Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Болятко Екология ядерной и возобновляемой енергетики 2010

.pdf
Скачиваний:
127
Добавлен:
16.08.2013
Размер:
7.71 Mб
Скачать

Таблица 9.5

Потерянные годы жизни населения Европы (чел·лет/ТВт·ч) при производстве электроэнергии, выработанной

на основе различных источников энергии

Источник

Уголь

Уголь

Природ-

Солнечная

Ядерная

Ветровая

энергии

бурый

каменный

ный газ

энергетика

энергетика

энергетика

Потерян-

 

 

 

 

 

 

ные годы

164

136

44

14

7

3

жизни

Различные энерготехнологии традиционно не включают в тариф на производимую электроэнергию затраты на экологические мероприятия (рекультивацию карьеров, нефтяных и газовых скважин, восстановление природных ландшафтов в местах добычи ископаемых, утилизацию отходов производства и т.п) и тем самым перекладывают эти затраты на другие предприятия или на общество в целом (табл. 9.6). Прежде всего это касается энергетики на углеводородном топливе. Обращают на себя внимание очень низкие внешние затраты ядерной энергетики. Это связано с тем, что ядерная энергетика – единственная энерготехнология, которая в тарифе на производимую электроэнергию учитывает затраты на обращение с отработанным топливом и другие задачи экологической безопасности.

Таблица 9.6

Внешние затраты на сохранение окружающей среды при производстве электроэнергии в странах ЕС, евро/МВт [7]

Источник/технология

Затраты

Уголь

20–150

Нефть

30–110

Газ

10–40

Ядерная энергия

2–7

Биомасса

30

ГЭС

10

Солнечная энергия

6

Ветер

3

251

Важным социально-экономическим эффектом развития энерготехнологий, наряду с их энергоэффективностью и экологичностью, является создание новых рабочих мест. В частности, технологии, связанные с использованием биомассы, создают предпосылки повышения занятости в сельскохозяйственном секторе и лесной промышленности (табл. 9.7). Как следует из таблицы, за исключением солнечных батарей, энерготехнологии на возобновляемых источниках более трудоёмки на стадии строительства, нежели эксплуатации и обслуживания.

Таблица 9.7 Уровень занятости населения в различных энерготехнологиях

(число рабочих мест/МВт)

Технология

Строительство

Эксплуатация

Ветровая энергия

2,6

0,2

Геотермальная энергия

4,0

1,7

Солнечные элементы

7,1

0,1

Солнечное тепло

5,7

0,2

Биогаз

3,7

2,3

Природный газ

1,0

0,1

Контрольные вопросы и задания

1.Перечислите некоторые социально-экономические и экологические проблемы использования возобновляемых источников энергии.

2.В чём проявляется взаимосвязь проблем экологии и экономики?

3.Что является экологическим, социальным, экономическим результатом природоохранных мероприятий?

4.Что такое механизм управления экологической безопасностью и охраной окружающей среды?

5.Каковы принципы управления экологической безопасно-

стью?

6.Каковы особенности рыночного механизма природоохранной деятельности?

7.Почему необходимо экологическое страхование?

252

Список литературы

1.Харитонов В.В. Энергетика. Технико-экономические основы. Учебное пособие. М.: МИФИ, 2007. – 328 с.

2.Шевелев Я.В., Клименко А.В. Эффективная экономика ядерного топливно-энергетического комплекса. М.: РГГУ, 1996. – 736 с.

3.Рачков В.И., Тюрин А.В., Усанов В.И., Вощинин А.П. Эффективность ядерной энерготехнологии: системные критерии и направления развития. М.: ЦНИИАТОМИНФОРМ, 2008. – 228 с.

4.Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция) / М-во экон. РФ, М-во фин. РФ, ГК по стр-ву, архит. и жил. политике: рук.авт.кол.: Коссов В.В., Лифшиц В.Н., Шахназаров А.Г. М.: ОАО «НПО «Изд-во «Экономика», 2000. – 421 с.

5.Economic Evaluation of Bids for Nuclear Power Plants. Technical Reports, Series No 396, IAEA, Vienna, 2000. (Серия технических отчетов

396. Экономическая оценка тендерных предложений в отношении атомных электростанций. МАГАТЭ, Вена, 2000).

6.Экономика ядерной энергетики (конспект лекций): Учебное пособие / Под ред. проф. В.В. Харитонова. М.: МИФИ, 2004. – 280 с.

7.Volker Quaschning. Understanding renewable energy systems. Carl Hanser Verlag GmbH & Co KG, 2005.

8.Возобновляемая энергия в России: от возможности к реальности. ОЭСР/МЭА, 2004.

9.Поленов Б.В. Защита жизни и здоровья человека в XXI веке. Восемь основных источников опасности для человечества. М.: ООО «Группа ИДТ», 2008.

