آفاق تطوير الطاقة النووية. تجربة العالم وآفاق تطوير الطاقة النووية
الطاقة النووية هي إنتاج الطاقة الكهربائية باستخدام المفاعلات النووية ، التي تلتقط الطاقة الحرارية للانحلال الإشعاعي لـ "الوقود" النووي - اليورانيوم المخصب وبعض المواد المشعة الأخرى.
جغرافيا الطاقة النووية.تم الحصول على أول "كهرباء نووية" في الولايات المتحدة في عام 1952 ، ومنذ ذلك الوقت يتزايد إنتاج الكهرباء في محطات الطاقة النووية (NPPs) بشكل مطرد ، على الرغم من وجود موقف حذر بعد وقوع حوادث خطيرة في محطات الطاقة النووية في العالم نحو خيار الطاقة هذا. حاليًا ، تعمل 437 وحدة طاقة نووية في 88 دولة في العالم ويتم بناء حوالي 50 وحدة أخرى. 21.
الجدول 21
خصائص الطاقة النووية لبعض الدول
| البلد | المساحة ، ألف كم 2 | تعداد السكان | محطة الطاقة النووية | حصة في توليد الكهرباء | ||||
| مليون شخص | اشخاص لكل 1 كم 2 | عدد الكتل | الطاقة ، ميجاوات (صافي) | قوة محددة ، ميغاواط | ||||
| لشخص واحد | لكل 1 كم 2 | |||||||
| كندا | 9976,1 | 27,3 | 577,1 | 1,6 | 17,3 | |||
| الولايات المتحدة الأمريكية | 9372,6 | 252,7 | 390,9 | 10,5 | 22,5 | |||
| كوريا | 99,0 | 43,3 | 166,7 | 72,9 | 36,1 | |||
| اليابان | 377,8 | 123,9 | 306,9 | 100,7 | 33,4 | |||
| الترددات اللاسلكية | 17110,0 | 148,7 | 133,4 | 1,2 | 11,8 | |||
| أوكرانيا | 603,7 | 51,9 | 244,6 | 21,0 | 37,8 | |||
| بلجيكا | 30,5 | 10,0 | 522,7 | 181,2 | 55,5 | |||
| بلغاريا | 110,9 | 9,0 | 393,1 | 31,9 | 46,4 | |||
| المملكة المتحدة | 244,1 | 57,6 | 206,8 | 48,8 | 25,0 | |||
| ألمانيا | 357,0 | 80,1 | 282,9 | 63,5 | 29,1 | |||
| إسبانيا | 504,8 | 39,3 | 180,8 | 14,1 | 34,1 | |||
| فنلندا | 338,1 | 5,0 | 462,0 | 6,8 | 29,9 | |||
| فرنسا | 551,5 | 57,0 | 1035,7 | 107,1 | ||||
| السويد | 450,0 | 8,6 | 1163,0 | 22,2 | 46,6 | |||
| سويسرا | 41,3 | 6,8 | 439,0 | 72,3 | 39,9 |
إيجابيات وسلبيات الطاقة النووية.الحجج الرئيسية لصالح تطوير الطاقة النووية هي الرخص النسبي للطاقة وكمية صغيرة من النفايات. من حيث وحدة الطاقة المنتجة ، فإن النفايات الناتجة عن محطات الطاقة النووية أقل بآلاف المرات من تلك الموجودة في محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم (كوب واحد من اليورانيوم -235 يوفر قدرًا من الطاقة يعادل 10 آلاف طن من الفحم). تتمثل ميزة محطات الطاقة النووية في عدم وجود انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، والتي تصاحب إنتاج الكهرباء عن طريق حرق ناقلات الطاقة الكربونية.
اليوم من الواضح تمامًا أنه أثناء التشغيل العادي لمحطات الطاقة النووية ، تكون المخاطر البيئية للحصول على الطاقة أقل بما لا يقاس مما هي عليه في صناعة الفحم (الجدول 22).
الجدول 22
عدد الوفيات المبكرة المرتبطة بسنة العمل
وحدة بسعة 1 جيجاواط في دورات الفحم والوقود النووي
(وفقًا لـ Akimova et al. ، 2001)
وفقًا للحسابات التقريبية ، فإن إغلاق محطات الطاقة النووية الموجودة بالفعل سيتطلب حرقًا إضافيًا لـ 630 مليون طن من الفحم سنويًا ، مما سيؤدي إلى إطلاق 2 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون و 4 ملايين طن من الرماد السام والمشع في الغلاف الجوي. سيؤدي استبدال محطات الطاقة النووية بمحطات الطاقة الحرارية إلى زيادة معدل الوفيات الناجمة عن تلوث الغلاف الجوي بمقدار 50 ضعفًا. لاستخراج ثاني أكسيد الكربون الإضافي من الغلاف الجوي ، سيكون من الضروري زرع غابة في منطقة أكبر بـ 4-8 مرات من أراضي ألمانيا.
الطاقة النووية لها خصوم جادون. براون (براون ، 2001) يعتبرها غير قادرة على المنافسة في الأعمال الحديثة. الحجج ضد تطوير الطاقة النووية هي صعوبة ضمان السلامة الكاملة لدورة الوقود النووي ، فضلا عن مخاطر الحوادث في محطات الطاقة النووية. طغت الحوادث الخطيرة التي وقعت في كيشيتيم وتشيرنوبيل على تاريخ تطوير الطاقة النووية. ومع ذلك ، فإن احتمال وقوع حوادث في محطات الطاقة النووية الحديثة منخفض للغاية. وبالتالي ، في المملكة المتحدة لا يزيد عن 1: 1،000،000. في اليابان ، يتم بناء محطات طاقة نووية جديدة (بما في ذلك أكبر Fukusama في العالم) في مناطق خطرة بالزلازل على ساحل المحيط.
آفاق الطاقة النووية.إن نضوب ناقلات الطاقة الكربونية ، والإمكانيات المحدودة للطاقة القائمة على مصادر الطاقة المتجددة ، والطلب المتزايد على الطاقة يدفع معظم دول العالم نحو تطوير الطاقة النووية ، مع بدء بناء محطات الطاقة النووية في الدول النامية. أمريكا الجنوبية وآسيا وأفريقيا. يجري استئناف بناء محطات الطاقة النووية التي تم تعليقها سابقًا حتى في البلدان المتضررة من كارثة تشيرنوبيل - أوكرانيا وبيلاروسيا والاتحاد الروسي. يتم استئناف تشغيل محطات الطاقة النووية في أرمينيا.
يتم رفع المستوى التكنولوجي للطاقة النووية وسلامتها البيئية. تم بالفعل تطوير مشاريع لإدخال مفاعلات جديدة أكثر اقتصادا قادرة على إنفاق 4-10 مرات أقل من اليورانيوم لكل وحدة كهرباء مقارنة بالمفاعلات الحديثة. تتم مناقشة مسألة استخدام الثوريوم والبلوتونيوم "كوقود". يعتقد العلماء اليابانيون أنه يمكن حرق البلوتونيوم دون بقايا ، ويمكن أن تكون محطات الطاقة النووية على البلوتونيوم الأكثر صداقة للبيئة ، لأنها لا تنتج نفايات مشعة (RW). لهذا السبب ، تشتري اليابان بنشاط البلوتونيوم الذي تم إطلاقه أثناء تفكيك الرؤوس الحربية النووية. ومع ذلك ، فإن تحويل محطات الطاقة النووية إلى وقود البلوتونيوم يتطلب تحديثًا مكلفًا للمفاعلات النووية.
دورة الوقود النووي آخذة في التغير. مجموعة من جميع العمليات المصاحبة لاستخراج المواد الخام للوقود النووي وتجهيزها للحرق في المفاعلات وعملية الحصول على الطاقة ومعالجة وتخزين النفايات المشعة والتخلص منها. في بعض البلدان الأوروبية وفي الاتحاد الروسي ، يتم الانتقال إلى دورة مغلقة ، حيث يتم توليد نفايات مشعة أقل ، لأن. يتم حرق جزء كبير منهم بعد المعالجة. وهذا يجعل من الممكن ليس فقط تقليل مخاطر التلوث الإشعاعي للبيئة (انظر 6-2-5) ، ولكن أيضًا لتقليل استهلاك اليورانيوم بمئات المرات ، التي تكون مواردها مستنفدة. مع دورة مفتوحة ، لا تتم معالجة النفايات المشعة ، ولكن يتم التخلص منها. إنه أكثر اقتصادا ، ولكن ليس له ما يبرره من الناحية البيئية. لا تزال محطات الطاقة النووية الأمريكية تعمل بموجب هذا المخطط.
