UNSORTED / Лекции - Техногенный риск - 2002 / риск / 115
.htmАтомная отрасль РФ | Экология в атомной отрасли
Москва,
Большая Ордынка д.24/26
Тел.: 933-60-40, 239-28-75
e-mail: skc@skc.ru
Copyright 2002
СКЦ Минатома России
Разработка 2002
РосБизнесКонсалтинг
Экология в атомной отрасли О проблеме Основные понятия, термины и определения Экологический контроль в районах расположения предприятий Минатома России Воздействие предприятий ТЭК на окружающую среду Радиация и риск Радиационные аварии и их последствия Влияние на окружающую среду Сбросы радиоактивных и вредных химических веществ Выбросы в атмосферу радиоактивных и вредных химических веществ Обращение с отходами производства Загрязнение и деградация природной среды Загрязнение атмосферы Загрязнение поверхостных и подземных вод Загрязнение и деградация почв Загрязнение и потери лесного фонда Оценка рисков Оценки рисков здоровья по РФ Оценка риска промышленного загрязнения в сравнении с другими факторами риска Оценки рисков для здоровья населения от радиоактивного и химического загрязнения Минатом и экологические проблемы регионов Экология России - презентация Северный Северо-Западный Центральный Волго-Вятский Центрально-Черноземный Поволжский Уральский Западно-Сибирский Восточно-Сибирский Дальневосточный
Загрязнение и деградация природной среды.
Сравнительная оценка атомной и других видов энергетики.
При выработке стратегии развития ТЭК необходимо, наряду с техническими аспектами, проводить аналитическое сравнение экономических, экологических, социальных и т.д. последствий использования различных энергоносителей.
Анализ отдельных традиционных и альтернативных источников энергии показывает, что в ближайшие десятилетия основными источниками получения энергии останутся органическое, ядерное топливо и гидроэнергетика, причем это относится как ко всему миру, так и к России. С точки зрения обеспеченности ресурсами, наша страна обладает возможностью на длительный период удовлетворить свои потребности органическим топливом и гидроэнергией. Однако возникает вопрос: на сколько оправдан такой подход к развитию отечественного ТЭК.
Еще Д. И. Менделеев сравнивал сжигание нефти со сжиганием ассигнаций, учитывая ее важность для развития химической и других отраслей промышленности. В равной степени это утверждение справедливо и для природного газа, резервы которого в России велики, но не беспредельны. Не все благополучно и с воздействием на окружающую среду при доставке к ТЭС и сжигании в ней органических энергоносителей. Поэтому ориентация на органическое топливо - это тупиковый путь. Единственной альтернативой органическому топливу и гидроэнергетике видится ускоренное развитие атомной энергетики на базе безопасных реакторов нового поколения, на порядки снижающих вероятность аварийных ситуаций с выходом в окружающую природную среду больших количеств радионуклидов.
Рассмотрим сравнительный анализ последствий воздействия атомной энергетики и энергетики на органическом топливе при нормальной эксплуатации энергетических установок.
Экономический аспект.
В настоящий момент средняя для мировой экономики себестоимость электроэнергии, получаемой на АЭС (2,2-3 цент/кВт-ч), сопоставима, а порой и ниже аналогичной величины для энергетики на органическом топливе (2,5-4 цент/кВт-ч в зависимости от энергоносителя). По мере истощения ресурсов органических энергоносителей, что неизбежно, исходя из их природы, эти величины все больше будут различаться, причем не в пользу традиционных органических энергоносителей. Видимо, не случайно в настоящее время восемь стран Европейского Союза отдали предпочтение атомной энергетике, производя почти 50% электроэнергии на АЭС, что в четыре раза выше, чем в России. Франция, Бельгия и Швеция производят более на атомных станциях 50% электроэнергии.
Стоимость электроэнергии, получаемой в 1996 году на разных АЭС России, хотя и различается для разных станций (Смоленская - 1,0 цент/кВт-ч, Нововоронежская - 1,1 цент/кВт-ч, Курская - 1,2 цент/кВт-ч, Калининская, Кольская и Ленинградская - 1,5 цент/кВт-ч) почти в 2 раза ниже приведенных выше среднемировых цифр. Атомная электроэнергия, в среднем, на 40% дешевле произведенной на ТЭС.
Другие среднемировые экономические показатели, в частности, удельные капитальные вложения (1300-2000 дол/кВт для атомной энергетики, 1200-1500 дол/кВт для энергетики на органическом топливе и 2000 дол/кВт для гидроэнергетики) и трудоемкость энергопроизводства (100 и 116-130 чел./ТВт-час в год для атомной и традиционной энергетики) свидетельствуют, если не о преимуществе атомной энергетики, то, по крайней мере, не об ее больших затратах. Кроме того, российская атомная энергетика пока отстает от зарубежной по длительности кампании топлива, стоимости производства тепловыделяющих сборок, коэффициенту использования установленной мощности и т.д. Использование этих резервов позволит еще улучшить ее экономические показатели.