253

 

Приложение 1

Основные и некоторые производные единицы СИ

 

 

 

 

Единица

 

Величина

наименование

обозна-

 

чение

 

 

Основные единицы

 

Длина

метр

м

Масса

килограмм

кг

Время

секунда

с

Сила электрического тока

ампер

А

Температура

кельвин

К

Количество вещества

моль

моль

Сила света

кандела

кд

Дополнительные единицы СИ

 

Плоский угол

радиан

рад

Телесный угол

стерадиан

ср

Производные единицы

 

Площадь

квадратный метр

м2

Объем

кубический метр

м3

Плотность

килограмм на куб. метр

кг/м3

Энергия, работа, теплота

джоуль

Дж

Электрический заряд

кулон

Кл

Удельное количество теплоты

джоуль на килограмм

Дж/кг

Энтропия

джоуль на кельвин

Дж/К

Поток энергии, мощность

ватт

Вт

Интенсивность излучения

ватт на кв. метр

Вт/м2

Активность радионуклида

беккерель

Бк

Удельная активность

беккерель на килограмм

Бк/кг

Объемная активность

беккерель на куб. метр

Бк/м3

Поглощенная доза

грей

Гр

Эквивалентная доза

зиверт

Зв

Коллективная доза

человеко-зиверт

чел.-Зв

254

Приложение 2

Внесистемные единицы и соотношения с единицами СИ

Внесистемная единица

Соотношения

 

 

с единицами СИ

Наименование

Обозначение

 

 

 

 

Ангстрем

Å

1 Å = 10–10 м

атмосфера

атм

1 атм = 1,01·105 П

тонна

т

1 т = 103 кг

литр

л

1 л = 1 дм3

баррель (нефтяной)

бар

158,988 дм3

гектар

га

1 га = 104 м2

год

год

1 год = 3,1536·107 с

лошадиная сила

л. с.

1 л.с. = 735 Вт

электрон-вольт

эВ

1 эВ= 1,602·10–19 Дж

эрг

эрг

1 эрг = 1,0·10–7 Дж

британская тепловая единица

БТЕ

1 БТЕ = 1055 Дж

тонна нефтяного эквивалента

ТНЭ

1 ТНЭ = 41 ГДж

квадриллион

Q

1 Q = 1018 БТЕ

тонна условного топлива

т у.т.

1 т у.т. = 2,93·1010 Дж

калория

кал

1 кал = 4,1868 Дж

кюри

Ки

1 Ки = 3,7·1010 Бк

рентген

Р

1 Р = 2,58·10–4 Кл/кг

рад

рад

1 рад = 0,01 Гр

бэр

бэр

1 бэр = 0,01 Зв

барн

б

1 б = 10–28 м2

градус Цельсия

°С

°С = К-273

 

 

 

255

Приложение 3

Десятичные кратные и дольные единицы

 

Множи-

Приставка

Обозна-

 

Множи -

Приставка

Обозна-

 

 

тель

 

 

чение

 

тель

 

чение

 

 

101

дека

 

да

 

10 – 1

деци

д

 

 

102

гекто

 

г

 

10 – 2

санти

с

 

 

103

кило

 

к

 

10 – 3

милли

м

 

 

106

мега

 

М

 

10 – 6

микро

мк

 

 

109

гига

 

Г

 

10 – 9

нано

н

 

 

1012

тера

 

Т

 

10 – 12

пико

п

 

 

1015

пета

 

П

 

10 – 15

фемто

ф

 

 

1018

экса

 

Э

 

10 – 18

атто

а

 

 

1021

зетта

 

З

 

10 – 21

зепто

з

 

 

1024

йотта

 

И

 

10 – 24

йокто

и

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 4

 

 

Физические постоянные

 

 

Скорость света в вакууме, м/с.......................................................

 

 

2,998·108

 

Постоянная Планка, Дж·с..............................................................

 

 

 

 

6,626·10–34

Заряд электрона, Кл........................................................................

 

 

 

 

1,602·10–19

Масса покоя электрона, кг.............................................................

 

 

 

 

9,11·10–31

Число Авогадро, моль–1 .................................................................

 

 

 

 

6,023·1023

 

Объем моля идеального газа, м3/моль

..........................................

 

2,24·10–2

Постоянная Стефана – Больцмана, Вт ............................./(м2·К4)

 

5,67·10–8

Постоянная Вина, м·К....................................................................

 

 

 

 

2,90·10–3

Плотность воды, кг/м3 ....................................................................

 

 

 

 

1000

 

Плотность льда, кг/м3 .....................................................................

 

 

 

 

910

 

Плотность воздуха, кг/м3 ...............................................................

 

 

 

 

1,29·

 

Теплоемкость воды, кДж/(кг·К) ....................................................

