Человечество может полностью избавиться от ядерной энергии без потерь и защитить себя от будущих аварий, таких как Чернобыль или Фукусима. Доля атомных электростанций в мировом потреблении энергии составляет около 6%. Глобальный спрос на энергию может быть легко удовлетворен за счет тепловых и гидроэлектростанций с помощью альтернативных источников (ветер, солнце, геотермальная энергия).
После Фукусимы правительство Германии решило закрыть все АЭС на своей территории, Италия отказалась от АЭС еще раньше, после Чернобыля, а многие европейские страны вообще не рассматривают атомную энергетику как альтернативу традиционным источникам энергии.
Фонд «Сколково» и Институт проблем атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ) готовят совместную программу «Завершение жизненного цикла атомных электростанций».
Но будущее за атомными электростанциями
Германия объявила об отказе от АЭС. На фото: баварская атомная станция «Графенрейнфельд» будет отключена в 2015 году
Заместитель директора ИБРАЭ по исследовательской работе Рафаэль Арутюнян считает, что это не так. 80% электроэнергии, производимой на атомных электростанциях, вырабатывается в 10 ведущих странах мира. Доля «ядерной» электроэнергии в общем энергобалансе стран распределена очень неравномерно: от 80% во Франции до 20% в других развитых странах. Вынужденная временно отказаться от ядерной энергии по политическим причинам, Германия полагается на импорт электроэнергии из соседних стран и газа из России, но по сути это тупиковый путь.
Доказанные и прогнозируемые запасы нефти и газа будут исчерпаны через несколько десятилетий при нынешних уровнях энергопотребления. На альтернативные источники в настоящее время приходится менее 3% мирового энергобаланса, а в будущем на них будет приходиться не более 15-20%. Рост глобального спроса на энергию неизбежен — повышение энергоэффективности развитых стран не компенсирует растущие потребности стран третьего мира.
«Сегодня это в основном тепловая и атомная энергия, все остальные источники дополняют друг друга, что позволяет решать экологические проблемы на местном уровне», — говорит Арутюнян. — Суть в том, что устойчивое энергоснабжение на основе ископаемого топлива сталкивается с реальными проблемами. Газ — несомненно, удобное топливо, в том числе и с экологической точки зрения. Но даже при самых оптимистичных прогнозах газа может хватить на сотню лет. Есть экологические проблемы, связанные с углем. Есть причина, по которой существует Киотский протокол, и необходимо приложить все усилия для сокращения выбросов парниковых газов.
Помимо проблем, связанных с воздействием на климат, выбросы угольных электростанций представляют прямую угрозу для здоровья человека. Только в США, по данным Национального агентства по охране окружающей среды, зарегистрировано около 20 тысяч смертей, связанных с воздействием тепловой энергии. В России этот показатель составляет 6-7 тысяч в год, говорит Арутюнян. Для сравнения, общее число смертей в результате аварий на атомных электростанциях за 50 лет составляет 60. Число людей, получивших высокие дозы радиации с риском для здоровья, составляет 237 человек.
— Если собрать все приложения радиационных технологий, в том числе и медицину, — продолжает ученый, — количество случаев заболеваний и смертей в медицине намного выше, чем в атомной энергетике. Однако это дает в общей сложности 160 смертей и около 1500 человек, заболевших из-за облучения. Если принять во внимание данные об ущербе здоровью человека в традиционной энергетике, это 82 000 смертей за последние 30 лет. Эти цифры говорят о том, что ядерная технология на порядок безопаснее других технологий.
Коды безопасности контролируют критические точки
По словам Арутюняна, учитывая нынешнее восприятие ядерных рисков, уровень обоснованности и безопасности должен быть намного выше.они могут нанести социальный и психологический вред не столько населению. Это означает, что необходимо повышать требования к обоснованию и обеспечению безопасности АЭС, в том числе с учетом перекрывающихся экстремальных событий, влияющих на безопасность АЭС.
С этой целью ученые ИБРАЭ разрабатывают программу новых норм безопасности, включая плановый вывод из эксплуатации тех энергоблоков АЭС, которые больше не могут соответствовать современным требованиям (это часть, упомянутая выше).
— Мы запускаем два проекта, — говорит Владимир Пономарев, заместитель директора ИБРАЭ по стратегическому развитию и инновациям.
оценка безопасности ядерных объектов. Это математические модели реальных АЭС и анализ переломных моментов в различных технологических циклах, действующих на ядерной установке. Система кодов безопасности Socrates была разработана десять лет назад с той же целью, но теперь у нас есть новые технологии и новые реакторы.
Вторая часть проекта Сколково IBRAE — создание магистерской программы в рамках Сколковского института науки и технологий, который совместно создается фондом и Массачусетским технологическим институтом.
— Мы будем готовить специалистов не только в области объектов атомной энергетики, — говорит Пономарев, — но и тех, кто будет использовать технологические достижения атомной отрасли в любом другом технологически опасном производстве, будь то энергетика или химия. Во-первых, бэкенду никто в мире не обучает, а персонал не нужен, потому что построено много АЭС и нужны специалисты, умеющие выводить из эксплуатации энергоблоки. Во-вторых, специалистов будут обучать не только останавливать электростанции, срок службы которых подходит к концу, но и продлевать срок эксплуатации тех, которые могут продолжать работать, как повысить безопасность, чтобы их не приходилось выводить из эксплуатации.
Вся теория и все математические расчеты, необходимые для создания новых кодов безопасности, будут разработаны учеными ИБРАЭ совместно с проектными и инженерными организациями в атомной отрасли. Постепенно весь мир перейдет на новую технологическую платформу, реакторы на быстрых нейтронах, поэтому необходимо усовершенствовать существующие теоретические модели.
Защитные коды будут коммерциализированы, то есть будут продаваться заинтересованным потребителям, в том числе зарубежным, в виде пакета программ и услуг для их использования. Индивидуальные программы в рамках проекта будут инициированы авторами «ноу-хау», то есть владельцами интеллектуальной собственности, которые для этого создадут собственные стартапы. В рамках этого проекта «Сколково» ИБРАЭ не только будет разрабатывать технологии безопасности, разработанные в Институте, но и переносить их из атомной отрасли в другие области энергетики и промышленности.
В ближайшие десятилетия мир должен перейти от действующих в настоящее время гидро-водяных реакторов, где теплоносителем и замедлителем является вода, к реакторам на быстрых нейтронах, где теплоносителем является жидкий металл — расплавленный натрий, свинец или свинцово-висмутовый сплав. . Один такой реактор в России уже работает на Белоярской АЭС на Урале. По оценке Арутюняна, переход на новую энергетическую платформу займет не менее 30 лет.
Если это изменение не будет внесено, изотоп уран-235, используемый в ядерных реакторах, будет недоступен в ближайшем будущем. Существующие ядерные гидрореакторы сожгут их в течение следующего столетия. С другой стороны, быстрый реактор может производить 1,3 кг нового топлива, энергетического плутония, на каждый введенный килограмм урана-238. В отличие от плутония-239, используемого в производстве ядерного оружия, быстрые реакторы производят изотопы плутония-240, 241 и 242, которые непригодны для производства оружия.
Новый