بشكل عام ، تعتبر قضايا المعالجة والتخلص الآمن من النفايات المشعة قابلة للحل من الناحية الفنية. في السنوات الأخيرة ، تحدث نادي روما أيضًا لصالح تطوير الطاقة النووية ، والذي صاغ خبراؤه الموقف التالي: "النفط باهظ الثمن ، والفحم خطير جدًا على الطبيعة ، ومساهمة الطاقة المتجددة ضئيلة للغاية ، الفرصة الوحيدة هي التمسك بالخيار النووي ".
في الختام ، ترد مناقشة آفاق تطوير قطاع الطاقة في الجدول. الشكل 23 ، والذي يوضح المساحة المطلوبة لمحطات الطاقة العاملة على ناقلات طاقة مختلفة.
الجدول 23
مساحات الأراضي المقتناة (في المتوسط) اللازمة للإنتاج
1 ميغاواط من الكهرباء سنويا في محطات توليد الكهرباء بأنواعها المختلفة
(حسب Lavrov، Gladkiy، 1999)
أسئلة الاختبار
1. ما هي الدول التي لديها صناعة الطاقة النووية الأكثر تطوراً؟
2. ما هي "الإيجابيات" و "السلبيات" البيئية للطاقة النووية؟
3. هل الطاقة النووية الآمنة ممكنة؟
توفير الطاقة
يعد توفير الطاقة أهم مصدر إضافي للطاقة والمواد الخام ، وهو أحد العناصر المهمة لاستراتيجية إنشاء مجتمع مستدام. على مدار العشرين عامًا الماضية ، انخفض استهلاك الطاقة المحدد في العالم لكل وحدة من الناتج المحلي الإجمالي بأكثر من 25٪. هناك حاجة إلى مزيد من توفير الطاقة في جميع مجالات الحياة: في الصناعة والنقل والزراعة والإسكان والخدمات المجتمعية.
توفير الطاقة في الصناعة.يحتوي هذا المجال من الاقتصاد على موارد توفير طاقة لا تنضب حقًا. ويشمل:
- استخدام التقنيات الموفرة للطاقة. لذلك ، على سبيل المثال ، في علم المعادن ، فإن الانتقال من طريقة الموقد المفتوح لصهر الفولاذ إلى طريقة المحول يجعل من الممكن إنفاق طاقة أقل مرتين على إنتاج 1 طن من المنتج النهائي. في كثير من الحالات ، يتم تحقيق وفورات في الطاقة من خلال استخدام الموارد الثانوية. لذلك ، يتم توفير الطاقة 10 مرات إذا تم صهر الفولاذ ليس من الحديد الزهر (وهذا واحد من خام) ، ولكن من المعدن الخردة. يتم إنفاق طاقة أقل بثلاث مرات على إنتاج الزجاج من الأطباق المكسورة ، مقارنة بعملية تخميره من المواد الخام الأولية ؛
- تقليل الفاقد الحراري أثناء لامركزية إنتاج الكهرباء. وحدات CHP الصغيرة بسعة 100 kW إلى 10 MW ، الموجودة في الطوابق السفلية للمباني السكنية ، تسمح باستخدام الحرارة المهدرة للتدفئة. كتلة- CHPs تسبب تلوثًا طفيفًا للهواء ؛
- تحسين الهيكل الإقليمي للإنتاج وتقليل طول النقل: معالجة الخردة المعدنية دون النقل إلى مصانع التعدين ، واستبدال المخابز الكبيرة بمخابز صغيرة ، وعمالقة صناعة التخمير بمصانع جعة صغيرة ، إلخ.
توفير الطاقة في النقل.يمكن تحقيق مورد توفير الطاقة هذا عن طريق تخضير النقل البري (انظر 7.2) وزيادة كفاءة قاطرات الديزل والسفن ذات المحركات والقاطرات الكهربائية والطائرات ، إلخ.
توفير الطاقة في الزراعة.من الممكن إجراء تخفيض كبير في تكلفة الطاقة البشرية لكل وحدة من المنتجات الزراعية المنتجة. يمكن فتح إمكانات توفير الطاقة العالية من خلال:
- الاستخدام الكامل للإمكانيات البيولوجية الداخلية للنظم الإيكولوجية الزراعية (التثبيت البيولوجي للنيتروجين ، واستخدام الأسمدة العضوية ، واستخدام الغاز الحيوي المأخوذ من السماد الطبيعي لتدفئة مباني الماشية ، والزراعة الجافة ، وتربية سلالات حيوانية مقاومة للبرد ، وما إلى ذلك ، انظر 5.2) ؛
- استخدام آلات زراعية جديدة (أخف وزنا ، مع وحدات واسعة القطع ومعقدة ، مما يقلل من عدد مرات مرور الآلات عبر الحقل) ؛
- إدخال تقنيات موفرة للطاقة لزراعة التربة (بدون القوالب وبالأخص الحد الأدنى من الحرث) والمعالجة الأولية للمنتجات الزراعية (تجفيف الحبوب ، وتخزين الخضار والفواكه ، إلخ) ؛
- تقليل تكاليف النقل من خلال تقريب المزارع من الحقول ، ومعالجة وتخزين المنتجات الزراعية مباشرة في المزرعة.
توفير الطاقة في الإسكان والخدمات المجتمعية.يمكن توفير الكثير من الطاقة في المنزل ، حيث أن الشخص ينفق معظم طاقته على نظام دعم الحياة (طاقة الطعام لا تزيد عن 5-7٪). على سبيل المثال ، تنتج لمبة الفلورسنت 18 وات قدرًا من الضوء مثل المصباح المتوهج 75 وات. استبدال المصابيح المتوهجة بها سيقلل من استهلاك الكهرباء للإضاءة بنحو 4 مرات. بالإضافة إلى ذلك ، المصابيح الجديدة أكثر متانة بسبع مرات من المصابيح القديمة ، مما سيوفر الموارد أيضًا.
العزل الحراري للجدران ، حتى في المناطق الأكثر برودة ، سيقلل بشكل كبير من تكاليف الطاقة لتدفئة المنازل. بدلاً من الفرن ، يكفي وجود سخان كهربائي صغير. من الممكن من حيث المبدأ تقليل استهلاك الكهرباء بحوالي مرتين عند استخدام الثلاجات وأجهزة التلفزيون وما إلى ذلك. اليوم ، المعيار السويدي هو الأكثر صرامة ، والذي يسمح بمبنى فقد حرارة لا يزيد عن 50-60 كيلو واط ساعة / سنة لكل متر مربع ، وفي ألمانيا 200. من حيث المبدأ ، من الممكن تقليل عتبة فقدان الحرارة إلى 15 كيلو واط ساعة / سنة (Kondratiev ، 1998).
من الصعب حتى تخيل نوع وفورات الطاقة التي يمكن الحصول عليها من خلال القضاء على إهدار الحرارة في منازل الروس.
في الولايات المتحدة في عام 1972 ، كان متوسط الثلاجة يستخدم 3.36 واط / سنة ، ولكن في عام 1993 تم تخفيض المعيار إلى 1.16 واط / سنة. هذه القيمة في الدنمارك اليوم هي 0.45 ، ومن المخطط خفضها إلى 0.26 (Weizsäcker et al. ، 2000).
من المثير للاهتمام أنه في البلدان النامية ، حيث المصادر الرئيسية للطاقة غير تجارية (الخشب في المقام الأول) ، تثار مسألة تحسين تصميم المواقد المنزلية. مع الحرائق المفتوحة ، تكون كفاءة استخدام الطاقة 10٪ فقط ، ويسمح التصميم المغلق الأكثر كمالًا بزيادة الكفاءة بمقدار 2-3 مرات ، مما يساهم في الحفاظ على الغابات.
إمكانيات توفير الطاقة كبيرة جدًا ، والتي يمكن توضيحها في الجدول. 24 ، مما يدل على كثافة الطاقة في الناتج المحلي الإجمالي في بلدان مختلفة.
الجدول 24
مؤشرات كثافة الطاقة في الإنتاج (طن من المكافئ النفطي لكل 100 دولار من الناتج المحلي الإجمالي) في بعض دول العالم
توضح الأرقام الواردة في الجدول أن موارد توفير الطاقة كبيرة بشكل خاص في روسيا ، حيث يتم إنفاق 2-3 أضعاف الطاقة لكل وحدة من الناتج المحلي الإجمالي مقارنة بالدول المتقدمة.