Социально-политический аспект.
Атомная энергетика, как и вся атомная промышленность, относится к сфере высоких технологий. Поэтому Россия, если она претендует на достойное место в цивилизованном мире, просто обязана интенсивно развивать ядерные технологии.
Пуск Первой в мире атомной АЭС в бывшем СССР имел огромный политический резонанс и стал свидетельством высокого уровня отечественной науки и техники. Приоритетные отечественные позиции в области реакторов на быстрых нейтронах также имели большое социально-политическое значение. Потеря этих приоритетов вряд ли является благом для России.
Сравнение современной российской атомной энергетики, например, с Францией и США, показывает ее сильное отставание. Для сравнения, мощность атомной энергетики на: душу населения в России составляет 0,13 кВт/чел., во Франции - 1,03 кВт/чел., в США - 0,4 кВт/чел. на 1 км2 площади страны: 1,2 кВт/км2 - Россия, 107 кВт/км2 - Франция, 10,52 кВт/км2 - США.
Развитие ядерных технологий стимулирует их использование в других отраслях экономики, позволяет осваивать более совершенные высокие технологии и, следовательно, способствует росту благосостояния страны.
Последствия для персонала предприятий.
Важный показатель социальных преимуществ атомной энергетики - это профессиональный риск работников этой отрасли. Среднемировые за 1996 год данные по риску профессиональной смертности показывают, что в атомной энергетики он составлял 0,7 смертей/ГВт-ч, в то время как для энергетики на угле - 17,3 смертей/ГВт-ч, на нефти - 3 смертей/ГВт-ч и на газе - 1 смертей/ГВт-ч. Суммарные потери продолжительности жизни оценивались для энергетики на органическом топливе: уголь - 150 лет/ТВт-ч, нефть - 60 лет/ТВт-ч, газ - 40 лет/ТВт-ч; для атомной энергетики - 25 лет/ТВт-ч. По данным российской статистики, атомная энергетика относится к одной из самых безопасных отраслей промышленности. На предприятиях Минатома травматизм в 2-3 раза ниже, чем в среднем по России, в 2 раза ниже, чем в целом по промышленности, в 6 раз ниже, чем в энергетике на органическом топливе.
Экологический аспект.
Проблемы защиты окружающей среды рассматриваются, как одни из наиболее важных глобальных проблем современности, на фоне которых другие вопросы, например, исчерпаемость природных ресурсов, отступают на второй план по приоритетности. Воздействие на окружающую природную среду при производстве энергии неизбежно, однако желательно свести его к минимуму при выборе источника энергии. Выше подробно рассмотрены практически все основные аспекты воздействия энергопроизводства с разными энергоносителями на окружающую среду. Попытаемся провести сравнительный анализ такого воздействия для основных энергоносителей.
Тепловое загрязнение.
При использовании паротурбинного цикла преобразования тепловой энергии в электрическую при любом способе получения энергии (сжигание органического топлива, использование солнечной или ядерной энергии) неизбежны энергетические потери, приводящие к тепловому загрязнению биосферы сбросным теплом. Существует несколько факторов, обуславливающих различие в проблемах тепловых сбросов ТЭС и АЭС.
Один из них носит временный характер и заключается в том, что коэффициент полезного действия современных ТЭС в среднем по России выше, чем у АЭС и составляет для лучших ТЭС примерно 40% при 33% у АЭС. Следовательно, на 1 ГВт электрической мощности станции ТЭС сбрасывает в окружающую среду 1,5 ГВт, в то время как АЭС равной электрической мощности - 2 ГВт. Переход к АЭС с реакторами на быстрых нейтронах и высокотемпературными газовыми реакторами, имеющими КПД равный 40%, ликвидирует это преимущество ТЭС.
Следующий фактор носит постоянный характер и связан с различиями в выходе сбросного тепла. Тепловой сброс на АЭС происходит через конденсационную систему, охлаждаемую водой; на ТЭС аналогичным образом сбрасывается лишь 85% тепла, а 15% через дымовую трубу поступает в атмосферу. Предположим, что тепло, поступающее в атмосферу, быстро рассеивается в ней и не приводит к неблагоприятным последствиям для окружающей среды. Следовательно, можно считать, что современные АЭС с реакторами на тепловых нейтронах сбрасывают в водные бассейны при прямоточном охлаждении в 1,5 раза больше тепловой энергии, чем ТЭС. Ситуация нивелируется, если используются другие системы охлаждения, например, градирни.
