Меню

Плюсы и минусы атомной энергетики

Плюсы и минусы атомной энергетики

aes40000

Атомная энергетика в основном ассоциируется с Чернобыльской катастрофой, случившейся в 1986 году. Тогда весь мир был потрясен последствиями взрыва атомного реактора, в результате чего тысячи людей получили серьезные проблемы со здоровьем или погибли. Тысячи гектаров загрязненной территории, на которой нельзя жить, работать и выращивать урожай или же экологический способ добывания энергии, который станет шагом в светлое будущее для миллионов людей?

Плюсы атомной энергетики

АЭС

Строительство атомных электростанций остается прибыльными за счет минимальных расходов на производство энергии. Как известно для работы ТЭС нужен уголь, причем ежедневно его расход составляет около миллиона тонн. К себестоимости угля добавляются расходы на транспортировку топлива, что также стоит немало. Что же касается АЭС это обогащенный уран, в связи с чем происходит экономия и на расходы на транспортировку топлива и на его покупку.

Также нельзя не отметить экологичность работы АЭС, ведь долгое время считалось, что именно атомная энергетика положит конец загрязнению окружающей среды. Города, которые строятся вокруг атомных станций, экологически чистые, так как работа реакторов не сопровождается постоянным выбросом вредных веществ в атмосферу, к тому же использование ядерного топлива не требует кислорода. Как результат, экологическая катастрофа городов может страдать только от выхлопных газов и работы других промышленных объектов.

Специалист на АЭС

Экономия средств в данном случае происходит и за счет того, что не требуется строить очистные сооружения для уменьшения выбросов продуктов сгорания в окружающую среду. Проблема с загрязнением больших городов на сегодняшний день становится все более актуальной, так как нередко уровень загрязнения в городах, в которых построены ТЭС, превышает в 2 – 2,5 раза критические показатели загрязнения воздуха серой, золовой пыли, альдегидами, оксидами углерода и азотом.

Минусы атомной энергетики

Самым главным минусом атомной энергетики является память о том, как почти 30 лет тому назад на реакторе ЧАЭС, взрыв на котором считался невозможным и практически нереальным, произошла авария, ставшая причиной всемирной трагедии. Случилось так потому что авария коснулась не только СССР, но и всего мира – радиоактивное облако со стороны нынешней Украины пошло сначала в сторону Белоруссии, после Франции, Италии и так достигло США.

Даже мысль о том, что однажды такое может повториться становится причиной того, что множество людей и ученых выступают против строительства новых АЭС. Кстати Чернобыльская катастрофа считается не единственной аварией подобного рода, еще свежи в памяти события аварии в Японии на АЭС Онагава и АЭС Фукусима – 1, на которых в результате мощнейшего землетрясения начался пожар. Он стал причиной расплавления ядерного топлива в реаторе блока № 1, из-за чего началась утечка радиации. Это стало последствием эвакуации населения, которое проживало на расстоянии 10 км от станций.

АЭС «Михама»

Также стоит вспомнить о крупной аварии на АЭС «Михама», когда от раскаленного пара от турбины третьего реактора погибло 4 человека и пострадало свыше 200 человек. Ежедневно по вине человека или в результате действия стихии возможны аварии на АЭС, в результате чего радиоактивные отходы попадут в продукты, воду и окружающую среду, отравляя миллионы людей. Именно это считается самым главным минусом атомной энергетики на сегодняшний день.

Кроме того очень остро стоит проблема утилизации радиоактивных отходов, для сооружения могильников нужны большие территории, что является большой проблемой для маленьких стран. Несмотря на то, что отходы битумируются и скрываются за толщей железа и цемента, никто не может с точностью уверить всех в том, что они будут оставаться безопасными для людей много лет. Также не стоит забывать, что утилизация радиоактивных отходов очень дорого обходится, вследствие экономии затрат на остекловывание, сжигание, уплотнение и цементирование радиоактивных отходов, возможны их утечки. При стабильном финансировании и большой территории страны этой проблемы не существует, но этим может похвастаться не каждое государство.

