Перспективы Ядерной Энергии - OECD Nuclear Energy Agency

Реклама
Перспективы Ядерной Энергии
2008
РЕЗЮМЕ ДЛЯ РУКОВОДСТВА
Основные
положения
Основные положения
Сбалансированность роста потребления энергии в
мире с вызываемыми этим ростом экологическими,
социальными и политическими последствиями
Широко признается, что сбалансированность роста энергетики,
необходимого для обеспечения непрерывности социально-экономического
прогресса, с потенциальными экологическими и социально-политическими
последствиями этого процесса, является важной проблемой глобального
характера в 21-м столетии. Ожидается, что к 2050 году мировое потребление
электроэнергии увеличится примерно в 2,5 раза.
Энергия и, в особенности, электроэнергия, является важнейшим условием
экономического и социального развития и повышения качества жизни, однако, как
правило, признается, что мировая тенденция прошлого столетия в энергоснабжении
вообще не является устойчивой. Мир стоит перед экологическими угрозами в
результате изменения климата, вызванного антропогенными выбросами CO2, и перед
и социально-политическими угрозами вследствие роста цен на энергию и возможной
нехватки гарантированных запасов энергоресурсов.
• Производство электроэнергии отвечает, приблизительно, за 27 % глобальных
антропогенных выбросов CO2, и, безусловно, является самым крупным и наиболее
быстро растущим источником газов, приводящих к возникновению парникового
эффекта.
• Во всем мире гарантированность поставок энергоресурсов вызывает наибольшую
озабоченность, в особенности в странах, которые обладают ограниченными
собственными запасами ископаемого топлива, и поэтому зависят от импорта
энергии.
В сценариях, предусматривающих нормальное развитие событий, стимулами роста
энергопотребления являются быстрый экономический рост во многих развивающихся
странах, что приводит к образу жизни, требующему большего энергопотребления,
а также прогнозируемый 50%-ый рост мирового населения, в особенности в
развивающихся регионах. Для удовлетворения этого растущего спроса на энергии
неизбежно будет повышаться использование ископаемого топлива, если только
во всем мире правительства не изменят своей энергетической политики. Ядерная
энергия может играть важную роль в смягчении этих проблем.
Текущий и возможный будущий вклад ядерной
энергетики в мировое энергоснабжение
В 2006 ядерная энергетика выработала 2,6 миллиарда МВт.ч, что
составляет 16 % мировой выработкой электроэнергии и 23 %
электроэнергии в странах ОЭСР.
• B июнe 2008 года, в 30 странах и в одном государственном образовании в эксплуатации
находилось 439 атомных электростанций с суммарной мощностью 372 ГВт (э).
2
• Франция, Япония и Соединенные Штаты Америки обладают 57 % мощностей
ядерной энергии в мире; в 2007 г. в шестнадцати странах мира более четверти
электроэнергии производилось на атомных электростанциях.
B июнe 2008 года, в 14 странах и в одном государственном образовании в стадии
строительства находился 41 ядерный энергетический реактор; в Азии среднее время
строительства блока АЭС достигло 62 месяцев; из 18 блоков, подключенных к сети в
период между декабрем 2001 г. и маем 2007 г., три блока были построены за 48 месяцев
или даже быстрее.
В соответствии с действующими государственными планами и авторитетными
заявлениями о намерениях можно предполагать, что в 2020 году странами, имеющими
наибольшие установленные мощности атомных электростанций, будут Соединенные
Штаты Америки, Франция, Япония, Российская Федерация, Китай и Корея. Китай
и Соединенные Штаты запланировали наибольшее увеличение установленных
мощностей.
Агентство по Ядерной Энергии (АЯЭ) спрогнозировало рост установленных
мощностей ядерной энергетики к 2050 году по пессимистическому и по
оптимистическому сценариям. Результат этого прогноза таков:
• Прогнозируется, что к 2050 году мировая установленная мощность атомных
реакторов увеличится от 1,5 до 3,8 раза.
• По оптимистическому сценарию, вклад ядерной энергии в глобальное производство
электроэнергии вырастет с сегодняшних 16 % до 22 % в 2050 году.
• В соответствии с обоими сценариями, атомная электроэнергетика остается
сосредоточенным, в основном, в странах ОЭСР.
• Хотя многие страны, которые в настоящее время не обладают ядерной энергетикой,
планируют присоединиться к ядерному энергетическому сообществу, их вклад в
установленные атомные энергетические мощности в мире к 2020 году составит около 5 % .
В основном, эти прогнозы совпадают с прогнозами других организаций. История
развития атомной энергетики свидетельствует, что атомные электростанции в
мире могут строиться со скоростью более чем достаточной, чтобы удовлетворить
потребности в соответствии с оптимистическим прогнозом АЯЭ на период до 2050 г.
Пессимистическая и оптимистическая сценарии АЯЭ
1500
1200
900
600
300
0
1980
1990
2000
2010
2020
2030
2040
2050
3
Роль атомной энергетики в уменьшении отрицательных
последствий растущего энергопотребления
Ядерная энергетика могла бы сыграть существенную роль в сокращении
выбросов CO2, в обеспечении большей энергобезопасности и уменьшении
отрицательного воздействия на здоровье человека в результате
сжигания ископаемого топлива.
Изменение климата
Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК)
Организации Объединенных Наций (ООН) сделала вывод о том, что выбросы CO2,
включая выбросы при производстве электроэнергии, должны быть уменьшены в два
раза, чтобы изменения климата не вышли за приемлемый уровень.
• В течение всего своего жизненного цикла атомная энергетика фактически не
нарабатывает соединений углерода.
• Для достижения этой важной цели необходима комбинация различных технологий,
в то время как ядерная энергетика является единственной технологией,
приводящей к сокращению выбросов соединений углерода в окружающую среду,
причем, как показала практика, она способна обеспечивать энергоснабжение с
необходимой надежностью и в требуемых масштабах.
• В будущем атомная энергия могла бы внести еще больший вклад, как в выработку
электроэнергии, так и в производство тепловой энергии при практически полном
отсутствии выбросов соединений углерода в окружающую среду; потенциально
важным направлением работ является организация всеобъемлющих НИОКР в
области производства водорода при помощи тепла ядерного реактора в качестве
топлива для транспортного сектора.
В ядерной энергии большинство потенциальных внешних затрат (то есть не
отраженных в цене, включая последствия изменения климата) уже учтено, тогда как
для ископаемых топлив внешние затраты примерно равны прямым затратам.
Энергобезопасность
Ядерная энергия в большей степени, чем топливо как нефть или газ, способна
обеспечить бесперебойность энергоснабжения в связи с тем, что ядерное топливо –
уран – поставляется из разнообразных источников, а главные поставщики работают в
странах с устойчивыми политическими системами.
• Выявленные запасы урана достаточны для того, чтобы обеспечить расширение
производства электроэнергии на атомных электростанциях во всем мире, по
крайней мере, до 2050 года без переработки отработавшего топлива. Основываясь
на региональных геологических данных, прогнозируемые запасы урана могут
обеспечить поставки урана в течение нескольких сотен лет.
• Потенциально, в течение нескольких тысяч лет даже значительно расширенная
мировая атомная энергетическая программа могла бы обеспечиваться
существующими выявленными запасами урана, однако, это потребовало бы
использования реакторов-размножителей на быстрых нейтронах - технологии,
4
которая уже хорошо разработана, но ещё не достигла стадии коммерческой
эксплуатации.
• Высокая плотность энергии урана (из 1 тонны урана вырабатывается то же
количество энергии, что из 10 000-16 000 тонн нефти при использовании
существующих технологий) означает, что его перевозки менее подвержены
нарушениям, а хранение большого энергетического запаса энергии осуществляется
легче, чем для ископаемых топлив.
Влияние на здоровье
Ядерная энергия может способствовать сокращению отрицательного воздействия на
здоровье человека, вызываемого использованием ископаемого топлива.
• Воздействие эксплуатационных выбросов атомной энергетики на здоровье
человека незначительно по сравнению с воздействием энергетики, основанной на
использовании ископаемого топлива.
• Количество людей, погибших в результате отрицательного воздействия на здоровье
выбросов от сжигания ископаемого топлива, значительно превосходит количество
погибших от аварий со всеми другими источниками энергии.
• Сравнение полных данных по авариям и их последствиям по всей технологической
цепочке производства энергии для реальных аварий показывает, что вопреки
широко распространенному мнению, атомная энергия обладает значительно
более низким уровнем риска аварий, чем энергоисточники, основывающиеся на
ископаемых топливах.
Решение проблем роста атомной энергетики Атомная энергетика дает возможность удовлетворить значительную часть
ожидаемого увеличения спроса на электроэнергию при одновременном
уменьшении
потенциальных
экологических,
политических
и
экономических проблем, связанных с ископаемым топливом. Однако
существенная часть общественности полагает, что риски ядерной
энергии перевешивают ее преимущества. Атомная промышленность
и правительства, желающие использовать ядерную энергию, должны
решать реальные и/или мнимые проблемы безопасности, захоронения
отходов и снятия с эксплуатации, нераспространения и сохранности
ядерных материалов и технологий, и стоимости.