 

 

4,18

 

Теплоемкость льда, кДж/(кг·К) .....................................................

 

 

2,10

 

Удельная теплота испарения воды, кДж ................................../кг

 

2260

 

Коэффициент объемного расширения .........................воды, К–1

 

1,5·10–4

Радиус земного шара, м .................................................................

 

 

 

 

6,4·106

 

Площадь земного шара, м2 ............................................................

 

 

 

 

5,1·1014

 

Масса воды Мирового океана, кг..................................................

 

 

1,38·1021

 

Масса атмосферы Земли, кг...........................................................

 

 

 

 

5,1·1018

 

Солнечная постоянная, Вт/м2 ........................................................

 

 

1367

 

Радиус Солнца, м............................................................................

 

 

 

 

7,0·108

 

Масса Солнца, кг............................................................................

 

 

 

 

2,0·1030

 

256

Приложение 5

ТЕХНИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ТЕРМИНЫ

Абсорбция – поглощение вещества или энергии всей массой поглощающего тела.

Авария ядерная – связана с выходом в окружающую среду радиоактивных материалов и ионизирующих излучений, приводящих к значительному облучению персонала, населения и окружающей среды.

Адсорбция – поглощение вещества из газообразной среды или раствора поверхностью другого вещества. Десорбция – противоположный процесс.

Активная зона реактора – центральная часть реактора, в которой находится ядерное топливо, протекает цепная ядерная реакция и выделяется энергия.

Активность – число спонтанных ядерных превращений, происходящих в радионуклиде за единицу времени.

Алармизм – наука, которая акцентирует внимание на катастрофических последствиях воздействия человека на природу.

Альбедо Земли – отношение солнечной радиации, отражаемой Землей с ее атмосферой в мировое пространство, к солнечной радиации, поступающей на границу атмосферы. Средняя величина – 33 %.

Аридизация – процесс уменьшения степени увлажнения территорий, который вызывает сокращение биологической продуктивности экосистем за счёт уменьшения разницы между осадками и испарением.

Атмосфера – газообразная оболочка планеты, на Земле состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Условно она делится на следующие слои.

Нижний слой (тропосфера) простирается до высоты 8–10 км в полярных областях, 10–12 км – в умеренных широтах, 16–18 км – на экваторе. Здесь сосредоточено более 80 % массы атмосферного воздуха и почти весь водяной пар. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,7 °С/100 м.

Выше – стратосфера с верхней границей на высоте 50–55 км, на высотах 20–25 км – максимальная концентрация озона. Температура с ростом высоты возрастает до 0 °C.

Следующий слой – мезосфера, верхняя граница которого находится на высоте 80–85 км. Температура с высотой понижается на 0,3 °С на каждые 100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен.

257

Затем до высоты 800 км – термосфера. Она состоит из ионосферы и магнитосферы. Температура растет до высот 200–300 км, где достигает значений 1500 К, после чего остается постоянной. В ионосфере солнечная радиация и космическое излучение вызывают ионизацию воздуха («полярные сияния»). Выше расположена магнитосфера, которая представляет собой наружный край магнитного поля Земли.

И наконец, внешний слой атмосферы – экзосфера. Температура достигает значения 3000 К. На больших высотах Земли (2–3 тыс. км) экзосферу образуют почти исключительно атомы водорода, ниже заметную долю составляют атомы гелия.

Апвеллинг – подъём океанических холодных глубинных вод, богатых биогенными химическими элементами. Зоны апвеллинга одни из самых богатых регионов морского рыбного промысла.

Аэрация – естественное или искусственное поступление воздуха в ка- кую-нибудь среду.

Биогаз – смесь газов (метан, углекислый газ, примеси других газов), образующаяся в процессе разложения отходов (навоза, соломы и т.п.) или органических бытовых отходов анаэробными организмами при участии бактерий метанового брожения.

Биогеохимические круговороты – переход питательных веществ от неживой природы (из запасов атмосферы, гидросферы и земной коры) к живым организмам и обратно в неживую среду с использованием солнечной энергии.

Биомасса – любые вещества животного или растительного происхождения в составе как неживых, так и живых организмов.

Биологическая продуктивность (БП) – способность сообщества на ос-

нове использования вещества и энергии к воспроизводству органического вещества; выражается в массовых или энергетических единицах на единицу площади. БП первичная – прирост биомассы автотрофных организмов за единицу времени. БП вторичная – прирост биомассы гетеротрофов за единицу времени.

Биосфера – самая крупная экосистема Земли, состав и энергетика которой определены работой живого вещества.

Биота – совокупность видов живых организмов, объединённых общей областью распространения.

Биотопливо – любая биомасса, способная, сгорая, давать энергию, а также органические отходы, способные при брожении давать тепло.