أسئلة الاختبار
1. اذكر الطرق الرئيسية لتطوير توفير الطاقة في الصناعة.
2. ما هي احتياطيات توفير الطاقة المتوفرة في الزراعة؟
3. كيف يمكنك تقليل تكاليف الطاقة في الإسكان والخدمات المجتمعية؟
4. قارن بين كثافة الطاقة في الإنتاج في الاتحاد الروسي والبلدان المتقدمة.
خاتمة
ترافق تطور الحضارة مع زيادة في إمدادات الطاقة للإنسان. في الوقت الحاضر ، في المتوسط ، هناك 2 كيلوواط من الطاقة لكل ساكن على الأرض ، و 10 كيلوواط لكل ساكن في الولايات المتحدة. بشكل عام ، سيزداد إجمالي إنتاج الطاقة بشكل طفيف في المستقبل. لن تتجاوز الزيادة في استهلاك الطاقة في البلدان المتقدمة خلال العشرين عامًا القادمة 1.5٪ سنويًا ، وستكون أعلى مرتين في البلدان النامية. بعد ذلك ، من المتوقع أن يستقر استهلاك الطاقة بسبب الانتشار الواسع لتقنيات توفير الطاقة في الصناعة والزراعة والإسكان والخدمات المجتمعية والنقل.
في بداية القرن الحادي والعشرين ، سادت هندسة الطاقة الحرارية القائمة على استخدام النفط والفحم والغاز في قطاع الطاقة العالمي ، على الرغم من زيادة حصة الطاقة الكهرومائية والطاقة النووية في العقود الأخيرة ، والتي أصبحت مساهمتها اليوم تقريبًا نفس المبلغ ويصل إلى حوالي 7٪.
نظرًا لأن ناقلات الطاقة التي تشكل أساس هندسة الطاقة الحرارية قابلة للاستنفاد (خاصة النفط والغاز) ، فإن مساهمة هذه الصناعة في ميزانية الطاقة ستنخفض حتمًا. يمكن أن تتطور الطاقة التي تعتمد على الفحم ، والتي تكون احتياطياتها كبيرة جدًا ، إذا كان من الممكن تطوير تقنية للاستخدام الآمن التنافسي لهذا الوقود "المتسخ" ، بشكل أساسي من خلال التغويز تحت الأرض.
لقد استنفدت الطاقة المائية إمكانياتها إلى حد كبير ، وستستمر في التطور بشكل أساسي من خلال استخدام المجاري المائية الصغيرة. ما يصل إلى 10-30 ٪ على مدار قرن ، قد تزداد مساهمة الطاقة غير التقليدية القائمة على استخدام مصادر الطاقة المتجددة ، ولكن في السنوات الثلاثين القادمة من غير المرجح أن تتجاوز مساهمتها في ميزانية الطاقة العالمية 3 ٪ . هناك العديد من المشكلات الفنية التي تعيق تطوير الطاقة غير التقليدية ، وقبل كل شيء - الاستهلاك العالي للمواد. وبالتالي ، تتطلب توربينات الرياح كمية كبيرة من الألومنيوم ، وإنتاجها مكلف وغير آمن على البيئة ؛ ل SES - الكثير من الأسمنت والحديد ؛ للخلايا الشمسية - السيليكون النقي كيميائيا ، وهو مكلف للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن RES مشتتة ، هناك حاجة إلى مساحات كبيرة لتركيزها. أخيرًا ، المناطق التي يكون فيها استخدام الطاقة المتجددة ممكنًا بعيدة عن تلك المناطق التي سيتم استخدام الطاقة فيها. يثير هذا السؤال حول الحاجة إلى تقنيات جديدة لنقل الكهرباء لمسافات طويلة (على سبيل المثال ، من خلال أنابيب الهيدروجين).
الفرصة الحقيقية الوحيدة للتعويض عن الانخفاض في إنتاج الطاقة بواسطة هندسة الطاقة الحرارية هي تطوير الطاقة النووية. في هذه الحالة ، موارد الطاقة لا تنضب عمليًا ، ومحطات الطاقة مضغوطة ولا تلوث الغلاف الجوي بثاني أكسيد الكربون ، وحجم النفايات السائلة والصلبة صغير. ومع ذلك ، مع كل الوعد بالطاقة النووية ، فهي أخطر. طغت الكوارث التي وقعت في كيشتيم وتشرنوبيل على تاريخها.
ومع ذلك ، ليس أمام البشرية طريقة أخرى سوى تطوير الطاقة النووية ، وضمان سلامتها. كما تظهر تجربة فرنسا وبريطانيا العظمى واليابان ، فإن هذا ممكن تمامًا.
بالطبع ، سيكون الحفاظ على الطاقة أساس سياسة الطاقة في مجتمع SD.
حاليًا ، يتم إنتاج أكثر من 18٪ من الكهرباء المولدة في العالم عن طريق المفاعلات النووية ، والتي ، على عكس محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري ، لا تلوث الغلاف الجوي. الميزة التي لا جدال فيها للطاقة النووية هي تكلفتها ، وهي أقل من معظم أنواع محطات الطاقة الأخرى. وبحسب تقديرات مختلفة ، يوجد حوالي 440 مفاعل نووي في العالم بطاقة إجمالية تزيد عن 365 ألف ميغاواط ، منتشرة في أكثر من 30 دولة.
الطاقة النووية هي أحد المصادر الرئيسية لإمدادات الطاقة في العالم. في 2000-2005 تم تشغيل 30 مفاعلا جديدا. تتركز قدرات التوليد الرئيسية في أوروبا الغربية والولايات المتحدة الأمريكية.
لضمان المستويات المتوقعة لاستهلاك الكهرباء والحرارة في سيناريو الحد الأقصى للطلب ، من الضروري تشغيل قدرات توليد NPP حتى 6 جيجاوات في العقد الحالي (وحدة الطاقة 3 من كالينين NPP ، وحدة الطاقة 5 من Kursk NPP ، الطاقة الوحدة 2 من Volgodonsk NPP ، وحدات الطاقة 5 و 6 من Balakovo NPP ، وحدة الطاقة 4 من Beloyarsk NPP) وما لا يقل عن 15 جيجاوات حتى عام 2020 (مع مراعاة استنساخ وحدات الطاقة من الجيل الأول - 5.7 جيجاواط) ، مثل وكذلك ما يصل إلى 2 جيجاواط من NPP. نتيجة لذلك ، يجب زيادة إجمالي القدرة المركبة لمحطات الطاقة النووية في روسيا إلى 40 جيجاوات بمتوسط عامل قدرة يبلغ حوالي 85٪ (مستوى الدول الرائدة التي تمتلك طاقة نووية متطورة).
وفقًا لهذا ، فإن المهام الرئيسية لتطوير الطاقة النووية هي:
التحديث والتمديد لمدة تتراوح بين 10 و 20 عامًا من العمر التشغيلي لوحدات الطاقة الخاصة بمحطات الطاقة النووية العاملة ؛
زيادة كفاءة إنتاج الطاقة واستخدام طاقة NPP ؛
إنشاء مجمعات لمعالجة النفايات المشعة من محطات الطاقة النووية ونظام للتعامل مع الوقود النووي المشع ؛
| يتغيرون |
| ورقة |
| رقم المستند |
| التوقيع |
| التاريخ |
| ورقة |
| 2201.DP.02.00.000.PZ |
| يتغيرون |
| ورقة |
| رقم المستند |
| التوقيع |
| التاريخ |
| ورقة |
| 2201.DP.02.00.000.PZ |
إعادة إنتاج وحدات الطاقة المتقاعدة من الجيل الأول ، بما في ذلك من خلال التجديد بعد انتهاء عمرها التشغيلي الطويل (مع إنشاء الأعمال المتراكمة في الوقت المناسب) ؛
إعادة إنتاج موسعة للقدرات (يبلغ متوسط معدل النمو حوالي 1 جيجاوات في السنة) واحتياطيات البناء للفترات المستقبلية ؛
إتقان تقنيات المفاعلات المتقدمة (BN-800 ، VVER-1500 ، ATES ، إلخ) مع تطوير قاعدة وقود مناسبة.
من أهم العوامل في تطوير الطاقة النووية زيادة كفاءة توليد الطاقة في محطات الطاقة النووية من خلال خفض تكاليف إنتاج الوحدة (الاحتياطيات الداخلية) وتوسيع أسواق بيع محطات الطاقة النووية (الإمكانات الخارجية).