Безопасность
Ядерная безопасность - глобальная проблема: серьезное событие в одной стране
может оказать существенное влияние на соседние страны; атомная промышленность
в качестве высших приоритетов должна обеспечивать решение таких вопросов, как
безопасность и защита окружающей среды. Эффективный контроль регулирующих
органов продолжает оставаться ключевым требованием.
5
• Эксплуатационная безопасность атомных электростанций и других ядерных
установок в странах ОЭСР находится на высоком уровне, как это отражено во
многих показателях безопасности. Высокие достижения в области безопасности
отражают зрелость промышленности и надежность регулятора.
• В течение последних десятилетий характеристики безопасности атомной
технологии продолжали повышаться. Реакторы новых проектов обладают
пассивными системами безопасности, которые предназначены, чтобы удержать
реактор в безопасном состоянии, в особенности во время неожиданной ситуации,
без использования активных систем управления.
• Международное сообщество в настоящее время работает над инициативами в
области увеличения эффективности и действенности регулирующих органов с
точки зрения растущего интереса к созданию новых атомных энергетических
установок и разработке проектов следующего поколения реакторов.
• В том случае, если страны, не обладающие опытом, занимаются строительством
атомных электростанций, им следует оказывать помощь во внедрении инженернотехнических практик, в разработке подходов к регулирующей и законодательной
деятельности.
Захоронение отходов и снятие установок с эксплуатации
До сих пор задержки и провалы в осуществлении некоторых основных программ
захоронения высокорадиоактивных отходов продолжают оказывать существенное
отрицательное воздействие на престиж атомной энергетики; правительства и атомная
промышленность должны сотрудничать для обеспечения безопасности захоронения
радиоактивных отходов.
• Поскольку захоронение отработавшего топлива и высокорадиоактивных отходов в
результате его переработки еще не внедрено в практику, то некоторые полагают это
технически трудным или даже невозможным.
• На практике, объемы наработанных радиоактивных отходов невелики, имеются
технологии для обращения с ними, и международный консенсус достигнут о
технической осуществимости и безопасности захоронения высокорадиоактивных
отходов в геологических формациях.
• Имеется опыт успешного снятия с эксплуатации различных ядерных установок,
включая несколько американских атомных электростанций с мощностью блока
более 100 МВт, которые были полностью сняты.
• Стоимость обращения с отходами и стоимость снятия с эксплуатации для атомных
электростанций составляет всего около 3 % от общей стоимости произведенной
электроэнергии. Существуют различные схемы финансирования расходов на
выполнение обязательств по обращению с радиоактивными отходами и снятию с
эксплуатации.
Нераспространение и сохранность
Для того, чтобы предотвратить распространение ядерного оружия государствами
и преступное использование радиоактивных материалов криминальными или
6
террористическими группировками,
осуществлять сотрудничество.
мировое
атомное
сообщество
должно
• В течение почти четырех десятилетий Соглашение о нераспространении ядерного
оружия являлось успешным юридическим и политическим фундаментом
международного режима ограничения распространения ядерного оружия.
• В настоящее время обсуждаются многосторонние подходы к ядерному топливному
циклу, которые обладают потенциалом предоставления международному
сообществу повышенных гарантий в том, что чувствительные к распространению
ядерные технологии надежно защищены.
• Технические характеристики передовых ядерных технологий обладают
повышенным сопротивлением угрозу распространения и устойчивостью против
актов саботажа и терроризма.
Стоимость
На основе выравненной стоимости энерговыработки, строительство и эксплуатация
новых атомных электростанций в большинстве случаев являются экономически
целесообразными. Однако, правительства, желающие поощрить инвестиции в
атомные электростанции, должны, возможно, смягчить финансовые риски, связанные
с лицензированием и планированием, равно как и воспринимаемые финансовым
сообществом риски, связанные с обращением с радиоактивными отходами и со
снятием с эксплуатации.
• Проведенное в 2005 году международное сравнение выравненной стоимости
энерговыработки для атомных угольных и газовых электростанций,
продемонстрировало конкурентоспособность АЭС при незначительной
зависимости от местных условий. С тех пор цены на нефть выросли вчетверо (по
состоянию на июнь 2008 г.), причем цены на другие виды ископаемые топлива
следуют в этом же направлении.
• Стоимость урана составляет лишь около 5 % от стоимости выработки электроэнергии на атомных электростанциях.
• Экономические проблемы атомной энергетики лежат скорее в плоскости
инвестиция, а не выравненной стоимости энерговыработки.
• Во многих случаях доходность от произведенных в атомную энергетику инвестиций
возросла за счет повышения коэффициента использования установленной
мощности, повышения мощности блоков и возобновления лицензий. Мировой
усредненный коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) за
прошедшие 15 лет вырос на 10%, достигая в настоящее время 83%. Мощность
многих атомных электростанций была увеличена, причем мощность некоторых из
них выросла на целых 20 %. Срок службы значительного количества реакторов был
продлен с 40 до 60 лет.
Атомная энергия и общество
В связи с необходимостью развития атомной энергетики все более важным становится
расширение отношений между политиками, атомной промышленностью и обществом, в
результате чего улучшается понимание и увеличивается вовлеченность общественности
в этот процесс.
7
• Обзоры показывают, что более половины граждан Европейского Сообщества
полагают, что риски атомной энергии перевешивают её преимущества.
• Однако люди скорее обеспокоены лишь некоторыми моментами, имеющими
отношение к атомной энергетике (радиоактивные отходы, терроризм и вопросы
нераспространения), нежели эксплуатацией атомных электростанций как таковой.
• Расширение знаний об атомной энергетике приводит к увеличению её поддержки,
однако большинство населения ощущает недостаточность уровня своих знаний.
• Ученые и неправительственные организации (НПО) являются группами, которые
пользуются наибольшим доверием сточки зрения предоставления информации.
• Если ядерная энергия должна стать признанной частью энергетической политики
какой-либо страны, то всё более и более важными становятся такие процессы, как
вовлеченность всех заинтересованных сторон и создание общественного доверия.
Развитие технологий
Нынешнее поколение реакторов способно обеспечивать высокие
эксплуатационные качества. В течение последующих двух-трех
десятилетий они будут служить основой роста атомной энергетики.
Международное сотрудничество как в области проектирование
новых реакторов, так и в области ядерных топливных циклов обещает
достижения ещё больших успехов в будущем.
Передовые реакторы нового поколения
Перспективные легководные реакторы – наиболее вероятный основной тип реактора
вплоть до середины текущего столетия – станут Поколением III + с улучшенными
характеристиками по безопасности и экономике; в настоящее время четыре реакторы
Поколения III + находятся в эксплуатации, и ещё большее их количество находится в
стадии строительства.
• Перспективные высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы, которые,
вероятно, приблизительно в 2020 году вступят в коммерческую эксплуатацию,
могут работать при температурах, достаточно высоких для выработки водорода,
топливо для транспорта и тепла для других технологических применений.
• Реакторы малой мощности, разрабатываемые для развивающихся стран,
обладают свойствами внутренне врожденной и пассивной безопасности, что
является особенно важным для стран с ограниченным опытом в области атомной
энергетики; однако, соответствующие технологии ещё не разработаны до степени
коммерческого применения.
• Концепции энергетических систем IV-го Поколения, которые вступят в
коммерческую эксплуатацию после 2030 года, обладают увеличенным
сопротивлением к распространению ядерных материалов и более высоким
уровнем физической защиты; инициативы глобального масштаба направлены
на поддержание безопасного, устойчивого расширения атомной энергетики при
обеспечении её конкурентоспособности и надежности с минимизацией наработки
отходов.
8
• Термоядерная энергетика находится всё ещё экспериментальной стадии, и вряд
ли будет применяться для коммерческого производства электроэнергии ранее, по
крайней мере, второй половины текущего столетия.
Современные и перспективные топливные циклы
С точки зрения топливного цикла практика в странах, перерабатывающих ядерное
топливо, отличается от практики стран, которые этого не делают. Из трех стран с
наибольшим парком ядерных реакторов, Франция и Япония, в настоящее время
подвергают отработавшее топливо переработке, а Соединенные Штаты Америки
этого не применяют. Во многих странах, включая Соединенные Штаты, изучаются и
разрабатываются перспективные технологии переработки отработавшего топлива.
• Существующие сегодня технологии переработки отработавшего топлива могут
обеспечить топливо приблизительно на 700 реактор-лет эксплуатацией легководных
реакторов. Дополнительные существующие потенциальные источники ядерного
топлива могли бы обеспечить топливо еще на 3 000 реактор-лет.
• Реакторы на быстрых нейтронах с замкнутым топливным циклом, такие, как
рассматриваемые Международным Форумом «Поколение IV», могут быть
спроектированы таким образом, чтобы обеспечить сжигание существующих запасов
плутония, или для наработки плутония из нерасщепляющихся изотопов урана. В
последнем случае, извлечение энергии из данного количества урана может быть
увеличено до 60 раз, позволяя растянуть ресурсы урана на несколько тысяч лет.
• Переработка также обладает преимуществами с точки зрения обращения с
отработавшим ядерным топливом, позволяя значительно сократить объем
высокоактивных отходов, требующих захоронения в геологических формациях.
• Применение перспективных топливных циклов сулит проведение на
коммерческой основе выделения долгоживущих изотопов и их повторного
облучения с целью избавления от них. Радиоактивность отходов, возникших в
результате переработки отработавшего топлива, в течение нескольких сотен лет
уменьшится естественно в результате распада до уровня радиоактивности ниже,
чем уровень радиоактивности урана, из которого это топливо было изготовлено.