Выводы

Хотя атомная энергетика остается источником загрязнения и возможных катастроф, все же следует отметить, что ее развитие будет происходить и дальше, хотя бы по той причине, что это дешевый способ получения энергии, а месторождения углеводородного топлива постепенно исчерпываются. В умелых руках атомная энергетика действительно может стать безопасным и экологически чистым способом добывания энергии, однако стоит все же отметить, что большинство катастроф произошло именно по вине человека.

В проблемах, касающихся утилизации радиоактивных отходов, очень важно международное сотрудничество, ведь только оно может дать достаточное финансирование для безопасного и долгосрочного захоронения радиационных отходов и использованного ядерного топлива.

Рекомендуем посмотреть интересный документальный фильм об атомной энергетике:

Источник

Когда кончатся нефть и газ, чем мы их заменим? Состояние и перспективы ядерной энергетики

В предыдущем материале мы уже обрисовали ценность нефти для нынешней мировой экономики, посмотрели на последствия нефтяного кризиса в США 1973 года, познакомились с понятием пика нефти и узнали, на сколько нам хватит ее доказанных запасов. Дальше мы расскажем, как мир готовится к переходу на альтернативные углеводородам источники энергии. Перспективных разработок огромное число, у всех у них есть как плюсы, так и минусы. Начинаем с давно известной, но чересчур спорной ядерной энергетики.

С ростом населения Земли потребности в энергии и топливе тоже постоянно растут. В электричестве нуждаются и быстрорастущие страны третьего мира, в которых уровень жизни позволяет обзавестись смартфонами, компьютерами и прочими гаджетами, пожирающими ток. Чем больше потребителей подключается к розетке, тем ближе мы к коллапсу энергетической сферы, ведь генерирующие мощности должны опережать потребности. В противном случае перебоев с электричеством не избежать.

В 2017 году 65% всей электроэнергии в мире было произведено за счет сжигания ископаемого топлива (нефти и сопровождающего ее газа, угля). И несмотря на поддержку возобновляемых источников энергии, этот вклад углеводородов остается практически неизменным последние 15 лет.

Атомная энергетика могла бы предоставить тот заменитель ископаемого топлива, способный обеспечивать население и транспорт чистым электричеством. Достаточно довести выработку электричества атомными станциями до четверти необходимого миру объема, и выбросы углекислого газа в атмосферу заметно снизились бы. Правда, как всегда, есть ряд «но». И связаны они с тремя авариями, которые затормозили атомный век человечества. Три удара по индустрии Каждый раз, когда речь заходит о перспективах ядерной энергии, дискуссия не обходится без одного из трех примеров аварий на атомных электростанциях в США, Японии или СССР. И их стоит рассматривать в глобальном контексте изменения отношения общественности к ядерной энергетике. Не везде это отношение было одинаковым.

В середине пятидесятых годов прошлого века американские газеты были полны энтузиазма, декларируя наступление атомной эпохи с созданием первого коммерческого ядерного реактора гражданского назначения. «Через 15 лет ядерная энергетика сделает электроэнергию настолько дешевой, что можно будет не ставить счетчики», — заявлял глава комиссии по атомной энергии США Льюис Штраус в 1954 году.

В чем-то он оказался прав: в 1960-х в США запускались десятки атомных электростанций. Предполагалось, что к началу нашего века больше половины всех потребностей в электричестве США будет закрывать с помощью мирного атома.

Конечно, атомная энергия не была дармовой. Проектирование и строительство атомных электростанций требовали огромных инвестиций, стройки были сложными и масштабными, а операционная деятельность АЭС — непростой. Вся эта атомная эпоха проходила под непрекращающийся фоновый гул протестов защитников окружающей среды. Защитные меры на строящихся станциях пересматривались. Эти и другие изменения в ходе строительства удорожали его чуть ли не в 10 раз.

А в марте 1979 года в штате Пенсильвания на втором энергоблоке свеженькой АЭС Three Mile Island случилась беда, которая подтвердила опасения защитников окружающей среды. На энергоблоке сперва остановилась работа водяных насосов, последовали сбои в работе оборудования и ошибки сотрудников станции. Все это вылилось в расплавление активной зоны реактора и утечку радиоактивного пара. Подробнее об этом инциденте можете почитать в нашей предыдущей статье.