ل احتياطيات NPP الداخلية(حوالي 20٪ من إنتاج الطاقة) تشمل:
زيادة NIUM إلى 85 ٪ بمتوسط معدل نمو يصل إلى 2 ٪ سنويًا بسبب تقليل أوقات الإصلاح وزيادة فترة الإصلاح ، وإطالة دورات الوقود ، وتقليل عدد أعطال المعدات أثناء التحديث والتجديد ، والتي سيضمن توليد كهرباء إضافية عند تشغيل محطات الطاقة النووية بحوالي 20 مليار كيلوواط ساعة سنويًا (أي ما يعادل تشغيل السعة المركبة حتى 3 جيجاوات بتكاليف رأسمالية محددة تصل إلى 150 دولارًا أمريكيًا / كيلوواط) ؛
زيادة كفاءة وحدات الطاقة من خلال تحسين الخصائص والأنظمة التشغيلية مع توليد إضافي في محطات الطاقة النووية العاملة بأكثر من 7 مليار كيلووات ساعة في السنة (أي ما يعادل تشغيل 1 جيجاواط بتكاليف رأسمالية محددة تبلغ حوالي 200 دولار أمريكي / كيلوواط) ؛
خفض تكاليف الإنتاج ، بما في ذلك عن طريق تقليل استهلاك الطاقة للاحتياجات الخاصة (لتصميم قيم تبلغ حوالي 6٪) وتقليل عدد محدد من الموظفين.
الإمكانات الخارجية- التوسع في الأسواق القائمة وخلق أسواق جديدة لاستخدام الطاقة وقدرات محطات الطاقة النووية (أكثر من 20٪ من توليد الطاقة):
تطوير إنتاج الحرارة وإمدادات الحرارة (بما في ذلك إنشاء محطة للطاقة النووية) ، وتخزين الحرارة الكهربائية لتزويد المدن الكبيرة بالحرارة ، واستخدام النفايات الحرارية منخفضة الدرجة ؛
| يتغيرون |
| ورقة |
| رقم المستند |
| التوقيع |
| التاريخ |
| ورقة |
| 2201.DP.02.00.000.PZ |
تطوير إنتاج كثيف الطاقة للألمنيوم والغاز المسال والوقود الصناعي السائل والهيدروجين باستخدام الطاقة النووية.
إن تحقيق المعايير المحددة للتطوير الاستراتيجي لصناعة الطاقة النووية في روسيا ينص على تنفيذ ما يلي:
إمكانية تعظيم كفاءة محطات الطاقة النووية ، وإعادة إنتاج (تجديد) وتطوير محطات الطاقة النووية ؛
سياسة الاستثمار طويلة الأجل في قطاع الطاقة النووية للدولة في الاقتصاد ؛
مصادر وآليات فعالة لتوفير استثمارات كافية وفي الوقت المناسب.
تحدد استراتيجية تطوير الطاقة النووية الروسية في النصف الأول من القرن الحادي والعشرين الفرص المحتملة والمبادئ الأساسية والتوجهات للتطوير المرتقب لصناعة الطاقة النووية الروسية ، مع مراعاة قدرات قاعدة الوقود ، تمت الموافقة عليها في عام 2000 من قبل حكومة الاتحاد الروسي.
ترتبط آفاق تطوير الطاقة النووية على المدى الطويل بالإمكانية الحقيقية لتجديد موارد الوقود النووي وتجديدها دون فقدان القدرة التنافسية وأمان الطاقة النووية. تنص السياسة التكنولوجية القطاعية على إدخال تطوري في 2010-2030 لتقنية جديدة للطاقة النووية من الجيل الرابع تعتمد على المفاعلات السريعة ذات دورة الوقود النووي المغلقة ووقود اليورانيوم والبلوتونيوم ، مما يزيل القيود المفروضة على المواد الخام للوقود في المستقبل المنظور.
سيسمح تطوير الطاقة النووية بتحسين التوازن بين موارد الوقود والطاقة ، والحد من النمو في تكلفة الكهرباء والحرارة للمستهلكين ، كما سيسهم في النمو الفعال للاقتصاد والناتج المحلي الإجمالي ، وبناء الإمكانات التكنولوجية لل تطوير قطاع الطاقة على المدى الطويل بالاعتماد على محطات طاقة نووية آمنة وفعالة من حيث التكلفة.
| يتغيرون |
| ورقة |
| رقم المستند |
| التوقيع |
| التاريخ |
| ورقة |
| 2201.DP.02.00.000.PZ |
حتى لو كانت محطة الطاقة النووية تعمل بشكل مثالي وبدون أدنى عطل ، فإن تشغيلها يؤدي حتما إلى تراكم المواد المشعة. لذلك ، يتعين على الناس حل مشكلة خطيرة للغاية ، واسمها التخزين الآمن للنفايات.
تخلق نفايات أي صناعة ذات حجم إنتاج ضخم للطاقة والمنتجات والمواد المختلفة مشكلة كبيرة. يلهم تلوث البيئة والجو في أجزاء كثيرة من كوكبنا القلق والخوف. نحن نتحدث عن إمكانية الحفاظ على عالم الحيوان والنبات ليس في شكله الأصلي ، ولكن على الأقل في حدود المعايير البيئية الدنيا.
تتولد النفايات المشعة في جميع مراحل الدورة النووية تقريبًا. تتراكم في شكل مواد سائلة وصلبة وغازية بمستويات مختلفة من النشاط والتركيز. معظم النفايات منخفضة المستوى: المياه المستخدمة لتنظيف الغازات وأسطح المفاعل ، والقفازات والأحذية ، والأدوات الملوثة والمصابيح المحترقة من الغرف المشعة ، والمعدات المستهلكة ، والغبار ، ومرشحات الغاز ، وغير ذلك الكثير.
يتم تمرير الغازات والمياه الملوثة من خلال مرشحات خاصة حتى تصل إلى نقاء هواء الغلاف الجوي ومياه الشرب. يتم إعادة تدوير المرشحات التي أصبحت مشعة مع النفايات الصلبة. يتم خلطها مع الأسمنت وتحويلها إلى كتل أو سكبها في حاويات فولاذية مع البيتومين الساخن.
أصعب شيء للتحضير للتخزين طويل الأمد هو النفايات عالية المستوى. من الأفضل تحويل هذه "القمامة" إلى زجاج وسيراميك. للقيام بذلك ، يتم تكليس النفايات ودمجها مع المواد التي تشكل كتلة خزفية زجاجية. يُحسب أن الأمر سيستغرق 100 عام على الأقل لإذابة 1 مم من الطبقة السطحية لهذه الكتلة في الماء.
على عكس العديد من النفايات الكيميائية ، يتناقص خطر النفايات المشعة بمرور الوقت. معظم النظائر المشعة لها فترة
| يتغيرون |
| ورقة |
| رقم المستند |
| التوقيع |
| التاريخ |
| ورقة |
| 2201.DP.02.00.000.PZ |
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن النفايات عالية المستوى تنبعث منها كمية كبيرة من الحرارة لفترة طويلة. لذلك ، غالبًا ما يتم إزالتها إلى المناطق العميقة من قشرة الأرض. يتم إنشاء منطقة خاضعة للرقابة حول المستودع ، حيث يتم فرض قيود على الأنشطة البشرية ، بما في ذلك الحفر والتعدين.
تم اقتراح طريقة أخرى لحل مشكلة النفايات المشعة - لإرسالها إلى الفضاء. في الواقع ، كمية النفايات صغيرة ، لذلك يمكن إزالتها إلى مدارات فضائية لا تتقاطع مع مدار الأرض ، ويمكن القضاء على التلوث الإشعاعي بشكل دائم. ومع ذلك ، تم رفض هذا المسار بسبب خطر العودة غير المتوقعة لمركبة الإطلاق إلى الأرض في حالة حدوث أي أعطال.
في بعض البلدان ، يتم النظر بجدية في طريقة التخلص من النفايات المشعة الصلبة في المياه العميقة للمحيطات. هذه الطريقة تثير الإعجاب ببساطتها وكفاءتها. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة تثير اعتراضات جدية بناءً على الخصائص المسببة للتآكل لمياه البحر. هناك مخاوف من أن يؤدي التآكل إلى كسر سلامة الحاويات بسرعة ، وسوف تسقط المواد المشعة في الماء ، وسوف تنشر التيارات البحرية النشاط عبر البحر.
