Экологические проблемы энергетики

Энергетика
Ядерная энергетика.
Водородная энергетика
Основные способы получения энергии
Первая в мире атомная электростанция.
Радиоактивные вещества
Альфа-излучение
Нормы радиационной безопасности
Потенциальные аварийные ситуациина АЭС
Системы автоматизированного контроляв районе АЭС
Сущность экологического аспекта в энергетике
Влияние вредных выбросов электростанций
Обобщение перспектив развития природоохранных технологий
Экологические проблемы производства энергии

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ:

В мире существует большой спектр различных электростанций: атомные электростанции (АЭС), электростанции, работающие на органическом топливе (ТЭС), гидроэлектрические станции (ГЭС), ветроэлектростанции (ВЭС), солнечные электростанции (СЭС) и др.

Роль атомной энергетики как альтернативного варианта использованию ископаемого топлива в настоящее время существенно возрастает. В отличие от подавляющего большинства электростанций ядерной энергетике свойственна стабильность цен на электроэнергию в течение длительного периода времени, т.к. АЭС практически не зависит от источников топлива из-за небольшого объёма его использования. Структура затрат на производство электроэнергии в атомной энергетике существенно отличается от структуры формирования цен в других видах энергетики. Это связано с тем, что себестоимость атомной электроэнергии определяется в основном капитальными вложениями в строительство АЭС, в отличие от нефти, газа и угля, где преобладают топливные затраты. Основной недостаток ядерной энергетики заключается в тяжелых последствиях аварий, для исключения которых АЭС оборудуются сложнейшими системами безопасности с многократными запасами и резервированием.

В последние годы происходит существенное повышение цен на нефть. Это, в свою очередь, вызывает рост цен на электроэнергию, вырабатываемую ТЭС, использующими органическое топливо. По оценкам Организации по экономическому сотрудничеству и развитию (ОЭСР), атомная электроэнергия заметно дешевле электроэнергии, выработанной на нефти, а также на угле и газе при высоких затратах на их добычу и транспортировку. При сопоставлении ядерного топлива с углем и газом, при низких затратах на добычу и транспортировку органического топлива, цена электроэнергии примерно одинакова. Сравнение себестоимости электроэнергии, производимой с использованием различных видов топлива, представлено на рис. 1.

Топливная составляющая в общей стоимости электроэнергии, вырабатываемой АЭС не более 25%, а для ТЭС, работающих на органическом топливе, на уровне 50-80 %. Данное обстоятельство приводит к повышенной устойчивости цены на атомную электроэнергию по отношению к колебаниям цены на топливо. Наглядно это показано на рис. 2.

Стоит отметить и энергоемкость урана по сравнению с органическим топливом. Из одного килограмма низкообогощенного урана (до 4% по урану-235), используемого в ядерном топливе (при полном расщеплении ядер урана-235) выделяется энергия, эквивалентная сжиганию примерно 100 тонн высококачественного каменного угля или 60 тонн нефти (рис. 3).

Темпы развития атомной энергетики неразрывно связаны с прогнозами развития экономики России, а также зависят от увеличения доли АЭС в традиционных сферах применения электроэнергии и освоения новых рынков. К последним можно отнести: обеспечение электропривода транспорта и аккумуляции газа; энергообеспечение производства сжиженного газа, алюминия, водорода и др.; теплопроизводство (включая использование сбросного тепла АЭС).

Инвестиции в атомную энергетику, подобно инвестициям в другие области производства электpоэнеpгии, экономически оправданы, если выполняются два условия: стоимость киловатт-часа не больше, чем пpи самом дешевом альтернативном способе пpоизводства, и ожидаемая потребность в электpоэнеpгии, достаточно высокая, чтобы произведенная энеpгия могла пpодаваться по цене, превышающей ее себестоимость. В начале 1970-х годов мировые экономические перспективы выглядели очень благоприятными для атомной энергетики: быстро росли как потребность в электpоэнеpгии, так и цены на основные виды топлива – уголь и нефть. Что же касается стоимости строительства АЭС, то почти все специалисты были убеждены, что она будет стабильной или даже станет снижаться. Однако в начале 1980-х годов стало ясно, что эти оценки ошибочны: рост спроса на электpоэнеpгию прекратился, цены на пpиpодное топливо не только больше не росли, но даже начали снижаться, а строительство АЭС обходилось значительно дороже, чем предполагалось в самом пессимистическом прогнозе. В результате атомная энергетика повсюду вступила в полосу серьезных экономических трудностей, причем наиболее серьезными они оказались в стране, где она возникла и развивалась наиболее интенсивно, – в США.