Градирни первого энергоблока работали на станции вплоть до сентября 2019 года, когда она была окончательно остановлена из-за убыточностиПоследовала паника, которой максимально способствовали и СМИ. Жители окрестностей покинули свои дома, миллион человек готовились к эвакуации. Уже позже стало понятно, что доза облучения была ничтожной — в несколько раз меньше, чем при обычном рентгеновском снимке.

Но куда значительнее были последствия для индустрии. Великое атомное движение по всей Америке остановилось. В стране скопилась сотня заказов на производство новых реакторов, но все они были аннулированы, ряд энергетических компаний обанкротились, стройки новых АЭС замерли на разных стадиях готовности, а разрешения на строительство с тех пор больше не выдавались (до недавних пор).

Тем не менее всего за два десятка лет атомного движения США смогли довести свой уровень выработки электроэнергии с помощью атома до 20%. К 2020 году этот показатель упал не намного. Десятки реакторов продолжают работать в США, им регулярно продлевают лицензию, а их средний коэффициент выдаваемой мощности улучшился с 60 до 90% и выше.

АЭС «Уоттс-Бар» в США заложили еще в начале 1970-х годов, но первый энергоблок ввели в эксплуатацию только в 1996-м, второй — в 2016-мАналогичные антиядерные настроения возникали в обществе и в 1986 году после катастрофы на Чернобыльской АЭС, и в 2011-м после аварии на японской АЭС «Фукусима-1». Пострадал энергетический сектор Западной Европы. Итальянцы на референдуме решили отказаться от атомной энергетики в стране и в 1990 году закрыли последний ядерный реактор. Германия совсем скоро остановит свои последние реакторы, объявив курс на возобновляемую энергетику. Более мелкие игроки рынка также заявили о своем постепенном отказе от ядерной энергии.

Если с 1970 по 1987 год число ядерных реакторов в мире выросло с 84 до 407, то в дальнейшем столь взрывного роста не наблюдалось: за 30 лет число эксплуатируемых реакторов увеличилось всего лишь на 40.

Последствия для Японии Больше всех досталось самой Японии. После катастрофы на «Фукусиме» в стране немедленно приняли решение постепенно остановить все 54 АЭС. На начало 2011 года атомная энергетика обеспечивала 30% от общего объема производства электроэнергии в стране. Японцы ставили перед собой цель увеличить этот показатель через шесть лет до 41%, а к 2030-му довести его до 50%.

Все это было продиктовано, кроме прочего, и соображениями заботы об окружающей среде, и повышением энергетической независимости. Нефтяной кризис 1973 года затронул в том числе и Японию. Быстрое восстановление индустрии и японское экономическое чудо после поражения во Второй мировой войне полагались в том числе на ископаемые энергоносители с Ближнего Востока.

Конечно, полностью отказаться от своих инвестиций в АЭС в Японии не могли. С 2012 года их постепенно вводили обратно в строй. Сообщалось, что в 2014-м Япония на 88% зависела от ввозимого ископаемого топлива, тогда как четырьмя годами ранее этот показатель был равен 62% и постепенно сокращался. Как следствие, счета за электроэнергию для потребителей также выросли примерно на 20%, для индустрии — почти на 30%.

Мирный атом практически исчез из энергетического баланса Японии после аварииРеакторы постепенно возвращаются в строй после прохождения через новое сито отбора на сертификат безопасности. Так, например, АЭС «Токай» сможет заработать только после того, как со стороны моря будет построена почти двухкилометровая стена, способная защитить станцию от цунами высотой 17,1 метра. Это строительство завершится не раньше декабря 2022 года, на него потребуется найти около $1,65 млрд. Перспективы ядерной индустрии в мире Несмотря на то что отдельные продвинутые страны первого мира отказываются от ядерной энергетики, другие делают на нее немалую ставку. Она все-таки конкурентоспособна в сравнении с другими видами производства электричества. За исключением, конечно, тех случаев, когда имеется прямой доступ к дешевым ископаемым видам топлива.