لا يصاحب تشغيل محطة للطاقة النووية خطر التلوث الإشعاعي فحسب ، بل وأيضًا أنواع أخرى من التأثيرات البيئية. التأثير الرئيسي حراري. إنه أعلى بمقدار مرة ونصف إلى مرتين من محطات الطاقة الحرارية.
أثناء تشغيل محطات الطاقة النووية ، يصبح من الضروري تبريد بخار العادم. إن أبسط طريقة هي التبريد بالمياه من نهر أو بحيرة أو بحر أو برك مشيدة خصيصًا. يعود الماء المسخن من 5-15 درجة مئوية إلى نفس المصدر مرة أخرى. لكن هذه الطريقة تحمل في طياتها خطر التدهور البيئي في البيئة المائية في موقع محطة الطاقة النووية.
| يتغيرون |
| ورقة |
| رقم المستند |
| التوقيع |
| التاريخ |
| ورقة |
| 2201.DP.02.00.000.PZ |
في السنوات الأخيرة ، تم استخدام نظام بخار الماء المبرد بالهواء. في هذه الحالة ، لا يوجد فقدان للمياه ، وهو الأكثر ملاءمة للبيئة. ومع ذلك ، فإن مثل هذا النظام لا يعمل في درجات حرارة محيطة متوسطة عالية. بالإضافة إلى ذلك ، تزداد تكلفة الكهرباء بشكل كبير.
خاتمة
تعد مشكلة الطاقة من أهم المشكلات التي يتعين على البشرية حلها اليوم. أصبحت إنجازات العلم والتكنولوجيا كوسيلة للاتصال الفوري والنقل السريع واستكشاف الفضاء مألوفة بالفعل. لكن كل هذا يتطلب إنفاقًا ضخمًا للطاقة. أدى النمو الحاد في إنتاج واستهلاك الطاقة إلى ظهور مشكلة حادة جديدة تتمثل في تلوث البيئة ، مما يشكل خطراً جسيماً على البشرية.
سوف تنمو احتياجات الطاقة العالمية بسرعة في العقود القادمة. لن يتمكن أي مصدر من مصادر الطاقة من توفيرها ، لذلك من الضروري تطوير جميع مصادر الطاقة واستخدام موارد الطاقة بكفاءة.
في المرحلة التالية من تطوير الطاقة (العقود الأولى من القرن الحادي والعشرين) ، ستظل طاقة الفحم والطاقة النووية ذات المفاعلات النيوترونية الحرارية والسريعة الأكثر واعدة. ومع ذلك ، يمكن للمرء أن يأمل ألا تتوقف البشرية عن طريق التقدم المرتبط باستهلاك الطاقة بكميات متزايدة باستمرار.
فهرس
1) كيسلر "الطاقة النووية" موسكو: Energoizdat ، 1986
2) H. Margulova "الطاقة النووية اليوم وغدا" موسكو: المدرسة العليا ، 1989
3) J. Collier، J.Hewitt "Introduction to Nuclear Power" Moscow: Energoatomizdat، 1989
| يتغيرون |
| ورقة |
| رقم المستند |
| التوقيع |
| التاريخ |
| ورقة |
| 2201.DP.02.00.000.PZ |
© 2015-2019 الموقع
جميع الحقوق تنتمي إلى مؤلفيها. لا يدعي هذا الموقع حقوق التأليف ، ولكنه يوفر الاستخدام المجاني.
تاريخ إنشاء الصفحة: 2016-04-11
حوَّل الحادث الذي وقع في محطة فوكوشيما 1 للطاقة النووية أنظار العالم بأسره إلى قضايا السلامة النووية. ارتفعت موجة الاحتجاجات ضد استخدام محطات الطاقة النووية في أوروبا ، واندلعت مظاهرات مناهضة للطاقة النووية في ألمانيا وفرنسا وإيطاليا. في كثير من البلدان ، تم تعليق مشاريع تطوير محطات الطاقة النووية. أعلنت ألمانيا إغلاق سبع محطات كانت قيد التشغيل قبل عام 1980 ، فضلا عن تعليق مؤقت لتمديد عمر محطة الطاقة النووية. قررت سويسرا وجمهورية كوريا والهند والصين إعادة الموافقة على مشاريع لتطوير محطات الطاقة النووية الخاصة بها.
باعتبارها كارثة نووية كبرى في الخمسين عامًا الماضية ، وهي الثانية بعد حادث تشيرنوبيل ، ألقت حادثة فوكوشيما -1 بظلالها على تطور الطاقة النووية العالمية ، كما جعلت الناس يتساءلون: كيف سيتطور مسار مصادر الطاقة الجديدة في المستقبل؟
إحياء الطاقة النووية لتخفيف الضغط عن إمدادات الطاقة العالمية والتغير المناخي
على المستوى العالمي ، اليوم 13-15٪ من إمدادات الكهرباء تأتي من الطاقة النووية. الدول الرئيسية المستهلكة للطاقة أكثر اعتمادًا على الطاقة النووية ، ونصيبها هو: فرنسا - 77٪ ، جمهورية كوريا - 38٪ ، ألمانيا - 32٪ ، اليابان - 30٪ ، الولايات المتحدة الأمريكية - 20٪ ، بريطانيا العظمى - 20٪ وروسيا - ستة عشر في المائة. بالمقارنة مع هذه البلدان ، فإن حصة الطاقة النووية في مزيج الطاقة الإجمالي في الصين صغيرة. حتى مارس 2011 ، تم تشغيل 13 محطة فقط في أراضي جمهورية الصين الشعبية ، والتي تمثل ، من حيث السعة المركبة ، حوالي 1.8 ٪ من الإجمالي.
القوة الدافعة الرئيسية لتطوير الطاقة النووية هي تأمين إمدادات الطاقة ، والاستجابة لتغير المناخ ، والحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. يُنظر إلى الطاقة النووية على أنها بديل ممتاز للوقود الأحفوري ، فضلاً عن كونها وسيلة مهمة لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري على نطاق واسع.
في هذا الصدد ، على الرغم من أن الحوادث التي وقعت في تشيرنوبيل وجزيرة ثري مايل في وقت واحد تسببت في توقف بناء محطات للطاقة النووية في جميع أنحاء العالم لعدة عقود ، نظرًا لأن الطلب الآن على مصادر الطاقة يتزايد باستمرار ، فإن المهمة العاجلة هي تقليل الاحتباس الحراري انبعاثات الغازات ، الاتجاه السائد اليوم هو تطوير مصادر جديدة للطاقة ، بما في ذلك الطاقة النووية ، ولن تتغير بسبب الحوادث العشوائية. بعد الحادث الذي وقع في محطة فوكوشيما 1 للطاقة النووية ، أعلنت الولايات المتحدة وفرنسا وبريطانيا العظمى ودول أخرى بوضوح أنها لن تتخلى عن تطوير الطاقة النووية بسبب ما حدث.
مصادر الطاقة المتجددة: لا توجد بدائل جيدة للطاقة النووية حتى الآن
وفقًا لتقرير "اتجاهات الاستثمار في تنمية مصادر الطاقة المستدامة في عام 2010" الصادر عن برنامج الأمم المتحدة للبيئة ، في عام 2009 ، شكلت مصادر الطاقة المتجددة 18٪ من الإجمالي في العالم ، بما في ذلك الطاقة الكهرومائية التي تحتلها 15٪ ، وطاقة الرياح ، والطاقة الشمسية ، والكتلة الحيوية. - 3٪. في الصين في عام 2009 ، كانت طاقة الفحم 75٪ ، والطاقة الكهرومائية 22.5٪ ، وكانت حصة طاقة الرياح والطاقة الشمسية وطاقة الكتلة الحيوية أقل من 1٪. إن تطوير أنواع مختلفة من مصادر الطاقة المتجددة له حدوده حتى يتم العثور على بديل جيد للطاقة النووية.
الطاقة المائية هي أكثر تقنيات الطاقة المتجددة نضجًا وتستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. في الوقت الحاضر ، يتم استكشاف موارد المياه والطاقة في البلدان المتقدمة في الغالب ، ولا يُتوقع حدوث نمو في إمكانات الطاقة الكهرومائية. يتركز بناء محطات الطاقة الكهرومائية بشكل رئيسي في البلدان النامية. تحدد الخطة الخمسية الثانية عشرة للصين أيضًا هدف التنمية واسعة النطاق للطاقة الكهرومائية. وفقًا لخبراء المنطقة ، في السنوات الخمس المقبلة ، ستكمل جمهورية الصين الشعبية سنويًا بناء محطة طاقة كهرومائية مماثلة في Sanxia ، وبهذه الطريقة فقط ستكون الدولة قادرة على تحقيق أهدافها. مع التباطؤ في تطوير الطاقة النووية ، سيكون من الضروري تسريع تطوير الطاقة الكهرومائية ، وهي مهمة صعبة. من وجهة نظر المدى الطويل ، هناك مشكلة مع نقص الموارد المائية في البلدان النامية ، والجدل الكبير هو المشاكل المرتبطة بالتلوث البيئي والأضرار البيئية نتيجة إنشاء محطات الطاقة الكهرومائية.
