Атомная – или, как ее еще называют, ядерная – энергетика
занимает важное место в мировом энергобалансе. На ее долю приходится 4,4 %
вырабатываемой в мире первичной энергии, немногим меньше, чем на
гидроэнергетику.
Поскольку и атомная, и гидроэнергетика производят
исключительно электроэнергию, в производстве электроэнергии их доля
значительно выше – примерно шестая часть мирового производства электроэнергии и
примерно треть европейского осуществляется за счет атомной энергии. А в ряде
стран (Литва, Франция, Швеция и др.) атомная энергетика доминирует в
производстве электроэнергии.
Коммерческое использование атомной энергетики началось более
50 лет назад. По состоянию на 2014 год в мире насчитывалось 439 энергетических
реакторов общей мощностью 376,8 ГВт. Еще 67 реакторов
находилось в стадии сооружения. Больше всего АЭС (63 АЭС, 104 энергоблока)
эксплуатируется в США. На втором месте идет Франция (58 энергоблоков), на
третьем – Япония (50 блоков). В России работает 10 АЭС (33 энергоблока). США
являются мировым лидером и по установленной мощности АЭС – почти 100 ГВт,
однако доля ядерной энергетики составляет лишь 20 % в общем производстве
электроэнергии в США.
После остановки Игналинской атомной электростанции в
Литве мировым лидером по доле атомной энергетики в общей выработке
электроэнергии – примерно 77 %, является Франция (второе место по установленной
мощности действующих энергоблоков). Средний возраст существующих сейчас
реакторов около 25 лет, и примерно 100 реакторов в течение ближайших 10–15 лет
исчерпают свой ресурс, что делает неизбежным практическое решение сложнейшей
проблемы их демонтажа и утилизации.
Рис. Распределение действующих в мире реакторов по
странам. В список китайских реакторов включены также 6 реакторов на Тайване (По
данным МАГАТЭ на 26.06.2012)
Хотя сейчас ведется много разговоров, особенно активно
поддерживаемых различными «зелеными» движениями, о возможности и даже
необходимости замены атомной энергетики различными альтернативными источниками,
это надежный, технологически зрелый и дешевый источник энергии, обеспечивающий
значительную долю базового потребления электроэнергии.
Ядерная энергетика
практически не дает прямых выбросов парниковых газов и других вредных веществ и
идеально подходит для крупных электростанций внутри больших сетей
электропередач. Поэтому подавляющее большинство серьезных экспертов в области
энергетики не сомневаются в необходимости дальнейшего развития атомной
энергетики и сохранении за ней значительной доли в мировом производстве
энергии.
Но в то же время ни один источник энергии не вызывал таких
противоречивых оценок и споров, как атомная энергетика. После почти
двадцатилетнего перерыва, вызванного Чернобыльской катастрофой, работы по
созданию новых установок возобновились, и сейчас в стадии проектирования и
строительства находятся десятки новых реакторов. Однако, несмотря на прошедшие
почти 30 лет стабильной безаварийной работы нескольких сотен атомных
энергоблоков, во многих странах сохраняется беспокойство по поводу безопасности
этого источника энергии. В некоторых странах дело даже доходит до настойчивых
требований ее полного запрета.
Тем не менее не существует каких-либо документальных
свидетельств об отмеченном где-либо в мире ущербе здоровью населения от штатной
работы атомных станций. Типовой атомный энергоблок мощностью 1000 МВт
производит в год около 30 тонн высокорадиоактивных отходов и 800 тонн низко– и
среднеактивных отходов, объем которых может быть значительно сокращен за счет
концентрирования. Для сравнения, 1000 МВт-ная угольная электростанция
производит ежегодно 320 000 тонн золы, содержащей 400 тонн тяжелых металлов и
радиоактивных материалов, не считая отходов, образующихся при добыче и
транспортировке угля.
С учетом всей производственной цепочки от добычи сырья и
до производства электроэнергии атомная энергетика производит в сто раз меньше
СО2 и практически не наносит экологического ущерба окружающей среде. Таким
образом, она уже сейчас позволяет сократить глобальную эмиссию СО2 на 8 %
(около 0,6 Гт углерода в год).
Экологическая безопасность и себестоимость производимой
энергии являются важнейшими факторами, влияющими на относительное развитие различных
первичных источников энергии. По этим показателям атомная энергетика в
настоящее время опережает все остальные невозобновляемые источники энергии.
Себестоимость производства электроэнергии на АЭС сейчас на уровне 1 цент за
кВтч, что в три-четыре раза дешевле, чем на теплоэлектростанциях с углеродным
топливом. Даже самые современные газовые электростанции с комбинированным
циклом производят в три раза более дорогую энергию. Снижение стоимости единицы
установленной мощности на АЭС до 1,1 долл. за кВт позволит снизить стоимость
стандартного 1000 МВт блока до 1,1 млрд долларов.
Даже уровень радиоактивного
загрязнения от обычной тепловой электростанции на угле в 1000 раз выше, чем от
АЭС аналогичной мощности. Однако даже очевидная необходимость развития отрасли
и ее явные экономические преимущества не снимают негативного отношения к ней в
ряде стран. Например, в Швеции, где ее доля в производстве электроэнергии
превышает 40 %, продолжаются настойчивые призывы к полному запрету атомной
энергетики.
Несмотря на неоднозначное отношение к этому общественности
богатых европейских стран, требующих абсолютной гарантии своей безопасности,
развитие атомной энергетики продолжается и будет продолжаться. По некоторым
прогнозам, за период с 2000 по 2050 год ожидается увеличение производства
энергии этой отраслью в 14 раз. Переход к реакторам III поколения, а со
временем и к разрабатываемым реакторам IV поколения позволит повысить их
надежность, увеличить срок эксплуатации и снизить удельный расход топлива.
Наиболее амбициозные планы в области атомной энергетики имеют Китай, Россия и
Индия. Но до сих пор реальные темпы развития атомной энергетики значительно
уступали прогнозам.
Но так же, как и энергетика на углеродном топливе, атомная
энергетика использует ископаемый природный ресурс – изотоп урана с массой 235
(U235). Его содержание в природном уране составляет всего 0,6–0,7 %, и при
существующем уровне развития атомной энергетики время истощения его запасов с
экономически приемлемой стоимостью производства до 80 долл./кг U2O3 оценивается
всего примерно в 50 лет.
Даже переход на крайне дорогостоящие и сложные
реакторы-размножители (бридеры), повышающие степень использования природного
урана в 60–80 раз за счет превращения в ядерное топливо и основного изотопа
урана U238, не позволяет рассчитывать на атомную энергетику как долговременный
источник энергии для человечества.