Читайте также:  Таблица брадиса для радиуса

Хотя даже Саудовская Аравия с ее богатейшими нефтяными месторождениями озвучила планы по строительству атомной электростанции с двумя энергоблоками. В ближайшие десятилетия на побережьях пустынь может появиться в общей сложности 16 ядерных реакторов и множество разработок урановых месторождений.

В отличие от соседей по Европе, французов особо не беспокоили проблемы на атомных станциях где-то за рубежом. Речь идет о высокопоставленных французах, которые принимали решения. Народ, конечно же, протестовал всегда. Однако это не помешало Франции обзавестись самой передовой ядерной индустрией. Она обеспечивает 71,7% всего производства энергии в стране, что является самым высоким показателем на планете. И если всего в мире производилось 2563 млрд киловатт-часов ядерной электроэнергии, то французы были ответственны за 396 млрд из них. При этом в стране на высшем уровне декларируется необходимость вывода из работы устаревших реакторов и снижения доли атомной энергетики до 50%.

Доля ядерной энергетики в генерации электричества по странам и годамПо данным на 2019 год, в мире работало 442 ядерных реактора. Они генерировали 10% мирового электричества.

Еще 50 реакторов находятся на стадии строительства. Большинство из новых мощностей вводятся в Китае. Согласно данным МАГАТЭ, за 10 последних лет в Китае к сети было подключено 37 новых реакторов. Новые мощности вводятся в Южной Корее, Индии, России. В принципе, азиатский рынок может стать крупнейшим уже через 10 лет.

К тому же эксперты отмечают улучшение эффективности работы ядерных реакторов со временем. Фактическая выработка энергии достигла 80% и более от теоретической выработки у большей части реакторов в мире: 62% в 2018 году против 28% в 1978-м. У ядерной энергетики этот показатель выше, чем у любого другого источника энергии.

Доли АЭС в мире по эффективностиСогласно статистическим данным американского Управления энергетической информации, только геотермальные источники энергии подбираются близко к этому показателю. Так, в 2018 году коэффициент использования установленной мощности для «геотермалки» составил 76%.

Более двух третей мирового производства урана приходится всего лишь на три страны: Канаду (13%), Австралию (12%) и Казахстан (41%). Учитывая, что в 2018 году было произведено примерно 53,5 тыс. тонн урана, а разведанные запасы в мире достигают 6 млн 124 тыс. тонн, топлива должно хватить еще надолго. Правда, если мы не будем резко наращивать мощности.

Добыча урана из шахт в тоннах Может ли человечество полностью положиться на атом? К сожалению (или к счастью), нет. Это всего лишь утопия. Профессор из университета Аделаиды в Австралии Дерек Абботт как-то подсчитал: чтобы закрыть потребность в электричестве атомными станциями, придется построить порядка 15 тыс. реакторов. Но в их конструкции, помимо топлива, используются редкие металлы: гафний в качестве поглотителя нейтронов, бериллий в качестве отражателя и так далее. При этом многие редкоземельные металлы жизненно важны для других индустрий.

К тому же каждый из 15 тыс. реакторов потребует большого клочка земли и водоема поблизости. Желательно, чтобы эта площадка была не в густонаселенном районе. Земля кажется большой лишь на первый взгляд. И для атомных станций тут на самом деле довольно тесно.

Каждую атомную станцию со временем придется вывести из эксплуатации. Их жизненный цикл навряд ли сможет превышать 50—70 лет. Еще около 20 лет займут вывод станции из эксплуатации и зачистка локации до состояния зеленой лужайки. Хотя в случае с хорошо известной Игналинской АЭС в Литве этот процесс растянется на значительно больший срок. Ее полностью остановили в 2009 году, а работы по демонтажу первого реактора планируют начать только в 2027-м и закончить лет через 11. Там все непросто, надо придумать, что делать с облученным графитом, который использовался в реакторах типа РБМК в Советском Союзе. Но это повод для отдельного рассказа про захоронение отработанного топлива и высокорадиоактивных корпусов реакторов.