Проблема теплового загрязнения водной среды приобретает важное значение в атомной энергетике. Небольшой поток топлива позволяет строить на одной площадке большое количества реакторных блоков, значительно увеличивая мощность АЭС. Это может привести к существенному росту локального теплового сброса. Он не грозит неблагоприятными глобальными последствиями, и на местном уровне проблема может быть решена либо ограничениями мощности блоков, либо созданием искусственного водоема-охладителя, либо установкой градирен.
Отчуждение земель.
Мировая атомная энергетика по размерам отчуждаемых земельных площадей на единицу производимой энергии занимает преимущественное положение среди всех других источников электроэнергии. По сравнению с топливным циклом на угле удельные потребности в отчуждаемой земле в ЯТЦ почти в 4 раза ниже. Масштабы ежегодного и суммарного нарушения земель в России подтверждают общемировые тенденции. При практически одинаковом вкладе в производство электроэнергии на угольных ТЭС и АЭС площадь нарушенных земель отличается в почти 20 раз в пользу атомной энергетики.
Выбросы химических загрязняющих веществ в атмосферу.
Неизбежные выбросы загрязняющих химических веществ в атмосферу при сжигании органического топлива, и практически отсутствие таковых в ЯТЦ - яркое свидетельство экологичности атомной энергетики. Поэтому замена органических энергоносителей на ядерные может стать одним из способов решения ряда проблем человечества, например, глобального потепления, истощения озонового слоя. А также снять локальные проблемы загрязнения крупных городов и способствовать общему оздоровлению экологической обстановки.
Подчеркивая экологичность атомной энергетики, отмеченную международными экологическими организациями, можно назвать АЭС "Сайзуэлл-В" (Великобритания). Это первое в мире предприятие, внесенное экологической организацией EMAS в регистр "благополучных". Экологически чистым окном Европы, называют Францию, производящую 77% электроэнергии на АЭС.
Атомная энергетика России при всей малости ее вклада в общее энергопроизводство дает сокращение вредных выбросов в атмосферу за счет работы АЭС (если бы они были заменены ТЭС на угле), млн. т: CO2 -111,1; SO2 -2,4; NOx - 1,2; золы - 24,6.
Выбросы радионуклидов в атмосферу.
Бытующее мнение, что при работе АЭС выбрасываются большие активности радионуклидов, которые отсутствуют при работе ТЭС - это очередное заблуждение. При сжигании органических энергоносителей выбрасывается значительно больше естественных радионуклидов, чем при работе АЭС. Проведенные НИИ "Комета" измерения воздушного пространства над ТЭС, работающими на угле, сланце, и газе по всей территории России и Украины показали, что радиоактивность воздушного столба ТЭС на угле в 5 раз превышает радиоактивность над АЭС. Оценки показывают, что даже для населения России, проживающего вблизи АЭС, дозовые нагрузки за 1998 календарный год не превышают 0,25 мкЗв (по НРБ-99 допустимо 1 мЗв за год). Канцерогенный риск для этой группы населения не превышает 10-8. И по этому экологическому параметру АЭС значительно превосходит ТЭС на угле.
Загрязнение окружающей среды при транспортировке топлива.
Важное место среди причин воздействия ТЭК на окружающую среду занимает загрязнение окружающей среды при доставке топлива от места добычи до потребителя. Перевозка угля занимает более 20% всех железнодорожных перевозок, при этом неизбежно загрязнение прилегающих к железнодорожному полотну территорий пылевыми выбросами из вагонов. Протяженные нефте- и газопроводы приводят к загрязнению среды за счет утечек нефти и газа. Несопоставимые по масштабам и абсолютно экологически чистые перевозки ядерного топлива не вызывают никаких неблагоприятных воздействий на окружающую среду.
Сохранение природных ресурсов России за счет работы АЭС.
Высокая удельная энергоемкость ядерного топлива значительно снижает расходы на перевозки топлива и возникающих отходов. Специфика реакции деления не требует кислорода. Использование ядерного топлива сберегает ограниченные запасы органического топлива. Все это ведет к сохранению природных богатств России. Ниже приводятся некоторые показатели сохранения природных ресурсов страны за счет 13% доли АЭС в отечественной электроэнергетике: Таблица 1. Выбросы наиболее распространенных загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников и транспортных средств в 1991 и 1998 годах, млн. т.
Уголь 1 217 вагонов = 65.3 млн. т/год Нефть 700 000 цистерн = 40.3 млн. т/год Природный газ = 36.8 млрд. м3/ год Кислород = 35*106 - 70*106 млрд. м3/ год
Подводя итог проведенному сравнению различных энергоносителей можно сказать, что атомная энергетика конкурентноспособна в сравнении с традиционными энергоносителями по экономическим параметрам, а по социально-политическим и экологическим существенно превосходит последние, поэтому в стратегическом плане будущее отечественной электроэнергетики видится в развитии атомной энергетики.