9
10
Расширенное Резюме
Социальные, политические и экологические последствия
роста потребления энергии в мире в 21-м столетии
Энергия, и, в особенности, электроэнергия, является важнейшим
условием экономического и социального развития и повышения
качества жизни, однако, как правило, признается, что мировая
тенденция прошлого столетия в энергоснабжении вообще не
является устойчивой. Мир стоит перед экологическими угрозами
в результате изменения климата, вызванного антропогенными
выбросами CO2, и перед и социально-политическими угрозами
вследствие роста цен на энергию и возможной нехватки
гарантированных запасов энергоресурсов.
Признается, что
сбалансированность
роста энергетики,
необходимого
для обеспечения
непрерывности
социальноэкономического
развития, с
потенциальными
социальнополитическими
последствиями
этого является
важной проблемой
глобального характера
в 21-м столетии.
Ожидается, что быстрый экономический рост во многих
развивающихся странах, приводя к образу жизни, требующему
большего энергопотребления, а также прогнозируемый 50%-ый
рост мирового населения, прежде всего в развивающихся
регионах, будет стимулировать энергопотребление в 21-ом
столетии. В различных странах и регионах энергопотребление
на душу населения заметно различается; на сегодняшний день
развивающиеся страны, населённые почти тремя четвертями
мирового населения, потребляют всего лишь одну четверть
энергии, производимой в мире. Как ожидается, к 2050 году, при условии сохранения
текущей политики государств, как общее полное первичное энергоснабжение, так и
потребление электроэнергии в мире возрастет примерно в 2,5 раза
Если текущая политика правительств в большинстве стран останется неизменной,
то использование ископаемых топлив будет непреклонно увеличиваться для
удовлетворения этого растущего спроса на энергию, причем атомная энергетика
едва ли внесет существенный вклад в удовлетворение этого
спроса. Увеличение использования ископаемых топлив также
приведет к увеличению выбросов CO2, который, как показывает
К 2050 году спрос
на электроэнергию
наука и недавние события, окажет соответствующее воздействие
в мире вырастет
на климат нашей планеты, и приведет к политической и
приблизительно в
экономической нестабильности, вызванной неустойчивостью
2,5 раза.
энергоснабжения и ростом цен на энергию.
Межправительственная группа экспертов по изменению
климата Организации Объединенных Наций в своем последнем основном отчете,
опубликованном в 2007 году, показала, что экологически чистые источники энергии
необходимы для того, чтобы контролировать выброс парниковых газов в атмосферу,
в особенности CO2. Выработка электроэнергии отвечает за 27 % глобальных
антропогенных выбросов CO2 и является, безусловно, самым крупным и наиболее
быстро растущим источником парниковых газов.
В 2005 большая часть населения в мире использовала значительно менее чем
4 000 кВтч электроэнергии на душу населения, порогового значения, ниже которого,
11
как показывают наблюдения, продолжительность жизни и уровень образования
населения быстро падают. Ожидается, что за период до 2030 года самый большой
рост спроса на электроэнергию произойдет в Индии и Китае. В Соединенных Штатах
Америки спрос на электроэнергию непрерывно рос в течение прошедших 55 лет,
причем без очевидных признаков замедления. Поскольку и другие страны стремятся к
достижению уровня экономического развития в странах ОЭСР, весьма вероятно, что их
спрос на энергоснабжение будет, в конечном счете, следовать в том же направлении,
и спрос на электроэнергии вряд ли выйдет на постоянную величину.
Если прогнозы ООН в отношении роста народонаселения и прогнозы МПГЭИК в
отношении валового национального продукта (ВНП), и удельного энергопотребления
на душу населения окажутся правильными, то удельные выбросы углеродов
мировой энергетики должны сократиться в четыре раза, чтобы достичь 50%-ого
сокращения выбросов CO2 к 2050 году, т.е. к дате, к которой, как считает МПГЭИК,
необходимо застабилизировать изменения климата. Это является чрезвычайно
сложной проблемой; данные МПГЭИК показывают, что удельные выбросы углеродов
за последние 35 лет сократились менее чем на 10 % .
Если прогнозы окажутся правильными, к 2050 г. средняя величина выбросов CO2 на
единицу потребления энергии должна сократиться в 4 раза.
Во всем мире также вызывает озабоченность бесперебойность энергоснабжения,
в особенности у стран, которые обладают ограниченными запасами ископаемых
топлив, и поэтому зависят от импорта энергии. Большая часть легко извлекаемых
мировых запасов нефти и газа сконцентрировано в нескольких странах Ближнего
Востока и в Российской Федерации. В течение нескольких прошедших десятилетий
это являлось существенным источником напряженности, как экономической, так и
политической.
Современный вклад атомной энергетики в мировое
энергоснабжение и её возможный вклад в будущем
В принципе, ядерная
энергетика может
удовлетворить
большую часть
ожидаемого
роста спроса на
электроэнергию
и уменьшить
потенциальные
глобальные
экологические,
политические и
экономические
озабоченности,
связанные с
ископаемым
топливом.
12
Атомная энергетика дает возможность удовлетворить в
значительной мере ожидаемый рост спроса на электроэнергию,
одновременно уменьшая потенциальные экологические,
политические и экономические озабоченности в мире, связанные
с ископаемыми топливами. Атомная энергетика и правительства,
желающие использовать ядерную энергию, должны управлять
реальными или мнимыми проблемами безопасности, проблемами
захоронения радиоактивных отходов и снятия с эксплуатации,
распространения ядерных материалов и технологий, и такжe
экономическими аспектами, если они хотят реализовать планы
на развитию атомной энергетики.
Современный вклад атомной энергетики в мировое
энергоснабжение
Первые гражданские атомные электростанции были построены
в 1950-х годах, и это привело к бурному росту атомной энергетики
в 1970-х и 1980-х годах. Этот бурный рост прекратился в результате
аварий на АЭС «Тримайл Айленд» (1979 г.) и Чернобыльской АЭС
(1986 г.) и краха цен на ископаемое топливо в середине 1980-х.
По состоянию на июнь 2008 г., в 30 странах мира и в одном
государственном образовании в эксплуатации находилось
439 атомных электростанций с суммарной мощностью 372 ГВт
(э). В 2006 г. атомная энергетика выработала 2,6 миллиарда
МВт.ч электроэнергии, что составило 16 % мировой выработки
электроэнергии и 23 % выработки электроэнергии в странах
ОЭСР. В настоящее время мировой опыт эксплуатации
реакторов превысил 12 700 реактор-лет. Совокупно, Франция,
Япония и Соединенные Штаты обладают 57 % мощностей АЭС
в мире; в 2007 г. в шестнадцати странах на АЭС производилось
более четверти их электроэнергии.
В 2006 г. ядерная
энергетика (439
реакторов)
обеспечила 16
% производства
электроэнергии
в мире и 23 % - в
странах ОЭСР.
В июне 2008 в 14 , странах мира и в одном государственном образовании в стадии
строительства находился 41 энергетический реактор: эти блоки увеличат мощности
АЭС в мире на 9.4 %. В Азии среднее время строительства блока АЭС достигло 62
месяцев; из 18 блоков, подключенных к сети в период между декабрем 2001 г. и маем
2007 г., три блока были построены за 48 месяцев или даже быстрее.
Производство электроэнергии на существующих АЭС было увеличено путем
повышения коэффициента использования установленной мощности (КИУМ),
увеличения мощности и возобновления лицензий. За прошедшее десятилетие
КИУМ ядерных энергетических реакторов во всем мире значительно увеличилась;
несмотря на то, что ежегодный прирост генерирующих мощностей составил
только 1 %, производство электроэнергии на АЭС ежегодно увеличивалось на
2.5 %. Повышение мощности существующих АЭС привело к мировую росту ядерных
электрогенерирующих мощностей приблизительно на 7 ГВт (э), а в Соединенных
Штатах Америки, по состоянию на май 2008 г., 48 реакторам были возобновлены
лицензии с продлением их сроки эксплуатации с 40 до 60 лет, причем срок службы
одного из реакторов продлен даже до 2046 г.
Несмотря на то, что большинство услуг по ядерному топливному циклу
сосредоточено во Франции, Российской Федерации, Великобритании и Соединенных
Штатах, 18 стран обладают способностью производить ядерное топливо, осуществляя,
по мере необходимости, импорт обогащенного урана.
Возможный вклад атомной энергетики в мировое энергоснабжение в будущем
Существуют масштабные планы в отношении дальнейшего строительства атомных
электростанций, в особенности в Китае, Индии, Российской Федерации, Украине и
Соединенных Штатах Америки. Что касается Западной Европы, то там нет каких-либо
четко определенных планов по строительству новых АЭС за исключением тех блоков,
которые находятся в стадии строительства в Финляндии и во Франции. Строительство
АЭС поощряется британским правительством, но, до настоящего времени, твердых
заказов не сделано. В последнее время вновь избранное итальянское правительство
также проявило интерес к строительству новых АЭС. Несколько европейских стран –
Бельгия, Германия, Испания и Швеция – прогнозируют существенное уменьшение их
зависимости от атомной энергии, потому что они приняли политику постепенного
сокращения числа ядерных реакторов. Однако, в нескольких из этих стран
политическое мнение разделилось, и атомная энергетика всё еще будет являться
частью энергосистемы в течение некоторого значительного времени: в настоящее
время датой окончательного закрытия АЭС в Германии установлен 2022 г., а в Бельгии
13
Предположения АЯЭ
Пессимистический сценарий – до
2030 г. новые АЭС строятся только для
замещения выбывающих ядерных
мощностей за эти два десятилетия.
