ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

Электростанции
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТИПЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Тепловые станции
  • Парогенератор
  • Основные энергетические насосы КЭС
  • Газотурбинные установки
  • Теплофикационные электростанции
  • Общее знакомство с паровой турбиной ТЭС
  • Атомные станции
  • Перспективы атомных электростанций
  • Нейтрон
  • Основные компоненты ядерного реактора
  • Классификация ядерных реакторов
  • Тепловые контуры атомных станций
  • Экономическая эффективность ядерной энергии
  • Основные типы реакторов,
    принятые к промышленной реализации
  • АЭС с уран-графитовыми канальными реакторами
  • АЭС с реакторами на быстрых нейтронах (БН)
  • Неоклассическая диффузия
    в магнитном поле токамака
  •  

    Ядерная энергия и экология

    Главный аргумент противников ядерной энергетики - экология. Безусловно, последствия аварии на АЭС могут быть катастрофическими. Но ведь использование традиционных источников также не является безопасным с экологической точки зрения. Из 30 г ядерного топлива может быть получено 8000 кВт/ч электроэнергии. При этом масса высокоактивных отходов тоже будет составлять 30 г. Однако эти отходы легко собрать и потом переработать в 20 мл жидкости и 6 г стекла, после чего останется только найти место для их захоронения. Для получения же того же количества электроэнергии из традиционных источников понадобится от 3,5 до 9 т угля. Отходы могут составить до 8 т диоксида углерода и несколько сот килограммов диоксида серы, которые будут выброшены в атмосферу, способствуя созданию парникового эффекта и образованию кислотных дождей.

    Таким образом, опасность для экологии от использования ядерной энергии остается в значительной степени гипотетической. Заражение окружающей среды произошло только один раз - при Чернобыльской аварии, а при аварии на Three Mile Island радиация не вышла за пределы станции. С тех пор на атомных станциях были значительно усилены меры безопасности, что снизило риск повторения инцидентов.

    При использовании же традиционных источников энергии происходит перманентный выброс в атмосферу вредных веществ, которые разносятся ветром на значительные расстояния. Традиционные источники энергии также являются причиной техногенных катастроф, при которых погибают люди. Это и взрывы метана на угольных шахтах, и разрывы нефтепроводов и газопроводов, и аварии нефтеналивных танкеров, при которых не только гибнут люди, но и происходит заражение окружающей среды нефтепродуктами.

    Количество непосредственных смертей от техногенных катастроф в различных отраслях энергетики

    Источник энергии

    Число смертельных случаев (1970-92 гг.)

    Категория пострадавших

    Кол-во смертей на 1 ГВт*год электроэнергии

    Уголь

    6400

    Рабочие

    0,32

    Природный газ

    1200

    Рабочие и население

    0,09

     Гидроэнергетика

    4000

    Население

    0,8

    Ядерная энергия

    31

    Рабочие

    0,01

    Источник: Uranium Information Center

    Как видно из статистических данных, даже гидроэнергетика может нести смерть людям. Но в современном мире человечество не может жить без энергии, поэтому необходимо не запрещать тот или иной источник энергии, а применять меры для минимизации вероятности аварии.

    Ядерная отрасль России

    В России сегодня работает 9 АЭС, на которых эксплуатируется 29 реакторов. 8 электростанций объединены в государственный концерн "Росэнергоатом", а Ленинградская АЭС является независимым производителем энергии. Общая установленная мощность российских АЭС составляет около 21,2 ГВт, или около 11% от всех генерирующих мощностей России. Однако доля атомных станций в российской энергетике выше. В 1999 г. российские АЭС произвели 122 млрд кВт/ч электроэнергии, или 14% от общего объема производства. Прирост производства энергии на АЭС в 1999 г. составил 15,7%, в то время как по отрасли в целом этот показатель был равен 2,2%. В 2000 г. атомные станции продолжали наращивать производство и за 11 месяцев произвели 116,6 млрд кВт/ч электроэнергии, что на 7,4% больше прошлогоднего показателя. Прирост был достигнут за счет увеличения коэффициента использования мощности, который в 2000 г. составил около 68% (в 1999 г. - меньше 65%).