يمكن أن يخضع استخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية بسهولة للقيود المتعلقة بالعوامل الجغرافية والمناخ. في بعض البلدان ذات الظروف الجغرافية والمناخية المواتية ، حيث يوجد طلب ضئيل على ناقلات الطاقة ، يمكن أن تصبح طاقة الرياح والطاقة الشمسية المصادر الرئيسية للطاقة. ومع ذلك ، بالنسبة للبلدان الكبيرة المستهلكة للطاقة ، فمن الأنسب استخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية في مناطق معينة ذات موقع ومناخ جغرافي مناسبين ، وبالتالي تشكيل نظام لتوزيع إمدادات الطاقة.
لا تخضع طاقة الكتلة الحيوية للقيود الجغرافية والمناخية ، ولكن هناك مشاكل أخرى تتعلق بنقص الموارد البيولوجية ونوعيتها الرديئة.
الطاقة النووية: تعزيز تطوير صناعات استراتيجية جديدة
بالإضافة إلى ضمان إمداد ناقلات الطاقة ، فإن الطاقة النووية لها تأثير محفز ملحوظ على المستوى الصناعي العام للدولة. إن القوى النووية في العالم هي بلا شك دول صناعية. يتطلب تطوير الطاقة النووية استثمارات ضخمة وتقنيات عالية تشهد على القوة المعقدة والقدرات الإستراتيجية للدولة. إلى حد ما ، فإن وجود صناعة طاقة نووية كبيرة ومتقدمة يعني دخول البلاد في نادي القوى العالمية.
الطاقة النووية هي صناعة تركز على التكنولوجيا والمال ، وتؤثر على تطوير عشرات الصناعات الأخرى ، بما في ذلك الميكانيكا ، والمعادن ، والإلكترونيات ، والكيمياء ، والأجهزة ، والأدوات والمواد. في هذا الصدد ، فإن تطوير الطاقة النووية المتقدمة ينطوي على تفعيل أفضل التقنيات للصناعات الأخرى ، ورفع المستوى التقني والمبتكر للدولة بشكل شامل ، ويساهم في زيادة مستوى الإنتاج الصناعي ، وبالتالي تحفيز التحديث الصناعي والتطوير. الصناعات الاستراتيجية الجديدة.
في الوقت الحاضر ، دخل العالم بالفعل في عصر الابتكار والنهضة الصناعية ، ويتم إعادة تشكيل سلسلة الإنتاج في الاقتصاد العالمي. من ناحية أخرى ، من أجل الخروج من الأزمة المالية العالمية في أقرب وقت ممكن ، تعمل الدول الرئيسية في العالم على تطوير صناعات ذات طبيعة استراتيجية ، والبحث عن ركائز علمية وتقنية جديدة لتعزيز النمو الاقتصادي ؛ من ناحية أخرى ، مع دخولنا القرن الحادي والعشرين ، تظهر الطاقة النووية أيضًا علامات على الابتكارات العلمية والتكنولوجية الكبرى ، مثل بناء الجيل الثالث من محطات الطاقة النووية ، ومن المتوقع أن تدخل التقنيات النووية من الجيل الرابع في مجال التجارة. المرحلة بحلول عام 2030. في هذا الصدد ، تعمل الدول الرئيسية في العالم على تعزيز تطوير الطاقة النووية ، وبالتالي تحفيز الابتكار العلمي والتكنولوجي في البلاد ، وزيادة مستوى إنتاج المعدات ، والتركيز أيضًا على تحقيق النمو الاقتصادي في المستقبل.
الاتجاه المستقبلي: طاقة نووية أكثر أمانًا
لن يغير الحادث الذي وقع في محطة فوكوشيما 1 للطاقة النووية الاتجاهات المستقبلية في تطوير الطاقة النووية. في الوقت نفسه ، تعلمت البشرية درسًا من المأساة التي حدثت: من الضروري إيلاء المزيد من الاهتمام للسلامة النووية ، وكذلك تعزيز تجديد التقنيات. أدى الحادث الذي وقع في محطة فوكوشيما 1 للطاقة النووية إلى تسريع إغلاق محطات الطاقة القديمة في بلدان مختلفة ، كما شجع على استخدام تقنيات الجيل الثالث النووية المتقدمة والآمنة. تم رفع معايير الأمان في محطات الطاقة النووية بشكل شامل. بعد الكارثة في اليابان ، أعطيت محطات الطاقة النووية في العالم متطلبات أمان أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، تم تعزيز السيطرة على السلامة في محطات الطاقة النووية ، وتم اختيار موقع لتشييد المحطات بعناية. على سبيل المثال ، سيتم مراجعة مشاريع بناء محطات للطاقة النووية في هونان وتشونغتشينغ وشانشي وقانسو وغيرها من الأماكن التي تقع في مناطق خطرة بالزلازل. -حول-
استضافت الأكاديمية الروسية للعلوم مؤتمرا دوليا علميا وتقنيا بعنوان "تطوير الطاقة النووية بالاعتماد على مفاعلات نيوترونية سريعة ذات دورة وقود مغلقة" ، نظمته وكالة Rosenergoatom بدعم من الوكالة الفيدرالية للطاقة الذرية والوكالة الدولية للطاقة الذرية والأكاديمية الروسية العلوم.
حضر المنتدى حوالي 200 شخص - أعضاء مجلس الاتحاد ، ونواب مجلس الدوما في الاتحاد الروسي ، وممثلو معاهد البحوث ، ومكاتب التصميم ، والشركات الصناعية ، ووسائل الإعلام ، والجمعيات والمنظمات العامة ، والضيوف الأجانب من فرنسا والهند. وأوكرانيا.
ألقى نائب رئيس الأكاديمية الروسية للعلوم ، الأكاديمي NP Laverov ، عضو لجنة الطاقة والنقل والاتصالات في مجلس دوما الدولة VS Opekunov ، كلمات ترحيب في المؤتمر. ووصفوا النطاق العام للمشاكل التي يتعين حلها في السنوات القادمة ، فيما يتعلق بتطوير الطاقة النووية ، وتخزين المواد الخام المشعة ، والنفايات المشعة ، وتحسين التقنيات لإنشاء وتشغيل مفاعلات نيوترونية سريعة ، وتطوير أنواع جديدة من الوقود النووي.
أوبيكونوف: "للمرة الأولى ، تتضمن الميزانية الروسية بندًا لتمويل بناء وحدة الطاقة BN-800 بمبلغ مليار روبل ، وخلال العام المقبل ، مع تعديلات الميزانية ، يمكن لهذا الرقم من المهم أن أيديولوجية "الصيام" ليس فقط نواب دوما الدولة ، بل الكتلة الحكومية أيضا كانت مشبعة بالطاقة ".
لمدة يومين ، استمع المشاركون في المنتدى إلى أكثر من 20 تقريرًا. وهكذا ، أشار رئيس قسم Rosatom ، V. I. Rachkov ، إلى أن الصناعة التي يمثلها هي الأكثر تطورًا ديناميكيًا. بالعودة إلى عام 2000 ، تم التغلب على أزمة التسعينيات - لأول مرة منذ انهيار الاتحاد السوفيتي ، تجاوز توليد الكهرباء في محطات الطاقة النووية الحد الأقصى لمستوى ما قبل البيريسترويكا. نمو الطلب عليه في 1999 - 2004. في روسيا (بمتوسط 17 مليار كيلوواط ساعة في السنة) تم توفيرها بمقدار النصف عن طريق زيادة توليد الطاقة من محطات الطاقة النووية بمعدل حوالي 9 مليار كيلوواط ساعة سنويًا (سنويًا - 5٪).