Установленные мощности остаются на
прежнем уровне или немного растут
за счет продления срока эксплуатации,
увеличения мощности блоков и
заменой на блоки с большей единичной
мощностью.
Между 2030 и 2050 г.г.:
• Успешно осуществляются улавливание
и хранение углерода.
• Успешно осуществляются производство
энергии из возобновляемых
источников.
• Опыт использования новых ядерных
технологий неудовлетворителен.
• Общественное и политическое
восприятие
• ядерной энергетики низки.
• Оптимистический сценарий –
продолжаются продление сроков
эксплуатации и повышение мощности
блоков. Текущие государственные
планы и авторитетные заявления
о намерениях введения в строй
дополнительных мощностей к 2030 г. в
значительной степени осуществлены.
• дополнительных мощностей к 2030 г. в
значительной степени осуществлены.
Оптимистический сценарий –
продолжаются продление сроков
эксплуатации и повышение мощности
блоков. Текущие государственные планы
и авторитетные заявления о намерениях
введения в строй дополнительных
мощностей к 2030 г. в значительной
степени осуществлены.
Между 2030 и 2050 г.г.:
• Улавливание и хранение углерода
производится не очень успешно.
• Опыт с возобновляемыми источниками
энергии разочаровывающий.
• Опыт применения ядерных технологий
положителен.
• Растет обеспокоенность
общественности изменениями климата
и энергобезопасностью, что серьезно
влияет на правительства.
• Общественно-политическое
восприятие ядерной энергетики
находится на высоком уровне.
• Торговые схемы в отношении углерода
широко распространены и успешны.
14
и Швеции - 2025 г. В странах Восточной Европы
отношение к атомной энергетике намного
более благоприятное. Некоторые страны имеют
твердые намерения построить новые АЭС.
Текущие
государственные
планы
и
авторитетные
заявления
о
намерениях
предполагают, что странами, имеющими
наибольшие
установленные
ядерные
электрогенерирующие мощности в 2020 г. будут
Соединенные Штаты Америки, Франция, Япония,
Российская Федерация, Китай и Корея. Китай
и Соединенные Штаты планируют наибольшее
увеличение установленных мощностей. Страны,
которые производят наибольшее количество
электроэнергии на АЭС, за исключением
Франции, не являются наиболее зависимыми
от этого. Среди вероятных пяти самых крупных
производителей электроэнергии в 2020 году,
вклад атомной энергетики в производство
электричества в Соединенных Штатах и Китае,
как ожидают, будут составлять только 20 % и 5 %
соответственно. Хотя многие в настоящее время
неядерные страны планируют присоединение
к сообществу стран с ядерной энергетикой,
вероятно, их вклад к 2020 г. в мировую
установленную мощность ядерных реакторов
составит лишь около 5 %.
Агентство по Ядерной Энергии (АЯЭ)
разработало прогнозы по оптимистическому
и пессимистическому сценариям в отношении
производства
электроэнергии
на
АЭС,
которые показывают, что в период между
2008 и 2050 г.г. суммарная установленная
мощность АЭС может вырасти с сегодняшнего
уровня в 372 ГВт (э) до величины между 580 и
1 400 ГВт (э). В соответствии с оптимистическим
сценарием, доля атомной энергетики в
мирового производство электроэнергии в
2050 г. увеличится с сегодняшних 16 % 22 %.
Эти прогнозы хорошо согласуются прогнозам
других организаций.
Чтобы достичь такого роста, в период между
2030 и 2050 г.г. ежегодно в среднем необходимо
строить от 23 (пессимистический сценарий) до
54 (оптимистический сценарий) реакторов как
для замещения выводимых из эксплуатации
реакторов, так и для обеспечения прироста
атомных мощностей. Исторический опыт наводит на мысль о том, что в период до
2050 г. в мире могут строиться атомные электростанции со скоростью более чем
достаточной, для того, чтобы выйти на прогнозные оценки АЯЭ по оптимистическому
сценарию. История также подсказывает, что в мире существует возможность строить
АЭС с такой скоростью, которая к 2030 г. позволила бы достичь 30% или даже большего
вклада атомной энергии в мировые электрогенерирующие
мощности, если бы это потребовалось бы странам мира, а не
10% увеличения, как это следует из прогнозов по исходному
Прогнозы АЯЭ
сценарию Международного Агентства по Энергии (МАЭ).
предполагают,
Как оптимистический, так и пессимистический сценарии МАЭ
что до 2050 г.
предсказывают, что в области производства электроэнергии
в производстве
электроэнергии
на АЭС будут доминировать страны ОЭСР. Несмотря на
на АЭС будут
быстрый экономический рост, ожидаемый в Индии и Китае,
доминировать
их прогнозируемый вклад в мировые мощности АЭС в 2050 г.
страны ОЭСР.
будет относительно низким.
Потенциальная роль атомной энергетики в уменьшении
отрицательных последствий роста энергопотребления в мире
Последствия для изменения климата
Анализ, выполненный МПГЭИК, позволяет сделать вывод о
том, что ежегодные выбросы CO2 должны быть уменьшены
вдвое по сравнению с уровнем 2005 г., если последствия
Производство
климатических изменений должны быть сохранены на
электроэнергии –
самый крупный и
допустимом уровне. К 2050 г. ежегодная величина выбросов
наиболее быстро
должна быть сокращена до приблизительно 13 Гт. Оценки
растущий
источник
показывают, что в том случае, если не принимаются серьезные
выбросов парниковых
меры по улучшению положения, в 2050 г. ежегодная величина
газов.
выбросов составит около 60 Гт. Производство электроэнергии
в настоящее время отвечает за 27 % глобальных антропогенных
выбросов CO2 и, безусловно, является самым крупным и наиболее быстро растущим
источником парниковых газов. В течение всего своего жизненного цикла атомная
энергетика практически не вырабатывает CO2.
МЭА высказало предположение о том, что для достижения
этой трудной цели необходима комбинация технологий,
обеспечивающих
чрезвычайно
резкое
повышение
эффективности, как производства, так и использования энергии,
масштабное расширение использования возобновляемых
источников энергии, внедрение в широких масштабах
улавливания и хранения углеродов и очень серьезное
расширение атомной энергетики.
Атомная
энергетика
единственная
фактически
безуглеродная технология, на практике способная обеспечить
энергоснабжение в требуемых масштабах. В соответствии с
прогнозам МЭА по пессимистическому и оптимистическому
Ядерная энергетика
может производить
электроэнергию почти
без выбросов CO2 –
это - единственная
практически
безуглеродная
технология способная
обеспечить
энергоснабжение
требуемых масштабах.
15
сценариям, в 2050 г. выбросы CO2 могут быть уменьшены до величины от 4 до 12 Гт/
год при замещении атомной энергетикой тепловой энергетики на угле, что является
очень значимой величиной при сравнении с рекомендованной МПГЭИК целевой
величиной в 13 Гт/год.
Концепция внешних затрат используемая к расходам производству электроэнергии
относится к компенсацию последствий, не отраженных в цене, включая последствия
изменения климата. Оценки, которые принимают в расчет внешние затраты в
технологических цепочках производства электроэнергии, показывают, что в
расчете на полный жизненный цикл, атомная и гидроэнергетика являются наиболее
конкурентоспособными.
Однако, Киотский протокол не признал атомную энергию в качестве признанной
технологии в рамках своих механизмов «чистого развития» и «совместного внедрения»,
а период подачи заявления по протоколу был слишком короток, чтобы оказать
существенное влияние на решение инвесторов по выбору типа электростанции.
Начался переговорный процесс с целью разработки улучшенного соглашения.
Поскольку электростанции являются самыми крупными источниками CO2, причем
выбросы в этом секторе растут быстрее, чем в каком-либо ином секторе, любое новое
соглашение должно предусматривать гораздо более долгосрочное прогнозирование
и учитывать все возможные варианты.
Последствия для энергобезопасности
Атомная энергетика в большей степени, чем энергетика на основе ископаемого
топлива, способна обеспечить бесперебойность энергоснабжения, потому что
топливо – уран – поставляется из разнообразных источников, а главные поставщики
находятся в странах с устойчивыми политическими системами. Высокая плотность
энергии урана (из одной тонны урана вырабатывается то же количество энергии, что
из 10 000 – 16 000 тонн нефти при использовании существующих технологий) также
означает, что его перевозки менее подвержены нарушениям. Кроме того, высокая
плотность энергии и малая величина вклада стоимости урана
в стоимости производства электроэнергии на АЭС позволяют
Значительно
практически создать большие запасы энергоресурсов.
