Перспективы и проблемы атомной энергетики

Даже по самым осторожным прогнозам, к середине XXI века потребление энергии в мире удвоится, да к тому же быстрее, чем ее производится. Важнейшими факторами, которые оказывают основное влияние на рост энергопотребления, являются в первую очередь темпы экономического роста, а также возрастающая численность населения Земли. Кроме того, значительное влияние на объемы энергопотребления оказывают структурные изменения в экономике и промышленности.

Авария на японской атомной электростанции «Фукусима-1»

Поскольку нефть, газ, уголь относятся к таким ресурсам, которые со временем истощаются, но при этом не возобновляются, перед человечеством встает проблема поиска альтернативных источников энергии и их более широкого внедрения в практику В качестве таковых ученые и конструкторы предлагают поставить на службу человеку силу ветра, внутреннее тепло Земли, мощь приливов и отливов.

Однако не везде климатические и географические условия позволяют развивать эти источники, да и соответствующие технологии пока еще не разработаны. Поэтому среди альтернатив нефти, газу и углю лидирующее положение занимает атомная энергетика, развитие которой будет в значительной мере способствовать решению проблем, связанных с энергетической безопасностью, экономическим развитием, улучшением качества окружающей среды и жизни населения.

Кроме того, что не менее важно, суммарный энергетический ресурс мировых запасов природного урана на порядок выше такового всех известных источников углеводородов (угля, нефти и газа, вместе взятых). К тому же естественный уран по своей теплотворной способности в тысячи раз превосходит нефть, газ, каменный и бурый угли. Так, если теплотворная способность сырой нефти составляет 45–46 МДж/кг, природного газа – 55, каменного угля – в среднем 22 и бурого – около 9,5 МДж/кг, то у естественного урана (в зависимости от типа реактора) она колеблется от 650 тысяч до 28 миллионов МДж/кг. Это значит, что один килограмм урана при полном выгорании выделяет энергию, эквивалентную сжиганию примерно 100 тонн высококачественного каменного угля или 60 тонн нефти. Кроме того, уран-235, в отличие от золы и шлаков органического топлива, можно использовать снова. А выбросов углекислого газа и вовсе нет, что является неоспоримым экологическим плюсом, поскольку соответствует решениям Киотского протокола.

Следует также отметить, что атомные станции – достаточно прибыльные объекты, особенно в сравнении с некоторыми альтернативными источниками энергии. Например, затраты на производство солнечной батареи превышают прибыль от ее эксплуатации. Ветряки, в свою очередь, обладают незначительной мощностью при значительной стоимости.

Впервые же человечество осознало важность энергетической безопасности в связи с многократным 10-кратным повышением цен на нефть, которое было спровоцировано израильско-арабским конфликтом в 1973 году. А реальная возможность того, что будут полностью заблокированы ее поставки, послужила основанием для принятия большинством стран решительных мер по обеспечению энергетической безопасности.

В качестве наглядного примера стран, оперативно отреагировавших на это событие, можно назвать Францию, которая в кратчайшие сроки построила десятки атомных электростанций и теперь практически не использует углеводороды в качестве энергоресурсов.

Примеру Франции последовали и другие развитые страны. В результате в 2012 году в 30 странах мира эксплуатировалось 194 атомные станции с 437 энергоблоками общей электрической мощностью в 372 628 МВт. Кроме того, 68 энергоблоков находились в стадии сооружения. В настоящее время больше всего атомных станций построено в США– 66, во Франции – 19, России – 10, в Японии – 17. Всего же атомной энергией овладело 31 государство.

Однако общественность по-разному относится к атомным станциям, хотя они и являются источником дешевой и экологически чистой энергии. И причина этого прежде всего в том, что на атомных станциях, как и на других промышленных объектах, периодически происходят аварии.

