Атомная энергетика в России на рубеже 1990-2000 годов

№93-1,

технические науки

В статье раскрыты основные аспекты атомной энергетики в России на рубеже 1990-2000 годов. Выявлены проблемы строительства новых, вывода старых атомных электростанций из работы и утилизации отходов атомного производства.

Похожие материалы

К началу 1992 г. на территории бывшего СССР действовало 45 ядерных энергоблоков на 15 АЭС общей мощностью 36,6 ГВт. Большая часть из них (29 блоков на 9 станциях общей мощностью более 21 ГВт) находилось в России, для которой доля электроэнергии, производимой на атомных станциях, составляла примерно 11%. Однако неравномерность размещения ядерно-энергетического потенциала такова, что в ряде ее регионов роль АЭС велика, например, в районе Санкт-Петербурга и на Кольском полуострове на АЭС производится больше 50% энергии. Со временем предусматривалось «выравнивание» этого потенциала, но Чернобыльская катастрофа сформировала стойкое общественное отрицание атомной энергетики, в результате чего были потеряны практически все из ранее подготовленных для АЭС площадок. Их количество оценивалось около 30, а как следствие — упущены возможности для синхронного с западом введения в действие новых блоков, отвечающих современным требованиям безопасности.

Состояние технической безопасности эксплуатируемых блоков можно охарактеризовать таким параметром, как частота внеплановых остановок реакторов при срабатывании аварийной защиты. За 1990–1991 гг. этот показатель, усредненный по всем АЭС бывшего СССР, составлял 1,1–1,6 случая на реактор–год (в США аналогичный параметр равен 2,2, во Франции 2,0, в Германии 1,0, Японии 0,35), что достигнуто в результате реализации обширной программы мер технического совершенствования и повышения безопасности АЭС, в частности реакторами РБМК; среди таких мер:

  1. Изменение физических параметров активной зоны.
  2. Увеличение скорости срабатывания аварийной защиты.
  3. Создание дополнительной независимой и быстродействующей систем глушения реактора.
  4. Развитие системы управления реактором на базе прецизионного контроля его внутренних параметров.

Все это понижало вероятность тяжелой аварии на эксплуатируемых АЭС до уровня 10-6 реактора-1*год-1, который считался приемлемым на данном этапе развития атомной энергетики.

Разработанные к тому моменту времени варианты энергетической концепции России не предусматривают увеличение доли атомной энергетики в топливо–энергетическом балансе страны: на ближайшие 20 лет ставилась задача сохранения доли АЭС в производстве электроэнергии на уровне 11%. Однако с учетом стремления увеличить «душевое» (рассчитанное на 1 человека) электропотребление в быту (которое определяет уровень жизни населения), а так же необходимость вывода из эксплуатаций станций, выработавших свой ресурс (причем не только атомных, но и наиболее неблагоприятно воздействующих на окружающую среду ТЭС на органическом топливе) потребовалось увеличить в эти годы мощность АЭС до 25-30 ГВт.

Каковы бы ни были причины, приводящие к снятию с эксплуатации, оно является обязательным этапом жизненного цикла объектов атомной энергетики. На 1995 г. было остановлено уже 4 атомных энергоблока. Начиная с 2000–2005 гг. в России происходит массовое снятие с эксплуатации большинства атомных станций.

Поскольку период сооружения новых АЭС довольно долог — порядка 10 лет — рассматривают различные проекты. Наиболее подготовлены к реализации проекты усовершенствованных АЭС с реакторами традиционного для отечественной атомной энергетики типа — с водным теплоносителем. Эти проекты в полной мере отвечали современным на тот момент требованиям безопасности, а следующая из их анализа вероятность тяжелой аварии не превышала 10-7 реактора-1*год-1. Возможен был и такой вариант, когда часть энергонагрузки в период структурной перестройки энергетики возьмут на себя станции с газовыми и паровыми турбоагрегатами. Такие станции могли более быстрее решить проблему замены устаревших ТЭЦ, оздоровить экологическую ситуацию и дать «передышку» атомной энергетике для интенсивного поиска кардинального решения (в перспективе следующего столетия) проблемы безопасности и радиоактивных отходов. На 1995 г. в России было 14 АЭС и АСТ (атомная станция теплоснабжения) общей мощностью 17,3 млн. кВт и 3000 Гкал/ч, находящихся в стадии проектирования, строительства или временно законсервированы.

