|
Уран станет неограниченным ресурсом электроэнергетики
Рост напряженности на энергетических рынках в последние годы не временное явление. Душевое потребление энергии в мире существенно выравнивается между развитыми и развивающимися странами. Если предположить, что равновесие будет достигнуто при современном уровне потребления в развитых странах, то общее производство энергоресурсов потребуется увеличить как минимум в три раза, без учета роста населения в мире.
Именно с такой позиции и имеет смысл обсуждать перспективы развития атомной энергетики (АЭ) и необходимость ее крупномасштабного развития. Говоря об АЭ, обсуждая ее перспективы, часто акцентируют внимание на освоенных к настоящему времени технологиях, которые в качестве ядерного топлива используют уран-235 (его содержание в природном уране менее одного процента). В такой постановке АЭ с точки зрения ее обеспеченности ресурсами топлива мало отличается от традиционных технологий, сжигающих органическое топливо. Только задействовав в значительном объеме ресурс природного урана, можно с достаточным основанием говорить о практически неограниченной сырьевой базе, о самообеспечении АЭ топливом.
Среди различных типов ядерных реакторов есть такие, в которых наряду с производством энергии дополнительно производится и новый делящийся изотоп (плутоний или уран-233), причем в большем количестве, чем было сожжено исходного. Такие реакторы - реакторы на быстрых нейтронах - получили название "реакторы-размножители" (бридеры). Несколько реакторов такого типа было построено в разных странах в 80-х годах прошлого века. В настоящее время в России работает реактор БН-600 (мощностью 600 МВт, который можно рассматривать как прототип этого направления. Это инновационное направление реакторных технологий, присутствующее в очень скромном масштабе, должно стать основной составляющей будущей структуры ядерной энергетической системы. Однако сам по себе реактор-размножитель не решает проблемы обеспечения топливом АЭ. Образовавшееся в реакторе-размножителе новое ядерное горючее необходимо выделить при переработке отработанного ядерного топлива (ОЯТ) и изготовить из него свежее топливо для использования как в этих же реакторах-размножителях, так и в энергетических реакторах других типов. В структуре АЭ реакторы других типов необходимы для удовлетворения запросов разнообразных потребителей. Переработка ОЯТ и замыкание ядерного топливного цикла не только решает проблему снабжения топливом АЭ, но и сокращает объем отходов, подлежащих долговременному хранению или захоронению, и способствует решению проблемы конечной стадии ядерного топливного цикла.
Чтобы оказать заметное влияние на потребление природных ресурсов, реакторы-размножители должны занять значительную долю в энергосистеме. Например, согласно одному из прогнозов МАГАТЭ, к середине столетия установленная мощность АЭС в мире должна составлять около 2000 ГВт (примерно 35% от общего производства электроэнергии), а к концу столетия - около 5000 ГВт (около 60%).
Понятно, что при больших масштабах АЭ внешняя энергетическая система неизбежно потребует адаптации АЭ к своим структурным потребностям. Надо будет приспособить мощностной ряд и условия эксплуатации АЭС к возможностям энергетических сетей и масштабам потребления. В этом направлении перспективу имеют инновационные технологии реакторов малой и средней мощности, которые могут включиться в локальные электрические сети, а также обеспечить потребности автономных потребителей в тепле и пресной воде. Реализация этого направления технически базируется на огромном опыте судовых установок.
Исходя из сегодняшних оценок ресурсных ограничений по урану для реализации ядерно-энергетического развития, соответствующего требованиям энергетической безопасности, необходима многокомпонентная структура ядерно-энергетической системы с расширенным воспроизводством топлива, замкнутым топливным циклом и реакторами различных типов.
Источник: Независимая газета
|
назад