расширенная
Выявленные запасы урана достаточны, чтобы питать
глобальная
мировое расширение АЭС при использовании однократного
программа ядерной
энергетики могла
уранового топливного цикла (то есть без переработки
бы потенциально
отработавшего топлива), по крайней мере, до 2050 г., что
быть обеспеченной
позволяет в течение нескольких десятилетий искать новые
топливом в течение
залежи урана. Сегодняшнее отношение «запасы/потребление»
тысяч лет, используя
применительно к урану лучше, чем применительно к газу
в выявленные в
или нефти. На основе региональных геологических данных
настоящее время
ожидается, что прогнозируемые ресурсы урана смогут
запасы урана –
обеспечить его поставки в течение нескольких сотен лет.
но это потребует
быстрых реакторовПереработка существующего облученного ядерного
размножителей,
топлива, которое содержит более половины исходного
которых еще нет
количества энергии, могла обеспечить топливо в течение
в коммерческой
приблизительно 700 реактор-лет работы легководных
эксплуатации.
реакторов мощностью 1000 МВт (э), работающих при 80 %-ом
коэффициенте использования установленной мощности.
16
Существующие дополнительные ресурсы, такие, как запасы обедненного урана, уран
и плутоний, выведенные из оборонных программ, могли бы обеспечить ядерное
топливо приблизительно еще в течение 3100 реактор-лет.
Преобразование неделящихся изотопов урана в делящийся материал в
реакторах-размножителях на быстрых нейтронах с закрытыми топливными циклами
может увеличить извлекаемую из урана энергию в 60 раз. Эта технология могла бы
обеспечить поставки ядерного топлива в течение нескольких тысяч лет, однако
реакторы на быстрых нейтронах все еще не дошли до стадии коммерческой
эксплуатации. Во Франции, Российской Федерации, Индии и Японии есть действующие
реакторы на быстрых нейтронах (некоторые из них являются исследовательскими
реакторами).
Последствия для здоровья
Увеличивающееся использование энергии несет с собой отрицательное воздействие
на здоровье человека. Воздействие на здоровье наружного загрязненного воздуха
точно неизвестно, но, по оценке отчета ОЭСР «Экологическая перспектива до 2030 г.»,
в настоящее время это вызывает ежегодно почти один миллион преждевременных
смертельных случаев. Ядерная энергия смогла бы внести свой вклад в сокращение
отрицательного воздействия на здоровье потребления ископаемого топлива.
Рациональная оценка влияния на здоровье альтернативных технологий
производства электричества должна принимать во внимание как долгосрочное
влияние на здоровье возможных аварийных выбросов радиоактивности, так и
значительно преобладающие эксплуатационные выбросы от сжигания ископаемого
топлива. Газообразные твердые (в виде макрочастиц) выбросы от сжигания
ископаемого топлива (SOx, NOx, мелкие макрочастицы), как известно, оказывают
существенное пагубное воздействие на здоровье. Анализ всего производственного
цикла по технологической цепочке производства электроэнергии показывает, что
атомная энергия (включая влияние радиоактивных выбросов) является одной из
лучших технологий производства энергии с точки зрения исключения вредного
воздействия выбросов на здоровье человека. Потери человеческих жизней в
результате вредного воздействия выбросов значительно превышают потери жизней
в результате аварий в цепях энергоснабжения.
Сравнение кривых распределения последствий на основе реальных данных
по авариям для полных технологических цепочек различных энерготехнологий в
странах ОЭСР за период 1969-2000 г.г. показал, что атомная энергетика значительно
более безопасна, чем энергетика, основанная на нефти, угле и природном газе,
которые, в свою очередь, гораздо безопаснее, чем сжиженный нефтяной газ. Однако,
озабоченности общественности и политиков сосредоточены на крупных авариях с
очень малой вероятностью, которые, в долгосрочной перспективе, могут привести к
смертельным случаям в результате выброса радиоактивности.
Решение проблем, стоящих перед атомной энергетикой
Несмотря на потенциал атомной энергетики в точки зрения уменьшения
глобальных экологических и социально-экономических угроз, существенная
часть общественности полагает, что риски ядерной энергии перевешивают ее
17
Если ядерная
энергетика должна
полностью проявить
свой потенциал,
общественность
должна понимать
вопросы
безопасности,
захоронения отходов,
нераспространения и
стоимости.
преимущества. Если атомная энергетика должна в течение
ближайших десятилетий полностью проявить свой потенциал,
то до сознания общественности и политических деятелей
необходимо довести понимание различных аспектов ядерной
технологии, в особенности, таких, как ядерная безопасность,
захоронение радиоактивных отходов, снятие установок
с эксплуатации, обеспечение физической безопасности и
нераспространение ядерных материалов, и стоимостные
показатели.
Безопасность
Атомная промышленность должна относиться к безопасности и
защите окружающей среды как к своим главным приоритетам.
Быстрое развитие атомной энергетики в 1970-ых и 1980-ых годах остановилось, в
основном, в результате аварий на АЭС «Тримайл Айленд» и Чернобыльской АЭС. В
то же самое время, во многих странах низкие цены на ископаемое топливо сделали
новые ядерные установки неэкономными. Несмотря на современные высокие цены
на ископаемое топливо, ещё одна серьезная авария могла бы привести к тяжелым
последствиям для будущего атомной энергетики не зависо от
того, произойдет или нет выброс значительного количества
Международное
радиоактивности в окружающую среду.
сообщество работает
Ядерная безопасность - глобальная проблема: серьезное
над инициативами,
событие в одной стране может оказать существенное влияние
направленными
на её соседей. Хотя ответственность за обеспечение ядерной
на увеличение
безопасности лежит на каждой отдельно взятой стране,
эффективности
международное ядерное сообщество стремится увеличить
и действенности
регулирующих
согласованность национальных практик по обеспечению
органов, с точки
безопасности через Многонациональную программу оценки
зрения повышения
проектов (МНПОП) и другие международные инициативы.
интереса к
МНПОП - инициатива, предпринятая десятью странами с
строительству новых
поддержкой АЯЭ, направленная на развитие инновационных
АЭС и разработке
подходов с целью наилучшего использования ресурсов
АЭС следующего
поколения.
и опыта национальных регулирующих органов, перед
которыми будет стоять задача изучения новых проектов АЭС.
Главная цель МНПОП состоит в том, чтобы создать эталонные
регулирующие методы и правила, направленные на повышение безопасности
при проектировании новых реакторов. Получившееся слияние методов и
правил регулирования должно способствовать развитию сотрудничества между
регулирующими органами, повышая эффективность и действенность рассмотрения
проектов регулирующими органами, что является в каждой стране частью процесса
лицензирования.
Реакторы новых проектов обладают пассивными системами безопасности,
которые предназначены, чтобы удержать реактор в безопасном состоянии, в
особенности во время неожиданной ситуации, без использования активных систем
управления. Некоторые перспективные реакторы малой мощности, которые
ещё не построены, имеют интегрированную систему охлаждения, при которой
парогенераторы, компенсаторы давления и насосы размещены внутри корпуса
18
реактора, что сокращает вероятность и уменьшает последствия аварий с потерей
теплоносителя.
Атомная энергетика может развиваться даже в тех странах, которые обладают
очень ограниченным опытом в этой отрасли энергетики и регулировании ядерной
деятельности. Долг международного сообщества и, в частности, стран-поставщиков,
заключается в том, чтобы обеспечить, что эти “новые” ядерные государства следуют
соответствующим промышленным и регулирующим подходам и выполняют
адекватные юридические процедуры.
Захоронение радиоактивных отходов и вывод из эксплуатации
Низкорадиоактивные и короткоживущие отходы активностю среднего уровня
составляют наибольший объем радиоактивных отходов, но содержат лишь малую
часть общей радиоактивности. Технологии для захоронения этих отходов хорошо
разработаны, и большинство стран с крупномасштабными атомными программами
эксплуатируют установки для захоронения отходов или находятся на продвинутой
стадии разработки таких технологий.
До сих пор задержки и провалы в осуществлении некоторых основных программ
захоронения высокорадиоактивных отходов продолжают оказывать существенное
отрицательное воздействие на престиж атомной энергетики. Правительства и атомная
индустрия должны сотрудничать для обеспечения безопасности захоронения отходов.
Поскольку захоронения высокоактивных отходов ещё не
производилось, то у некоторых сложилось впечатление, что это
Неудачи в
строительстве
является технически очень трудным или даже невозможным.
установок для
Кроме того, иногда полагают, что захоронение радиоактивных
захоронения отходов
отходов и снятие с эксплуатации предельно дороги.
высокого уровня
Количества нарабатываемых высокоактивных отходов
активности являются
невелико, и они могут безопасно храниться в течение
важным фактором
длительного времени. Водяной реактор мощностью 1000 МВт (э)
в негативном
восприятии ядерной
ежегодно нарабатывает около 25 тонн отработавшего топлива
энергетики, но
(ОЯТ), которое может быть упаковано для захоронения как
в настоящее
высокоактивные отходы; в том же случае, если отработавшее
время достигнут
топливо подвергается переработке, то из 25 тонн ОЯТ
международный
получается около 3 м3 остеклованных высокоактивных
консенсус в
отходов.
отношении их
захоронения в
В настоящее время во всем мире единодушно считается,
геологических
что окончательным решением вопроса ОЯТ и высокоактивных
формациях.