    Экономический рост в стране и трудности основного производителя электроэнергии в России РАО "ЕЭС" с обеспечением ресурсами топлива предполагают, что значение ядерной энергетики в России в ближайшее время возрастет. Руководители "Росэнергоатома" планируют довести долю российских АЭС в производстве электроэнергии до 20-25%, в том числе за счет ввода новых мощностей. Уже скоро будет запущен в строй первый блок Ростовской АЭС. Будут продолжены работы еще на четырех блоках, а именно на 5-м Курской АЭС, 3-м Калининской АЭС, 2-м Ростовской АЭС и 5-м Балаковской АЭС (степень готовности первых двух блоков превышает 80%). Введение в строй этих пяти объектов позволит увеличить годовую выработку электроэнергии на 50-55 млрд кВт/ч. Темп ввода новых объектов будет зависеть от финансирования строительства. По оценке Минатома, объем средств, необходимых для завершения строительства этих блоков, составляет 2,5 млрд долл.

    Вопрос о денежных средствах для атомных станций стоит еще более остро, чем для всей российской электроэнергетики. При отпускном тарифе менее 21 коп. за 1 кВт/ч ядерная энергетика всегда получала оплату по остаточному принципу, так как в силу структуры отрасли все платежи потребителей проходят через РАО "ЕЭС". Еще в начале 2000 г. доля "живых" денег в оплате атомным станциям составляла всего 20-25%, тогда как само РАО получало от потребителей деньгами до 60%. К концу года ситуация стала улучшаться и доля "живых" денег была доведена до 60%. Тем не менее атомщики не удовлетворены нынешней ситуацией и требуют повышения денежной составляющей в расчетах. Кроме того, Минатом настаивает на повышении тарифа до 1 цента за 1 кВт/ч.

    Намечаемые изменения в российской электроэнергетике должны благотворно сказаться на атомных станциях. Либерализация рынка электроэнергии даст значительные преимущества атомщикам из-за низкой стоимости энергии по сравнению с тепловыми станциями. Сегодня для некоторых АЭС отпускной тариф составляет менее 18 коп. за 1 кВт/ч. Кроме того, превращение РАО "ЕЭС России" в сетевую компанию и выделение из нее генерирующих мощностей устранит дискриминацию атомных станций при оплате электроэнергии, т.к. в этом случае для оператора энергорынка все субъекты будут равны и не будет «своих» электростанций. К тому же свободный рынок электроэнергии позволит АЭС непосредственно продавать электроэнергию потребителям, минуя посредников, что также должно благотворно сказаться на финансовом состоянии атомных станций. Неминуемое повышение цены газа при дальнейшей либерализации российской экономики негативно отразится на стоимости производства энергии тепловыми станциями, что также повысит относительную конкурентоспособность АЭС.

    Будущая организационная структура российских АЭС после реформирования отрасли до сих пор не определена. Минатом выступает за объединение всех станций, в том числе Ленинградской АЭС, в единую акционерную энергокомпанию. Также есть мнение развести станции в 3-4 независимые компании.

    Заключение

    Сегодня человечество нуждается в энергии, особенно электрической. По оценкам, к 2020 г. потребление энергии по сравнению с 1980 г. удвоится, а потребление электроэнергии утроится. При этом в ближайшее время не предвидится появления абсолютно экономически приемлемых и экологически чистых источников энергии. Это означает, что человечеству придется пользоваться теми же источниками энергии, что и сегодня. И среди них по-прежнему будет ядерная энергетика. Как мы видели, АЭС оказываются вполне конкурентоспособными в условиях рынка электроэнергии.

    Кроме того, атомная энергетика оказывается единственным надежным источником энергии в странах, где запасы ископаемого топлива незначительны. Это относится прежде всего к государствам Юго-Восточной Азии. До 2007 г. в этом регионе планируется ввести в эксплуатацию 18 ядерных реакторов, а всего в мире за этот период будет запущено 34 новых атомных блока. Особенно интенсивно ядерная программа развивается в Китае. Сейчас в этой стране функционирует всего 3 ядерных энергоблока, но в ближайшее время будет запущено 8 новых реакторов. При этом Китай нельзя назвать страной, обделенной природными ресурсами.

    Человечество обречено на использование атомной энергии, которая в XXI веке приобретет еще большее значение в экономике многих стран.

    ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