Самая первая из них произошла 12 декабря 1952 года в канадском городе Чолк-Ривер. А первая серьезная авария случилась 28 марта 1979 года на атомной станции Тримайл-Айленд в штате Пенсильвания (США). В результате сбоев в работе оборудования и неграмотных действий операторов на втором энергоблоке АЭС расплавилось 53 % активной зоны реактора. Произошел выброс в атмосферу инертных радиоактивных газов – ксенона и йода. Из района, подвергшегося воздействию радиации, было эвакуировано 200 тысяч человек.

Самая же крупная ядерная катастрофа глобального характера случилась в ночь с 25 на 26 апреля 1986 года на Чернобыльской АЭС (Украина). В результате в атмосферу попало 190 тонн радиоактивных веществ, 8 из 140 тонн радиоактивного топлива реактора. Другие вредные вещества были выброшены в атмосферу во время пожара, длившегося в течение двух недель. Население Чернобыля подверглось облучению в 90 раз большему, чем при падении бомбы на Хиросиму. В результате аварии произошло радиоактивное заражение в радиусе 30 километров на территории площадью 160 тысяч квадратных километров с населением 2,6 миллиона человек.

Именно после Чернобыля общественное мнение вышло на широкую арену. Среди самых ярых противников атомных электростанций следует назвать международную природоохранную организацию «Гринпис», социально-экологические союзы и различные объединения «зеленых».

Вообще же за последние 60 лет на АЭС произошло более 50 катастроф, причем многие из них сопровождались значительными жертвами.

Особую активность борцы с атомной энергетикой проявили в 80-х годах прошлого столетия. Формы протестов и требования были самые разные. Они включали в себя демарши против ядерных испытаний и строительства новых ядерных энергоблоков, требования закрыть АЭС и запретить ввоз в соответствующую страну для утилизации отработанного ядерного топлива и многие другие протестные акции.

В силу вполне объяснимых причин в обществе до настоящего времени остается негативное отношение к ядерным станциям, поскольку, несмотря на самые строгие меры безопасности, все равно сохраняются риски аварий на них, а значит, и крайне опасное воздействие радиации на здоровье человека и экологию в случае ее утечки в окружающую среду.

С новой силой протестные настроения против эксплуатации АЭС вспыхнули после аварии на японской атомной электростанции «Фукусима-1», которая является одной из 25 крупнейших ядерных станций в мире. Эта катастрофа произошла 12 марта 2011 года спустя сутки после сильнейшего землетрясения.

Впрочем, статистика говорит о том, что доля радиационных рисков в общей структуре тех опасностей, которые могут повлечь угрозу здоровью или жизни человека, относительно невелика. Вот только некоторые данные. Так, вредные выбросы предприятий атомной энергетики в окружающую среду составляют всего 0,6 % от всех загрязнителей атмосферы. В общем объеме всех сточных вод, попадающих в водоемы планеты, отходы АЭС занимают примерно 4,6 %. Доля атомной промышленности в общем объеме токсичных химических отходов определяется примерно в 1,1 %. На земли, нарушенные по вине атомной отрасли, приходится около 1 %.

Конечно, от столь эффективного источника энергии вряд ли человечество откажется, даже несмотря на некоторые риски. По крайней мере, эксперты МАГАТЭ прогнозируют, что к 2020 году в мире будет сооружено около 130 новых энергоблоков общей мощностью порядка 430 ГВт. Это позволит повысить до 30 % долю ядерной составляющей в мировом энергобалансе.

По некоторым же оценкам, к 2060 году общая мощность всех энергоблоков в мире достигнет как минимум 1100 гигаватт, а учитывая нынешние темпы развития ядерной энергетики, эта цифра может достичь и 3500 гигаватт.

Однако, чтобы атомная станция функционировала, для нее необходимо ядерное топливо и его компоненты, в том числе и природный уран. Согласно же существующим расчетам, к 2030 году при реализации проектов по строительству ядерных энергоблоков ежегодные потребности в уране возрастут до 98 тысяч тонн.