отходов является их захоронение в геологических формациях,
хорошо обоснованное технологически. До настоящего
времени лицензий на захоронение ОЯТ и высокоактивных
отходов не выдано, однако в этом деле намечается прогресс на путях процесса
принятия решений в национальных масштабах при участии заинтересованных
сторон. В Соединенных Штатах была выбрана площадка и проведена значительная
исследовательская работа. В Финляндии выбор площадки получил политическую
поддержку и поддержку на местном уровне, и возможно, что Швеция может скоро
оказаться в таком же положении. Во многих других странах, включая Францию,
Японию и Великобританию в настоящее время идет поиск приемлемых площадок для
19
захоронения высокоактивных отходов. Если все страны, исследующие возможность
захоронения в геологических формациях, достигнут успеха в введении захоронений
в эксплуатацию до 2050 г., то только в отношении четверти ОЯТ и высокоактивных
отходов, наработанных в соответствии с оптимистическим сценарием АЯЭ, не будет
принято решения о способе захоронения.
Есть опыт успешного снятия с эксплуатации различных ядерных установок, включая
несколько американских АЭС с мощностью более 100 МВт (э), которые были полностью
сняты, с последующим захоронением полученных отходов. Анализ, проведенный
Министерством торговли и промышленности Великобритании показал, что расходы
на обращение с отходами и на снятие с эксплуатации применительно к АЭС составляет
лишь 3 % от общих затрат на производство электроэнергии. Существуют схемы
финансирования выполнения обязательств по снятию с эксплуатации.
Считается, что 70 % сегодняшних обязательств в мире по снятию ядерных установок
с эксплуатации связаны с военной деятельностью в рамках холодной войны, а не с
гражданскими атомными электростанциями.
Нераспространение и сохранность
Многие выражают озабоченность по поводу возможности
использования в военных целях материалов или технологий,
разработанных для мирного применения при выработке
электроэнергии.
Система
гарантий
Международного
агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) в рамках Договора о
нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) хорошо послужила
на благо международному сообществу для предотвращения
переключения гражданских ядерных материалов и технологий
на военное использование. ДНЯО подписан 191 страной и
вступил в силу в 1970 г.; в 1995 г. его срок действия был продлен
на неопределенный срок. Меры гарантий поддержаны
дипломатическими, политическими и экономическими мерами и дополнены
средствами контроля экспорта чувствительных технологий.
Договор о
нераспространении
ядерного оружия
в течение четырех
десятилетий
успешно сдерживал
распространение
ядерного оружия.
ДНЯО являлся правовой основой международного режима ограничения
распространения ядерного оружия в течение почти четырех десятилетий. Несмотря
на это, его поддержка и будущая его эффективность могут оказаться под угрозой
в результате различных изменений в политике, юриспруденции и технике. Чтобы
обеспечить его длительный успех, договор должен быть усовершенствован.
Обеспокоенности в отношении распространения технологий переработки и
обогащения привели к тому, что МАГАТЭ вынуждено было предложить многосторонние
подходы по ядерной энергии к усилению гарантий нераспространения в отношении
установок ядерного топливного цикла. Они нацелены на укрепление существующих
коммерческих договоренностей в отношении обогащения и переработки путем
применения целого набора возможных механизмов: осуществление международных
гарантий на поставки ядерного топлива; добровольная передача существующих
под национальным управлением установок под многонациональное управление;
создание новых многонациональных установок по обогащению и по захоронению
ОЯТ, основанных на совместной собственности.
20
Перспективы Ядерной Энергии 2008 – KРАТКОЕ CОДЕРЖАНИЕ, ©OECD 2008
В стадии обсуждения и разработки находится еще несколько других предложений.
В их число входят инициатива по созданию Глобального Товарищество по Ядерной
Энергии (ГТЯЭ), выдвинутая Соединенными Штатами, членами которого на август
2008 г. являются 21 государство, и проект Российской Федерации по созданию
Международный центра по обогащения урана (МЦОУ). Предложения от Японии,
Германии и группы шести стран, владеющих коммерческими обогатительными
установками, также поспособствовали международным дебатам.
В то время как международный режим гарантий является важным компонентом
увеличения устойчивости к распространению, меры по проектированию могут
способствовать внедрению мер гарантий. Ведется разработка перспективных
ядерных технологий с увеличенной устойчивостью к угрозам распространению и с
увеличенной сопротивляемостью в отношении угроз саботажа и терроризма.
Стоимость и финансирование
Проведенное АЯЭ и МЭА в 2005 г. международное сравнение выравненной
стоимости энерговыработки для атомных, угольных и газовых электростанций,
продемонстрировало конкурентоспособность АЭС при незначительной зависимости
от местных условий. С тех пор, цены на нефть выросли вчетверо (по состоянию на
июнь 2008 г.), причем цены на другие виды ископаемого топлива следуют в этом же
направлении. В соответствующих условиях строительство и эксплуатация новых
АЭС явно экономически целесообразно. Однако, анализ
чувствительности расходов на выработку электроэнергии
на атомных электростанциях показывает, что они особенно
Международное
сравнение
зависят от сложившихся на данный момент времени стоимости
показывает, что
строительных работ и от стоимости капитала (затраты на
ядерная энергетика
финансирование). Большие предварительные расходы также
конкурентоспособна
не радуют инвесторов. Экономические проблемы атомной
по сравнению с
энергетики лежат скорее в плоскости инвестиция, а не
углем и газом – но
выравненной стоимости энерговыработки.
правительства,
возможно, должны
Стоимость производства электроэнергии на АЭС состоит
смягчить риски,
из трех основных составляющих: капиталовложения,
связанные с
эксплуатация
и
обслуживание,
топливный
цикл.
лицензированием
Капиталовложения, необходимые для строительства атомных
и планированием,
электростанций, как правило, составляют 60 % от общей
для поощрения
стоимости производства электроэнергии, в то время как
инвестиций в
эксплуатация и обслуживание и топливный цикл составляют
ядерную энергетику.
приблизительно 25 % и 15 % соответственно. Стоимость
самого урана составляет только около 5 % от стоимости
производства электроэнергии на АЭС. Это заметно отличается
от структуры стоимости электроэнергии тепловых электростанций, в особенности
тех, которые работают на газе, где доминирующие затраты – это затраты на топливо.
Для существующих АЭС введение конкуренции на оптовых рынках электроэнергии
в целом оказалось полезным. Конкурентное давление заставляет заниматься
совершенствованием эксплуатации, позволяя реализовывать полную стоимость
активов. Как на новых, так и на существующих АЭС улучшение экономических
показателей может быть достигнута за счет повышения мощности блоков, продления
сроков эксплуатации и повышения коэффициента использования установленной
Перспективы Ядерной Энергии 2008 – KРАТКОЕ CОДЕРЖАНИЕ, ©OECD 2008
21
мощности (КИУМ). Во всем мире за прошедшие 15 лет средняя величина КИУМ
увеличилась почти на 10 %, достигая теперь 83 %. В 2006 г. средний КИУМ превысил
90 %, а в 2007 г. количество стран с такими показателями выросло до шести, причем
у лучших реакторов в мире КИУМ составляет около 95 %. Мощность многих АЭС
была увеличена, причем на некоторых АЭС уровень увеличения достиг 20 %.
У значительного количества реакторов лицензированные сроки службы были
продлены с 40 до 60 лет.
Большие начальные капитальные затраты на строительство новых АЭС и
длительность процессов лицензирования заставляет относиться к строительству
новых объектов с большой настороженностью. Правительства, желающие
поощрить инвестиции в атомную энергетику, должны, возможно, устранить или
смягчить реальные или мнимые финансовые риски, связанные с лицензированием,
планированием и обращением с радиоактивными отходами и снятием с эксплуатации.
Достижение широкого национального согласия по атомной программе также было
бы благоприятным для снижения политических рисков для инвесторов.
Помимо этого, правительства, возможно, должны ввести в действие четкую
систему долгосрочных соглашений, предусматривающих платежи за произведенные
в окружающую среду выбросы углерода. Для атомной энергетики большинство
потенциальных внешних затрат было уже учтено, тогда как для энергетики на
ископаемом топливе внешние затраты имеют примерно ту же величину, что и прямые
затраты. Способ налогообложения дохода компании от производства электроэнергии
также может повлиять на относительную конкурентоспособность технологии
производства электроэнергии, препятствуя строительству таких капиталоемких
установок, как АЭС и электростанции на возобновляемых источниках энергии.
Правительства должны обеспечить, что цели их энергетической политики согласованы
с режимами налогообложения.
Правовые рамки, инфраструктура и ресурсы
Одна из самых
важных задач
расширения
ядерной энергетики
- убедить страны с
новыми ядерными
программами
соблюдать условия
международных
правовых рамок.
22
На сегодняшний день международные правовые рамки состоят
из пакета юридически обязывающих договоров, конвенций,
соглашений и резолюций, дополненных многочисленными
сводами правил, руководящими принципами и стандартами,
которые не являются юридически обязывающими. За прошедшие
пять десятилетий правовые рамки подверглись существенным
изменениям. Как на национальном, так и на международном
уровне правовые рамки должны быть достаточно гибкими, чтобы
адаптироваться к будущим событиям, включая существенное
увеличение производства энергии на АЭС во всем мире. Одна из
наиболее важных задач будет заключаться в том, чтобы убедить
страны с новыми программами атомной энергетики соблюдать
положения международных правовых документов. Та же задача
будет актуальной в отношении стран, которые уже имеют
атомные программы, но которые пока отказываются приводить
в соответствие их режимы с существующими международными
правовыми рамками.