ومع ذلك ، فإن هذه الديناميكيات لا تلبي المتطلبات الرئيسية في ذلك الوقت - زيادة كثافة الطاقة وتقليل احتياطيات المواد الخام الهيدروكربونية المستكشفة ، والحاجة إلى الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. الطاقة النووية لا تعتمد على حدود توافر المواد الخام ومستوى التلوث البيئي. بعد كل شيء ، هناك خيارات للتطوير المتقدم للتقنيات "السريعة" بدورة وقود مغلقة. أعطى المتحدث توقعًا لتطوير صناعة الطاقة الكهربائية الروسية حتى عام 2020 - وفقًا لذلك ، ستزيد حصة مكونها النووي إلى 23 ٪. سيتم تنفيذ نمو هذا الأخير من خلال إدخال مشاريع مبتكرة واعدة تعتمد على VVER-1000 و VVER-1500 ، بالإضافة إلى محطات الطاقة النووية المصممة للإنتاج المشترك للكهرباء والحرارة في مناطق مختلفة من بلدنا. مع تحسين المفاعلات السريعة ، من المخطط الانتقال تدريجياً إلى مستوى جديد نوعيًا من التقنيات التي تضمن أمانًا موثوقًا واستخدامًا فعالًا للوقود والتعامل الصحيح مع النفايات المشعة.
المتحدثون في المؤتمر في لقاء مع الصحفيين (من اليسار إلى اليمين): أعضاء مجلس دوما الدولة في الاتحاد الروسي V.
مفاعل نيوتروني سريع.
منشآت المفاعل لسفن البحرية.
المفاعلات عالية الحرارة المبردة بالغاز.
وفي حديثه عن تمويل صناعة الطاقة النووية الروسية ، ذكر راشكوف ، على وجه الخصوص ، أن الحاجة لاستثماراتها بحلول عام 2020 ستصل إلى 32 مليار دولار. مصدرها الرئيسي اليوم هو الأموال الخاصة للشركات. في رأيه ، نحن للأسف لا نملك آلية متطورة لجذب رؤوس الأموال إلى الصناعة. من الممكن أن يتم استنفاد احتياطياتها الخاصة قريبًا.
ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار الأزمة العالمية للموارد الحرارية ، فإن الموقف تجاه محطات الطاقة النووية يتغير بشكل كبير. وأشار المتحدث إلى الوزير الأمريكي س. بودمان ، الذي يعتقد أن مشاكل التحول إلى طاقة الهيدروجين وإنتاج غاز الهيدروجين من الماء يتم حلها الآن. أما بالنسبة لروسيا فهي بحاجة إلى خمسة أضعاف قدرة محطات الطاقة النووية وإنتاج ما لا يقل عن 50٪ من الهيدروجين منها.
استمع المشاركون في المؤتمر باهتمام كبير إلى تقرير نائب رئيس معهد كورتشاتوف الأكاديمي ن. وأشار إلى أنه من بين التقنيات "السريعة" اليوم ، تعد المفاعلات المدعومة بالصوديوم هي الأكثر تقدمًا ، حيث استثمر بلدنا في تطويرها ، مع مراعاة تراكم ما قبل البيريسترويكا ، وهو 10 مليارات دولار. وأنشأت كليات التصميم والهندسة ذات الصلة ، بالإضافة إلى قاعدة تجريبية فريدة.
يعتبر المفاعل السريع BN-600 حاليًا الجهاز الوحيد الذي يتم تشغيله بنجاح في العالم ، وتتمثل الميزة في أنه يتحمل العبء العلمي والتكنولوجي الرئيسي لتحسين الطاقة النووية. وشدد المتحدث على أن الأخير يجب أن يُفهم على أنه مجموعة كاملة من الأنشطة ، وجميع روابطها - من استخراج المواد الخام إلى التخلص من النفايات المشعة ، فضلاً عن دورة الحياة الكاملة لمحطات الطاقة النووية - من تطويرها إلى إيقاف التشغيل .
ولفت العالم الانتباه إلى حقيقة أن البلاد ستواجه حتما موارد محدودة من اليورانيوم الرخيص. وبعد ذلك سيكون من الضروري إدراك إمكانيات الطاقة النووية في إغلاق دورة الوقود ، وحرق البلوتونيوم ، ومن ثم في توسيع تكاثر الوقود ، باستخدام اليورانيوم والثوريوم كوقود. مع إدخال التقنيات المبتكرة ، يمكن إزالة مشكلة المواد الخام تمامًا.
استكمل عدد من المتخصصين الروس والأجانب بشكل كبير المحادثة حول أهمية تطوير وإنشاء مفاعلات نيوترونية سريعة بدورة وقود مغلقة لتطوير الطاقة النووية.
I. KISELEV ، A. KUZNETSOV
في الوقت الحاضر ، من بين 15 محطة للطاقة النووية تم بناؤها في الاتحاد السوفياتي ، توجد 9 منها على أراضي روسيا ؛ القدرة المركبة لوحدات الطاقة 29 الخاصة بهم هي 21.242 ميغاواط. من بين وحدات الطاقة العاملة ، 13 لديها مفاعل VVER الوعاء (مفاعل طاقة الماء المضغوط ، تقع المنطقة النشطة في علبة معدنية أو خرسانية مسبقة الإجهاد ، مصممة للضغط الكامل لمبرد المبرد) ، 11 مفاعل قناة بلوك RMBC- 1000 (RMBC - مفاعل الجرافيت والماء ، يتدفق المبرد في هذا المفاعل عبر الأنابيب مع عناصر وقود بداخلها) ، 4 وحدات - جنيه مصري (مفاعل قناة الجرافيت المائي مع سائل التبريد المغلي) 12 ميجاوات لكل منها مثبتة في Bilibino APEC ووحدة طاقة أخرى مزود بمفاعل BN-600 على نيوترونات سريعة. وتجدر الإشارة إلى أن الأسطول الرئيسي لأحدث جيل من المفاعلات المضغوطة كان موجودًا في أوكرانيا (10 وحدات VVER-1000 ووحدتان VVER-440).
وحدات طاقة جديدة.
بدأ بناء جيل جديد من وحدات مفاعلات الماء المضغوط هذا العقد. ستكون أولى هذه الوحدات VVER-640 ، حيث يأخذ تصميمها ومعلماتها في الاعتبار الخبرة المحلية والدولية ، بالإضافة إلى الوحدات التي تحتوي على مفاعل VVER-1000 محسّن مع مؤشرات أمان محسّنة بشكل ملحوظ. توجد وحدات الطاقة الرئيسية VVER-640 في مواقع Sosnovy Bor و Leningrad Region و Kola NPP ، وعلى أساس VVER-1000 - في موقع Novovoronezh NPP.
كما تم تطوير تصميم لمفاعل وعاء الطاقة المتوسطة VPBER-600 بتصميم متكامل. يمكن بناء محطات الطاقة النووية بمثل هذه المفاعلات بعد ذلك بقليل.
ستلبي أنواع المعدات المذكورة ، شريطة أن يتم تنفيذ جميع الأعمال البحثية والتجريبية في الوقت المناسب ، الاحتياجات الأساسية لصناعة الطاقة النووية لفترة 15-20 سنة المتوقعة.
هناك مقترحات لمواصلة العمل على مفاعلات قناة الجرافيت المائية ، والتحول إلى طاقة كهربائية تبلغ 800 ميغاوات وإنشاء مفاعل ليس أدنى من مفاعل VVER من حيث السلامة. يمكن لمثل هذه المفاعلات أن تحل محل مفاعلات RBMK الحالية. في المستقبل ، من الممكن بناء وحدات طاقة بمفاعلات نيوترونية سريعة حديثة وآمنة من طراز BN-800. يمكن أيضًا استخدام هذه المفاعلات لإشراك البلوتونيوم المستخدم في إنتاج الطاقة والأسلحة في دورة الوقود ، لتطوير تقنيات لحرق الأكتينيدات (العناصر المعدنية المشعة ، وجميع نظائرها مشعة).
آفاق تطوير الطاقة النووية.