Бридер – реактор-размножитель.

ВВЭР-1000(440) – водо-водяной энергетический реактор мощностью 1000(440) МВт (эл.) – легководный реактор, в котором вода находится под давлением, достаточным для предотвращения ее закипания и в то же вре-

258

мя обеспечивающим высокую температуру теплоносителя (воды). В западных странах этот тип реакторов обозначают PWR.

Возобновляемые ресурсы – ресурсы, темпы потребления которых не должны превышать темпов регенерации (почвы, вода, лес и др.).

Гелиоэнергетика – энергетика, основанная на использовании солнечной энергии.

Дампинг – сброс, захоронение отходов в океане и его морях. Дезактивация – удаление или снижение радиоактивного загрязнения с

какой-либо поверхности или из какой-либо среды.

Делимый нуклид – нуклид, который делится под действием нейтронов, если их энергия превышает определенный порог.

Делящийся нуклид – нуклид, способный претерпеть ядерное деление в результате взаимодействия с медленными (тепловыми) нейтронами. Существуют три наиболее важных делящихся нуклида, представляющих интерес ядерной энергетике: природный уран-235 и два искусственных (уран-233 и плутоний-239).

Доза излучения – средняя энергия, поглощенная единицей массы облученного вещества. Мощность дозы – значение дозы в единицу времени.

Допустимая антропогенная нагрузка (ДАН) – отклонение от нормаль-

ного состояния экосистемы не превышает естественных изменений. Загрязнение окружающей среды поступление в окружающую среду

вещества или энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Закон неограниченности прогресса – развитие от простого к сложному неограниченно.

Закон «Об использовании атомной энергии» (принят в 1995 г. в дейст-

вующей редакции 2009 г.). Определяет правовую основу и принципы регулирования отношений, возникающих при использовании атомной энергии. Направлен на защиту здоровья и жизни людей, охрану окружающей среды, защиту собственности при использовании атомной энергии, призван способствовать развитию атомной науки и техники, содействовать укреплению международного режима безопасного использования атомной энергии.

Закон «О радиационной безопасности населения» (принят в 1996 г. в

редакции 2008 г.). Определяет правовые основы обеспечения радиационной безопасности населения в целях охраны его здоровья.

Закон снижения энергетической эффективности природо-

пользования – со временем при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии.

Замедлитель – материал, используемый в активной зоне ядерного реактора для уменьшения энергии (скорости) нейтронов, образующихся в результате деления атомных ядер.

259

Кальдарий (от лат. calda – тёплая вода) – горячее пространство с нагретой водой или с бассейном, наполненным тёплой водой.

Канцероген – вещество или физический агент, способствующие возникновению злокачественных новообразований.

Качество окружающей среды состояние окружающей среды, которое характеризуется физическими, химическими, биологическими и иными показателями и их совокупностью.

Киотский протокол – международное соглашение о сокращении выбросов парниковых газов в атмосферу для сдерживания глобального потепления, подписанное в 1997 г. в Киото (Япония).

Коллективная доза – сумма средних эффективных доз в облученных группах лиц, умноженных на число лиц в каждой группе. Единица измерения является человеко-зиверт (чел.-Зв).

Коммитментная доза – ожидаемая к 70-му году жизни эффективная и поглощённая в отдельных органах и тканях доза.

Кондиционирование радиоактивных отходов – перевод отходов в форму, пригодную для транспортировки, хранения и захоронения.

Остекловывание – отверждение жидких РАО путем смешивания их со стеклообразующимися материалами.

Легководный реактор – ядерный реактор, в котором используется обычная («легкая») вода в качестве замедлителя нейтронов и теплоносителя. BWR – обозначение для зарубежных водо-водяных кипящих корпусных реакторов, в которых и теплоносителем, и замедлителем является обычная вода, кипящая в активной зоне. PWR – обозначение для зарубежных водо-водяных корпусных реакторов, в которых и теплоносителем, и замедлителем является обычная вода, находящаяся под давлением.

Летальная доза (LD) – минимальное количество ядовитого вещества, попадание которого в организм приводит к его смерти. LD5030 – летальная

доза облучения, при которой гибнет 50 % популяции в течение первых 30 дней.

Литосфера – верхняя оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю мантию. Мощность литосферы до 200 км, в том числе земной коры – 75 км на континентах и 10 км подо дном океана.

МОКС-топливо – плутоний, выделяемый при переработке ОЯТ, а также утилизации оружейного плутония, является основой смешанного оксидного уран-плутониевого топлива для последующего использования в ядерных реакторах атомных электростанций.

Невозобновляемые ресурсы – ресурсы, темпы потребления которых не должны превышать темпов их замены на возобновляемые ресурсы (ископаемое топливо, минеральные руды, грунтовые воды).

260

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]