Перспективы Ядерной Энергии 2008 – KРАТКОЕ CОДЕРЖАНИЕ, ©OECD 2008
Национальные регулирующие органы являются важным компонентом
национальных правовых рамок. Очень важно, чтобы регулирующие органы обладали
следующими признаками:
• адекватной юридической авторитетностью, технической и организационной
компетентностью;
• человеческими и финансовыми ресурсами, достаточными для выполнения
возложенных на регулирующие органы обязанностей;
• свободой от неправомерного влияния и давления, которые могут войти в
противоречие с интересами безопасности.
При ожидаемом увеличении спроса на атомную энергетику, заинтересованные
стороны могут настаивать не только на принятии более всеобъемлющего и
определенного национального законодательства, но и более эффективных
международных соглашений по участию общественности в этих процессах.
Дальнейшее развитие и осуществление эффективного управления - необходимый
шаг к обучению, поддержке общественности и вовлечению её в процесс выработки
решений и формирования будущего атомной энергетики. Для того чтобы это
осуществлялось эффективно, требуются правовые рамки, которые поддержат
прозрачность информации и вовлеченность заинтересованных сторон. Законодатели,
вероятно, обеспечат, чтобы заинтересованные стороны получали всё больше прав для
участия в процессе принятия решений в области атомной энергетики в соответствии
с установленными юридическими процедурами. Законодатели уже убеждены, что
увеличение причастности заинтересованных сторон к процессу принятия решений в
области атомной энергетики приведет к осуществлению более эффективной политики
по атомной энергетики и экологии, которые помогут и будут построить общественное
доверие и уверенность.
В настоящее время многие работники атомной энергетики получили образование
и начали свои карьеры во время быстрого наращивания ядерных программ в 1960-х и
1970-х годах. Сейчас эти люди уже подошли к пенсионному возрасту или уже оставили
работу в атомной технологии. Длительный срок жизни АЭС вместе с требованием к
технической компетентности означает, что атомная технология сейчас во многих
странах стоит перед проблемами сохранения существующего практического
опыта и компетентности, а также развития профессионального
образования для обеспечения любого расширения атомной
Стареющий персонал
энергетики. На наличие адекватных человеческих ресурсов
ядерной энергетики,
отрицательно повлияла растущая либерализация рынка
историческое
электричества, которая приводит к давлению, направленному
замедление
на уменьшение затрат, а также к уменьшению бюджетного
строительства новых
финансирования для ядерных исследований. Большинство
АЭС и требования к
стран
признало
необходимость
обеспечить
наличие
специализированной
компетентности
квалифицированных человеческих ресурсов, и недавние
означают, что
международные, региональные и национальные инициативы
ядерный сектор
были нацелены на способствование привлечению большего
теперь сталкивается
количества студентов в область ядерной энергетики. Хотя в этом
с трудностями в части
деле и был достигнут некоторый прогресс, предстоит сделать
обеспеченности
гораздо больше.
человеческими
Ядерные исследования являются важными во многих областях,
ресурсами.
включая безопасность, обращение радиоактивными отходами, и
Перспективы Ядерной Энергии 2008 – KРАТКОЕ CОДЕРЖАНИЕ, ©OECD 2008
23
развитие ядерной науки и техники. В течение 1990-х годов большинство правительств
стран ОЭСР с атомными программами уменьшило финансирование, направленное
на НИОКР в области термоядерной энергии. Это сокращение финансирования
национальных программ увеличило важность таких международных организаций,
как АЯЭ и МАГАТЭ, которые являются местом объединения знаний и ресурсов
национальных лабораторий, промышленности и университетов. Они также играют
важную роль в деятельности, связанных с обеспечением преемственности знаний.
В последние годы сокращение количества построенных во всем мире АЭС привело
к значительному сворачиванию атомной строительной промышленности, что, в свою
очередь, привело в настоящее время к ограничению мощностей по строительству
новых АЭС. При наличии спроса мощности атомной строительной индустрии могут
быть восстановлены. Есть некоторые свидетельства того, что это уже происходит.
Атомная энергетика и общество
При условии, что электроэнергия, произведенная на АЭС, конкурентоспособна,
люди начинают проявлять большую обеспокоенность скорее некоторыми
аспектами, окружающими атомную энергетику (радиоактивные отходы, терроризм
и распространение ядерных материалов), чем фактической эксплуатацией
электростанций. Вероятно, оппозиция атомной энергетике значительно бы
уменьшилась, если бы был решен вопрос с площадками для захоронения отходов.
Однако более половины граждан Европейского Сообщества полагают, что риски
атомной энергетики перевешивают его преимущества, в особенности, если они живут
в странах без атомной энергетики, в связи с чем не имеют в этом
вопросе личного опыта, или если они не ощущают себя хорошо
информированными. Увеличение знаний об атомной энергетике
Если ядерная
энергетика должна
приводит к увеличению уровня поддержки, но большинство
развиваться, то все
людей чувствует, что их уровень знаний недостаточен. Ученые
более важными
и неправительственные организации пользуются наибольшим
становятся
доверием с точки зрения предоставления информации.
отношения между
Гораздо меньше доверяют национальным правительствам,
политиками, ядерной
энергетическим компаниям и органам по ядерной безопасности.
промышленностью
Если атомная энергетика должна развиваться, то все более
и обществом, что
важными становятся отношения между политиками, атомной
приводит к развитию
знаний и увеличению
промышленностью и обществом, что приводит к развитию
вовлеченности
знаний и увеличению вовлеченности общественности в эти
общественности в эти
процессы.
процессы.
Было показано, что обеспечение всестороннего понимания
проблемы атомной энергетики гражданами через их прямую
вовлеченность в эти процессы является очень эффективным.
Несмотря на то, что предоставление информации необходимо, чтобы общество
составило лучшее представление о рисках ядерной энергии, создание общественного
доверия следует признать одинаково важным делом. Общение должно быть
открытым и прямым, и должно сбалансированно подходить к определению
приоритетов среди таких противоречивых требований, как безопасность и давление
по финансированию.
24
Перспективы Ядерной Энергии 2008 – KРАТКОЕ CОДЕРЖАНИЕ, ©OECD 2008
Развитие технологий
Перспективные реакторы
Перспективные реакторы – это реакторы поколений III, III+ и
IV. Приблизительно на 80 % современных АЭС используются
легководные реакторы II-го поколения, главным образом
построенные в 1970-х и 1980-х годах, причем ожидается, что до
середины нынешнего столетия эти реакторы останутся основным
типом, используемым для производства электроэнергии. Однако
большинство будущих АЭС будет использовать реакторы
поколения III+; четыре легководных реактора этого поколения
уже находятся в эксплуатации и ещё несколько находятся в
стадии строительства. Реакторы этого поколения обладают
улучшенными характеристиками по безопасности и по
экономике, чем реакторы поколения II, находящиеся в настоящее
время в эксплуатации.
Ядерная энергия
смогла бы вносить всё
увеличивающийся
вклад в производство
тепловой и
электрической
энергии без
выбросов углерода
в окружающую
среду; производство
водорода на
ядерных установках
как топлива для
транспорта - важное
потенциальное
направление
развития.
В будущем атомная энергетика смогла бы вносить все
увеличивающийся вклад как в производство электрической,
так и тепловой энергии практически без выбросов углерода
в окружающую среду. В настоящее время тепловая энергия,
получаемая на легководных реакторах, используется для
двух целей – для централизованного теплоснабжения и для опреснения воды.
Большинство других производственных процессов требует температур, которые
могут быть произведены лишь высокотемпературными газоохлаждающими
реакторами (ВТГР). ВТГР вырабатывают электроэнергию на газотурбинном
генераторе, причем они работают при температурах, достаточных для
производства водорода и для других технологических применений. В целом, в мире
осуществляются крупные инвестиции в НИОКР, направленные на производство
водорода при помощи ядерной энергии, которые стимулируются желанием
уменьшить зависимость от импортированной нефти, причем ожидается, что
такие установки вступят в коммерческую эксплуатацию приблизительно в 2020 г.
Производство водорода могло бы стать одним из основных применений ядерной
энергии в ближайшие десятилетия.
Большая часть спрогнозированного роста мирового потребления электроэнергии
будет происходить в развивающихся экономиках, где не всегда крупные АЭС,
разрабатываемые и строящиеся в странах с передовой атомной энергетикой,
соответствуют нуждам этих стран. За пределами работы в режиме базовой
электрической нагрузки в крупных и развивающихся экономиках, таких как Китай
и Индия, крупные АЭС не всегда будут работать эффективно. Географическая
изоляция некоторых центров народонаселения превращает их в кандидаты на
размещение реакторов малой и средней мощности (РМСМ), в особенности, если
станции также вырабатывают тепловую энергию и/или питьевую воду. В настоящее
время рассматриваются многие проекты РМСМ поколения III/III+, причем примерно
половиной проектов не предусматривается необходимость перегрузки ядерного
топлива на площадке с целью сокращения капитальных затрат и облегчения
выполнения гарантий нераспространения. В основном, это легководные реакторы
с внутренне присущей безопасностью и пассивными системами безопасности,
Перспективы Ядерной Энергии 2008 – KРАТКОЕ CОДЕРЖАНИЕ, ©OECD 2008
25
такими, как интегральная система теплоносителя первого контура; такие проектные
особенности делают их особенно пригодными в странах с ограниченным опытом
в атомной энергетике. Однако технологии РМСМ еще не разработаны до стадии
коммерческого применения.
