2 экв/кВт-ч.
На самом деле, инвестиции Китая в атомные электростанции, планирование и эксплуатация которых занимает так много времени, вместо ветряных или солнечных, привели к тому, что в Китае выбросы CO 2 выбросы увеличились на 1,3 процента с 2016 по 2017 год, а не снизились в среднем на 3 процента. Возникшая в результате разница в выбросах загрязняющих воздух веществ могла стать причиной 69 000 дополнительных смертей от загрязнения воздуха в Китае только в 2016 году, а также дополнительных смертей в предшествующие и последующие годы.
Бочки с радиоактивными отходами. Изображение предоставлено: Creative Commons, ShinRyu Forgers
7. Waste Risk
И последнее, но не менее важное: израсходованные топливные стержни атомных станций являются радиоактивными отходами. Большинство топливных стержней хранится на том же месте, что и реактор, который их израсходовал. Это привело к появлению сотен мест захоронения радиоактивных отходов во многих странах, которые необходимо обслуживать и финансировать в течение как минимум 200 000 лет, что намного превышает срок службы любой атомной электростанции. Чем больше ядерных отходов накапливается, тем выше риск радиоактивных утечек, которые могут нанести ущерб водоснабжению, сельскохозяйственным культурам, животным и людям.
Резюме
Напомним, новая ядерная энергетика стоит примерно в 5 раз больше, чем наземная ветровая энергия за кВтч (от 2,3 до 7,4 раза в зависимости от местоположения и проблем интеграции). Атомная энергетика занимает от 5 до 17 лет больше времени между планированием и эксплуатацией и производит в среднем в 23 раза больше выбросов на единицу произведенной электроэнергии (от 9 до 37 раз в зависимости от размера станции и графика строительства). Кроме того, это создает риски и затраты, связанные с распространением оружия, расплавлением, раком легких при добыче полезных ископаемых и риском отходов. Чистые возобновляемые источники энергии позволяют избежать всех подобных рисков.
Сторонники ядерной энергетики заявляют, что ядерная энергия все еще необходима, поскольку возобновляемые источники энергии прерывисты и нуждаются в природном газе в качестве резерва. Однако сама ядерная энергия никогда не соответствует спросу на электроэнергию, поэтому она нуждается в резерве. Даже во Франции с одной из самых передовых ядерно-энергетических программ максимальная скорость нарастания составляет от 1 до 5 % в минуту, а это означает, что им нужен природный газ, гидроэнергия или батареи, которые разгоняются в 5-100 раз быстрее, чтобы справиться с пиковыми нагрузками. требование. Фактически, сегодня аккумуляторы вытесняют природный газ для нужд ветровой и солнечной энергии во всем мире. Кроме того, дюжина независимых научных групп обнаружила, что прерывистый спрос на электроэнергию можно сочетать с поставками и хранением чистой возобновляемой энергии без атомной энергии и с низкими затратами.
Наконец, многие существующие атомные электростанции стоят так дорого, что их владельцы требуют субсидий, чтобы оставаться открытыми. Например, в 2016 году три существующие атомные электростанции в северной части штата Нью-Йорк запросили и получили субсидии, чтобы остаться открытыми, аргументируя это тем, что станции необходимы для поддержания низкого уровня выбросов. Однако субсидирование таких электростанций может увеличить выбросы углерода и затраты по сравнению с заменой электростанций ветровыми или солнечными в кратчайшие сроки. Таким образом, субсидирование ядерной энергетики приведет к более высоким выбросам и затратам в долгосрочной перспективе, чем замена ядерной энергии возобновляемыми источниками энергии.
Производные и источники приведенных здесь номеров можно найти здесь .
Решение
Инновационная климатическая модель показывает, что у нас есть шанс остаться ниже опасного порога в 1,5 градуса Цельсия и добиться нулевых выбросов до 2040 года.