عند النظر في مسألة آفاق الطاقة النووية في القريب (حتى نهاية القرن) والمستقبل البعيد ، من الضروري مراعاة تأثير العديد من العوامل: الحد من احتياطيات اليورانيوم الطبيعي ، التكلفة العالية لرأس المال بناء محطات الطاقة النووية مقارنة بمحطات الطاقة الحرارية ، والرأي العام السلبي ، مما أدى إلى اعتماد في عدد من دول الولايات المتحدة وألمانيا والسويد وإيطاليا) قوانين تقيد الحق في استخدام عدد من التقنيات للطاقة النووية (ل على سبيل المثال ، استخدام البلوتونيوم ، وما إلى ذلك) ، مما أدى إلى تقليص إنشاء مرافق جديدة والسحب التدريجي للمنشآت المستهلكة دون استبدالها بأخرى جديدة. في الوقت نفسه ، وجود مخزون كبير من اليورانيوم المستخرج والمخصب بالفعل ، وكذلك اليورانيوم والبلوتونيوم المنطلق أثناء تفكيك الرؤوس الحربية النووية ، وتوافر تقنيات التربية الموسعة (حيث يحتوي الوقود الذي تم تفريغه من المفاعل على المزيد من النظائر الانشطارية من تم تحميله) إزالة مشكلة الحد من احتياطيات اليورانيوم الطبيعي ، وزيادة إمكانيات الطاقة النووية حتى 200-300 Q. وهذا يتجاوز موارد الوقود العضوي ويجعل من الممكن تشكيل أساس الطاقة العالمية لمدة 200-300 سنة قادمة .
لكن تقنيات التكاثر الموسعة (على وجه الخصوص ، مفاعلات التوليد السريع للنيوترونات) لم تنتقل إلى مرحلة الإنتاج الضخم بسبب التراكم في مجال إعادة المعالجة وإعادة التدوير (استخراج اليورانيوم والبلوتونيوم "المفيد" من الوقود المستهلك). وتستخدم أكثر مفاعلات النيوترونات الحرارية الحديثة شيوعًا في العالم 0.50.6٪ فقط من اليورانيوم (بشكل أساسي النظير الانشطاري U238 ، الذي يبلغ تركيزه في اليورانيوم الطبيعي 0.7٪). مع مثل هذه الكفاءة المنخفضة لاستخدام اليورانيوم ، تقدر إمكانات الطاقة النووية بـ 35 س فقط. على الرغم من أن هذا قد يكون مقبولاً للمجتمع العالمي على المدى القصير ، بالنظر إلى العلاقة القائمة بالفعل بين الطاقة النووية والتقليدية وتحديد النمو معدل محطات الطاقة النووية حول العالم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تقنية الاستنساخ الموسع تعطي عبئًا بيئيًا إضافيًا كبيرًا. اليوم ، من الواضح تمامًا للمختصين أن الطاقة النووية هي ، من حيث المبدأ ، المصدر الوحيد الحقيقي والهام للكهرباء للبشرية على المدى الطويل ، والذي لا يسبب ظواهر سلبية على كوكب الأرض مثل ظاهرة الاحتباس الحراري والأمطار الحمضية وما إلى ذلك. . كما تعلمون ، اليوم ، الطاقة القائمة على الوقود الأحفوري ، أي احتراق الفحم والنفط والغاز ، هي أساس إنتاج الكهرباء في العالم. والرغبة في الحفاظ على الوقود الأحفوري ، وهو أيضًا مواد خام ثمينة ، واجب لوضع حدود لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون ؛ أو خفض مستواها والاحتمالات المحدودة للاستخدام على نطاق واسع لمصادر الطاقة المتجددة تشير جميعها إلى الحاجة إلى زيادة مساهمة الطاقة النووية.
بالنظر إلى كل ما سبق ، يمكننا أن نستنتج أن آفاق تطوير الطاقة النووية في العالم ستكون مختلفة باختلاف المناطق والبلدان الفردية ، بناءً على الاحتياجات والكهرباء ، وحجم المنطقة ، وتوافر احتياطيات الوقود الأحفوري ، وإمكانية جذب الموارد المالية لبناء وتشغيل مثل هذه التكنولوجيا باهظة الثمن إلى حد ما ، وتأثير الرأي العام في بلد معين ، وعدد من الأسباب الأخرى.
سننظر بشكل منفصل في آفاق الطاقة النووية في روسيا. يغطي مجمع البحث والإنتاج المغلق للمؤسسات ذات الصلة بالتكنولوجيا التي تم إنشاؤها في روسيا جميع المجالات اللازمة لعمل الصناعة النووية ، بما في ذلك تعدين ومعالجة الخامات ، والمعادن ، والكيمياء والكيمياء الإشعاعية ، وصناعة الآلات والأدوات ، وإمكانات البناء. الإمكانات العلمية والهندسية للصناعة فريدة من نوعها. تتيح الإمكانات الصناعية والمواد الخام لهذه الصناعة بالفعل ضمان تشغيل محطات الطاقة النووية في روسيا ورابطة الدول المستقلة لسنوات عديدة قادمة ، بالإضافة إلى ذلك ، من المخطط العمل لإشراك اليورانيوم والبلوتونيوم المتراكمين في صناعة الأسلحة في دورة الوقود. يمكن لروسيا تصدير اليورانيوم الطبيعي والمخصب إلى السوق العالمية ، بالنظر إلى أن مستوى تكنولوجيا تعدين اليورانيوم ومعالجته في بعض المناطق يتجاوز المستوى العالمي ، مما يجعل من الممكن الاحتفاظ بمكانة في سوق اليورانيوم العالمي في مواجهة المنافسة العالمية.
لكن مواصلة تطوير الصناعة دون عودة ثقة الجمهور بها أمر مستحيل. للقيام بذلك ، على أساس انفتاح الصناعة ، من الضروري تكوين رأي عام إيجابي وضمان إمكانية التشغيل الآمن لمحطات الطاقة النووية الخاضعة لسيطرة الوكالة الدولية للطاقة الذرية. مع الأخذ في الاعتبار الصعوبات الاقتصادية لروسيا ، ستركز الصناعة قريبًا على التشغيل الآمن للقدرات الحالية مع الاستبدال التدريجي للوحدات المستهلكة من الجيل الأول بأحدث المفاعلات الروسية (VVER-1000 ، 500 ، 600) ، و ستحدث زيادة طفيفة في السعات نتيجة لاستكمال بناء المحطات التي بدأت بالفعل. على المدى الطويل ، من المرجح أن تزيد روسيا من قدرتها في الانتقال إلى محطات الطاقة النووية للأجيال الجديدة ، والتي سيضمن مستوى الأمان والأداء الاقتصادي لها التنمية المستدامة للصناعة في المستقبل.
في حوار مؤيدي ومعارضي الطاقة النووية ، هناك حاجة إلى معلومات كاملة ودقيقة عن الوضع في الصناعة في كل من دولة منفصلة وفي العالم ، وهناك حاجة إلى تنبؤات قائمة على أساس علمي بشأن التنمية والطلب على الطاقة النووية. فقط على طريق الانفتاح والوعي يمكن تحقيق نتائج مقبولة. توفر أكثر من 400 وحدة حول العالم (وفقًا لنظام معلومات الوكالة الدولية للطاقة الذرية لمفاعلات الطاقة في نهاية عام 1994 ، 432 محطة طاقة نووية بسعة إجمالية تبلغ حوالي 340 جيجاوات تعمل في 30 دولة) توفر حصة كبيرة من احتياجات الطاقة للمجتمع . يعمل ملايين الأشخاص في العالم على استخراج اليورانيوم وتخصيبه وإنشاء المعدات وبناء محطات الطاقة النووية ، ويعمل عشرات الآلاف من العلماء في هذه الصناعة. هذا هو أحد أقوى فروع الصناعة الحديثة ، والذي أصبح بالفعل جزءًا لا يتجزأ منها. وعلى الرغم من أن صعود الطاقة النووية يفسح المجال الآن لفترة من استقرار القدرات ، بالنظر إلى المناصب التي اكتسبتها الطاقة النووية على مدى 40 عامًا ، فهناك أمل في أن تتمكن من الحفاظ على حصتها في إنتاج الكهرباء العالمي على المدى الطويل إلى حد ما ، حتى يتم تشكيل رؤية موحدة في المجتمع الدولي حول الحاجة وحجم استخدام الطاقة النووية في العالم.
فهرس :
1. "الطاقة النووية في سيناريوهات الطاقة البديلة" الطاقة 1997 رقم 4
2. "بعض الجوانب الاقتصادية للتطور الحديث للطاقة النووية" نشرة جامعة موسكو الحكومية 1997 رقم 1
3. "حالة وآفاق تطوير صناعة الطاقة الكهربائية في روسيا" بيكي 1997 رقم 8
4. الحياة الدولية 1997 رقم 5 ، رقم 6
القرن الخامس 1996 رقم 18 ، رقم 13
6. Nezavisimaya Gazeta 01/30/97
8. "استراتيجية الطاقة النووية" الحياة الدولية 1997 رقم 7
9 "آفاق الطاقة النووية في روسيا" يونيو 1995