В более долгосрочной перспективе ожидается, что после 2030 г. произойдет
коммерциализация энергетических систем IV-го поколения на перспективных
реакторах. Во всем мире в стадии рассмотрения находится большое количество
проектов перспективных реакторов, и ясно, что развитие международного
сотрудничества
призвано
максимизировать
результаты
НИОКР в условиях недостаточности финансирования. Важной
особенностью энергетических систем IV-го поколения является
Термоядерная
дальнейшее повышение сопротивления распространению и
энергия находится
улучшение физической защиты от воздействия террористов.
все еще в
Для подробных НИОКР Международным форумом «Поколение
экспериментальной
стадии и вряд ли
IV» было отобрано шесть энергетических систем вместе
будет готова для
с их топливными циклами. Некоторые из этих систем
коммерческого
базируются на реакторах на быстрых нейтронах с замкнутым
производства
топливным циклом. В настоящее время действуют, по крайней
электроэнергии по
мере, три международные инициативы, направленные на
крайней мере, до
поддержание безопасной, не наносящей ущерба окружающей
второй половины
среде и обладающей устойчивостью к распространению,
столетия.
конкурентоспособной и надежной атомной технологии, которая
свела бы к минимуму наработку радиоактивных отходов:
• Международный форум «Поколение IV», для которого АЯЭ обеспечивает
Технический секретариат;
• Руководимое США Глобальное товарищество по атомной энергии;
• Руководимый МАГАТЭ Международный проект по инновационным ядерным
реакторам и топливным циклам.
На научно-исследовательском уровне был реализован контролируемый ядерный
синтез, хотя только и в течение нескольких секунд. Центр ядерных исследований
«Кадараш» во Франции был выбран как местоположение Международного
термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР) стоимостью 5 миллиардов
Евро, который представляет собой следующий важный шаг развитии ядерных
технологий. Эта технология несравненно более сложна, чем расщепление ядра атома,
и экономические аспекты термоядерного синтеза очень сомнительны; технология
термоядерного синтеза едва ли будет готова для коммерческого производства
электроэнергии ранее, по крайней мере, второй половины текущего столетия.
Перспективные топливные циклы
Текущая практика в отношении отработавшего ядерного топлива провела черту между
теми странами, которые подвергают ОЯТ переработке и теми, которые намереваются
непосредственно поместить отработавшее топливо после соответствующей упаковки
в окончательное хранилище в геологической формации. Из трех стран с самыми
большими парками ядерных реакторов, Франция подвергает топливо переработке и
оказывает услуги по переработке другим странам на коммерческой основе; Япония
ведет сама переработку топлива, покупает услуги по переработке в других странах
26
Перспективы Ядерной Энергии 2008 – KРАТКОЕ CОДЕРЖАНИЕ, ©OECD 2008
и развивает свои собственные производственные мощности; Соединенные Штаты
переработкой не занимаются, хотя раньше они обладали такими возможностями.
Существующая коммерческая технология переработки позволяет извлекать
неиспользованный
уран,
возвращать
плутоний
для
использования в смешанном оксидном топливе для
Передовые
легководных реакторов или для перспективных реакторов
технологии
на быстрых нейтронах, а также дает возможность сократить
переработки ОЯТ
объемы отходов для захоронения в глубоких геологических
обещают устранить
долгоживущие
формациях. Однако очень низкая цена на уран в течение
радиоизотопы из
1990-ы годов сделала переработку ОЯТ менее привлекательной
радиоактивных
экономически, а выделение плутония вызвало озабоченности в
отходов.
отношении потенциальных рисков распространения. В течение
нескольких последних лет цены на уран восстановились до
прежнего уровня.
В нескольких странах ведется разработка передовых технологий переработки,
в том числе в рамках международного сотрудничества по линии Международного
форума «Поколение IV» и руководимого США Глобального товарищества по атомной
энергии. Эти технологии потенциально обладают многими преимуществами. Если
не выделять плутоний из урана, то риски распространения можно уменьшить.
Выделение долгоживущих изотопов из отработавшего топлива для последующего
облучения может привести к их уничтожению (трансмутация). Радиотоксичность
отходов, получаемых в результате переработки отработавшего топлива, впоследствии
уменьшается, благодаря естественному радиоактивному распаду до величины
меньшей, чем радиотоксичность природного урана, из которого было изготовлено
ядерное топливо, всего за несколько сотен лет. Захораниваемые в геологическом
могильнике объемы отходов и тепловые нагрузки на этот могильник могут быть
значительно уменьшены, что позволит значительно увеличить емкость данного
захоронения.
Использование тория для производства энергии в ядерных реакторах также
возможно; полагают, что тория в земной коре содержится значительно больше, чем
урана. Природный изотоп тория может быть превращен в расщепляющийся изотоп
урана. Во многих странах проводились НИОКР топливных циклов, основанных на
тории, но технологии в коммерческом масштабе разработано не было.
Перспективы Ядерной Энергии 2008 – KРАТКОЕ CОДЕРЖАНИЕ, ©OECD 2008
27
ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT
The OECD is a unique forum where the governments of 30 democracies work together to address
the economic, social and environmental challenges of globalisation. The OECD is also at the forefront of
efforts to understand and to help governments respond to new developments and concerns, such as corporate governance, the information economy and the challenges of an ageing population. The Organisation
provides a setting where governments can compare policy experiences, seek answers to common problems,
identify good practice and work to co-ordinate domestic and international policies.
The OECD member countries are: Australia, Austria, Belgium, Canada, the Czech Republic, Denmark,
Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Japan, Korea, Luxembourg, Mexico,
the Netherlands, New Zealand, Norway, Poland, Portugal, the Slovak Republic, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey, the United Kingdom and the United States. The Commission of the European Communities
takes part in the work of the OECD.
OECD Publishing disseminates widely the results of the Organisation’s statistics gathering and research on economic, social and environmental issues, as well as the conventions, guidelines and standards
agreed by its members.
This work is published on the responsibility of the Secretary-General of the OECD. The opinions
expressed and arguments employed herein do not necessarily reflect the official views of the Organisation
or of the governments of its member countries.
NUCLEAR ENERGY AGENCY
The OECD Nuclear Energy Agency (NEA) was established on 1st February 1958 under the name of
the OEEC European Nuclear Energy Agency. It received its present designation on 20th April 1972, when
Japan became its first non-European full member. NEA membership today consists of 28 OECD member
countries: Australia, Austria, Belgium, Canada, the Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany,
Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Japan, Luxembourg, Mexico, the Netherlands, Norway, Portugal,
the Republic of Korea, the Slovak Republic, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey, the United Kingdom
and the United States. The Commission of the European Communities also takes part in the work of the
Agency.
The mission of the NEA is:


to assist its member countries in maintaining and further developing, through international cooperation, the scientific, technological and legal bases required for a safe, environmentally friendly and economical use of nuclear energy for peaceful purposes, as well as
to provide authoritative assessments and to forge common understandings on key issues as input
to government decisions on nuclear energy policy and to broader OECD policy analyses in areas
such as energy and sustainable development.
Specific areas of competence of the NEA include safety and regulation of nuclear activities, radioactive waste management, radiological protection, nuclear science, economic and technical analyses of the
nuclear fuel cycle, nuclear law and liability, and public information. The NEA Data Bank provides nuclear
data and computer program services for participating countries.
In these and related tasks, the NEA works in close collaboration with the International Atomic Energy
Agency in Vienna, with which it has a Co-operation Agreement, as well as with other international organisations in the nuclear field.
© OECD 2008
OECD freely authorises the use, including the photocopy, of this material for private, non-commercial purposes. Permission to photocopy portions of this material for any public use or commercial purpose may be obtained from the Copyright
Clearance Center (CCC) at [email protected] or the Centre français d’exploitation du droit de copie (CFC) [email protected]
cfcopies.com. All copies must retain the copyright and other proprietary notices in their original forms. All requests for
other public or commercial uses of this material or for translation rights should be submitted to [email protected]
How to order NEA publications
Visit our website at www.nea.fr
Nuclear Energy Outlook (NEO) – 2008
ISBN 978-92-64-05410-3
460 pages
Price: € 105, USD 161, £ 81, ¥ 1 710.
NEA publications on sale can be purchased online at:
www.oecd.org/bookshop/
(Secure payment with credit card.)
Or send your order to the nearest OECD sales point:
In North America
In the rest of the world
OECD Publications
c/o Turpin Distribution
The Bleachery, 143 West Street
New Milford, CT 06776, USA
Toll free: 1 (800) 456 6323
Fax: 1 (860) 350 0039
E-mail: [email protected]
OECD Publications
c/o Turpin Distribution
Pegasus Drive, Stratton Business Park
Biggleswade, Bedfordshire, SG18 8QB, UK
Tel.: +44 (0) 1767 604960
Fax: +44 (0) 1767 601640
E-mail: [email protected]
Free NEA publications can be downloaded at:
www.nea.fr
Paper copies can be obtained by writing to the:
NEA Publications Section
12, boulevard des Îles, F-92130 Issy-les-Moulineaux, France
Tel.: +33 1 45 24 10 15; Fax: +33 1 45 24 11 10
E-mail: [email protected]
Скачать