Таким образом, роль атомной энергетики как альтернативного варианта использованию ископаемого топлива в настоящее время существенно возрастает. Что касается промышленного применения возобновляемых природных источников энергии (солнечной, ветровой, приливной и др.), то при их главных преимуществах – доступности и относительно широкой распространенности, главная проблема в их использовании для производства электроэнергии состоит в их нестабильности и непредсказуемости

Источники излучений, действию которых мы все подвержены: естественная радиация, радиация при медицинских процедурах, искусственное облучение (рис.4).

Источники радиации вокруг нас (рис. 5)

Основными факторами воздействия атомной электростанции на окружающую среду региона являются: радиационный (через образующиеся в процессе работы АЭС жидкие, газообразные, аэрозольные и твердые радиоактивные отходы); тепловой (при сбросе в залив используемой для охлаждения лаэсовских агрегатов морской воды); химический (жидкие отходы с токсичными веществами, образующимися при технологических операциях). Из всех этих факторов важнейшим для атомной станции и отличительным от тепловой является радиационный.

Атомная энергия более чистая, чем вы думаете!

Излучения естественны. Радиоактивность есть повсюду в природе. Многие имеют стереотипное представление об атомной энергии, связывая её с работой промышленности, которая якобы производит огромные количества высокорадиоактивных отходов, сбрасываемых в окружающую среду. Вид атомной электростанции с огромными бетонными башнями, над которыми поднимаются в небо белые облака (это сооружения для охлаждения воды, называемые градирнями), порождает чувство безумного страха перед огромной силой, которая заключена в них. А что если все взорвется?

Людей беспокоит, что облака над градирнями содержат ядовитые химикаты или даже радиоактивные вещества. Однако это совсем не так. Облако над градирней - не более чем скопление мельчайших капель воды, влажный воздух, и это облако, точно такое же, как и все другие облака в небе.

Состав же автомобильных выхлопов, дыма промышленных предприятий и обычных теплоэлектростанций, где сгорает мазут, каменный уголь или природный газ, совершенно другой. В этих выбросах содержится много ядовитых веществ, которые никак нельзя считать полезными для окружающей среды (табл. 3).

При производстве электроэнергии на АЭС образуются радиоактивные вещества, попадание которых в окружающую среду может привести к опасным для человека последствиям. Поэтому необходимо по возможности полностью исключить радиационное воздействие на работников станции, население и окружающую среду. При проектировании станции предусматривают барьеры безопасности для предотвращения радиоактивных выбросов в окружающую среду (рис 6).

Атомная электростанция- это не атомная бомба.

Гражданский ядерный реактор и атомная бомба функционируют по-разному. В обоих случаях происходит выделение энергии, и в этом процессе участвуют нейтроны, но сами процессы радикально отличаются. Бомбу специально создают для взрыва, вкладывая огромный труд в сложнейшие технологии, которые позволяют добиться нужного результата. Реактор разрабатывают для производства тепловой энергии, которая протекает под строгим контролем. В самом худшем случае активная зона может перегреться до такой степени, что ядерное топливо или даже часть самого реактора расплавится, но ядерного взрыва не произойдет ни при каких обстоятельствах. Таким образом, очень важно видеть разницу между гражданскими атомными электростанциями и ядерным оружием. Смешение этих понятий становится причиной негативного отношения к применению ядерной энергии в мирных целях, хотя оно не имеет под собой никакой научной основы. Атомные электростанции приносят нам существенную пользу, обеспечивая электричеством и не приводя к загрязнению природы при относительно низком риске и ограниченных последствиях аварий. В то же время ядерные вооружения – тотально разрушительны, негуманны и по определению сродни апокалипсису.

Введение в экологию энергетики