Весьма напряженный топливно-энергетический баланс в переходном периоде 1995–1997 гг. осложнил задачу некомпенсированного изъятия атомных мощностей, что могло негативно сказаться на оздоровлении экономики европейской части России. Более того, продолжавшийся спад добычи нефти вызывал необходимость проведения крупно-масштабных работ по углублению ее переработки, чтобы обеспечить растущие потребности российской экономики в светлых нефтепродуктах, что ведет к снижению снабжения ТЭС топочным мазутом. В связи с этим имеющийся задел в разработке АЭС весьма ценен. Тем более, что он сочетается с конструированием перспективных ядерных реакторов.

Созданные разработчиками проекты энергоблоков нового поколения для безопасных АЭС даже по оптимистическим оценкам их авторов и Минатома России, на тот момент, могли быть построены не ранее 2000 г., а о масштабном их вводе в действие они говорили лишь в последующем десятилетии, хотя сравнение технико-экономической эффективности строительства электростанций различного типа показывало, что в европейской части России ядерная энергетика уступала по экономическим показателям лишь газовой. Проблема же энергосбережения районов крайнего Севера, не располагающих местными природными энергоресурсами, решалась с максимальной рациональностью только на основе ядерных энерго-источников, но небольшой единичной мощности (модульного типа). Опыт эксплуатации Билибинской АЭС на Чукотке и энергоснабжения от нее местных потребителей свидетельствовал о перспективности аналогичных станций для относительно крупных (сконцентрированных) получателей энергии (населенных пунктов, предприятий горнодобывающей промышленности, цветной металлургии и др.).

Однако безопасность всегда должна иметь приоритет перед экономической выгодой (иначе вся выгода оборачивается бедами людей и колоссальными экономическими потерями), так что главное направление развития атомной энергетики было и есть на сегодняшний момент — это достижение практически полной технологической безопасности АЭС при их эксплуатации и выводе из нее. Последнее особенно важно и актуально. Ведь проходит 30-40 лет и станцию надо вывести из строя, а что с ней делать? Это пока открытый вопрос. Остановленные реакторы АЭС только потребляют электроэнергию. В те времена перед инженерами стала большая проблема: через 5-10 лет выйдет из строя еще с десяток блоков. Как поступить с огромным количеством радиоактивных отходов от из разборки. Причем стоимость разборки отслуживших АЭС такая же, как стоимость строительства.

Нужно иметь ввиду, что радиоактивное загрязнение окружающей среды сопровождает все звенья сложного хозяйства атомной энергетики: добычу и переработку урана, производство тепловыделяющих элементов, работу АЭС, хранение и регенерацию топлива. Происходит еще загрязнение грунтовых вод тритием практически вокруг всех АЭС. Но в 1990-2000 гг. на это мало обращали внимание, хотя ничего хорошего от вероятного замещения части молекул воды в живых организмах молекулами трития ждать не приходиться. Но главная экологическая опасность от нормально работающей АЭС — загрязнение биосферы плутонием.

Изначально на Земле было не более 50 кг этого сверх ядовитого элемента до его производства человеком. На 2000 г. в мире произвели уже несколько сотен тонн плутония. И реакторы, которые смогут работать на плутониевом топливе, не решат проблему «разнакопления» плутония, так как около половины загружаемого в такой реактор плутония будет оставаться в отработанном топливе. А загрязнение плутонием — практически навечно. Период полураспада плутония — десятки тысяч лет.

По этой причине экологии настаивают на том, чтобы по мере вывода стареющих АЭС из строя замещать их не новыми АЭС, а газотурбинными и тепловыми станциями, работающими на современных, экологически безопасных технологиях, как это делается в той же Германии. Так же активно развивать в России и включиться в международные программы по освоению водородной энергии и «классических» альтернативных источников (ветер, солнце, приливы и т.д.) с учетом местных географических условий.

Список литературы

  1. Кузнецов В.М. Вывод из эксплуатации объектов атомной энерге-тики. Российский Зеленый Крест. – Москва, 2003. – 137 с.
  2. Кузнецов В.М. Историко-технические аспекты и инженерно-экологические особенности вывода из эксплуатации объектов атомной энергетики. Российская академия наук. Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова. – Москва, 2004. – 191 с.