В 2019 году на ГП Игналинской атомной электростанции демонтировано 5483 тонны оборудования и связанных конструкций. Из них 3216 тонн обработано и вывезено как нерадиоактивные отходы и будет реализовано как металлоломК тому же, согласно принципам МАГАТЭ, мы должны обходиться с ядерными отходами так, чтобы не налагать чрезмерное бремя на будущие поколения. Желательно, чтобы радиация не смогла просочиться в подземные воды. В Финляндии, например, отходы закопают на глубине более 500 метров, где они будут храниться на протяжении тысяч лет в виде облученного ядерного топлива и конструкций самой станции.

Возвращаясь к подсчетам профессора Абботта: он напоминает, что за суммарно тысячи лет наработки сотен ядерных реакторов произошло 11 инцидентов с полным или частичным расплавом активной зоны. 15 тыс. реакторов — это в разы больше ядерных аварий, которые практически невозможно предугадать или смоделировать.

Учитывая все ресурсозатраты, сложности и опасности, которые несет в себе массовая ядерная энергетика, ее нельзя рекомендовать в качестве панацеи для мира, который вскоре может почувствовать острый энергетический голод.

Библиотека Onliner: лучшие материалы и циклы статей

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Источник



14 Преимущества и недостатки ядерной энергетики

преимущества и недостатки ядерной энергетики они являются довольно распространенным спором в современном обществе, которое четко делится на два лагеря. Некоторые утверждают, что это надежная и дешевая энергия, в то время как другие предупреждают о бедствиях, которые могут привести к неправильному ее использованию..

Ядерная энергия или атомная энергия получается в процессе ядерного деления, которое состоит в бомбардировке атома урана нейтронами, так что он разделяется на два, выделяя большое количество тепла, которое затем используется для выработки электричества..

Первая атомная электростанция была открыта в 1956 году в Великобритании. Согласно Castells (2012), в 2000 году было 487 ядерных реакторов, которые производили четверть мирового электричества. В настоящее время на шесть стран (США, Франция, Япония, Германия, Россия и Южная Корея) приходится почти 75% ядерной энергетики (Fernández and González, 2015).

Многие люди думают, что атомная энергия очень опасна из-за известных аварий, таких как Чернобыль или Фукусима. Тем не менее, есть те, кто считает этот тип энергии «чистым», потому что он имеет очень мало выбросов парниковых газов.

  • 1 Преимущества
    • 1.1 Высокая плотность энергии
    • 1.2 Дешевле, чем ископаемое топливо
    • 1.3 Доступность
    • 1.4 Он выделяет меньше парниковых газов, чем ископаемое топливо
    • 1.5 Не хватает места
    • 1.6 генерирует мало отходов
    • 1.7 Технология все еще в разработке
  • 2 Недостатки
    • 2.1 Уран является невозобновляемым ресурсом
    • 2.2 Не может заменить ископаемое топливо
    • 2.3 Зависит от ископаемого топлива
    • 2.4 Добыча урана вредна для окружающей среды
    • 2.5 Очень стойкие отходы
    • 2.6 Ядерные катастрофы
    • 2.7 Воинственное использование
  • 3 Ссылки

выгода

Высокая плотность энергии

Уран — это элемент, который обычно используется на атомных станциях для производства электроэнергии. Это свойство хранить огромное количество энергии.

Один грамм урана равен 18 литрам бензина, а один килограмм дает примерно ту же энергию, что и 100 тонн угля (Castells, 2012).

Дешевле, чем ископаемое топливо

В принципе, стоимость урана, кажется, намного дороже, чем нефть или бензин, но если принять во внимание, что для выработки значительного количества энергии требуются лишь небольшие количества этого элемента, в конечном итоге стоимость становится ниже, чем это ископаемого топлива.

доступность

Атомная электростанция обладает способностью работать постоянно, 24 часа в сутки, 365 дней в году, чтобы снабжать город электричеством; это благодаря периоду заправки это каждый год или 6 месяцев в зависимости от завода.

Другие виды энергии зависят от постоянного запаса топлива (например, угольные электростанции) или периодически или ограничены климатом (например, возобновляемые источники).

Он выделяет меньше парниковых газов, чем ископаемое топливо

Атомная энергия может помочь правительствам выполнить свои обязательства по сокращению выбросов парниковых газов. Процесс эксплуатации на атомной станции не выделяет парниковых газов, поскольку не требует использования ископаемого топлива..

Тем не менее, выбросы происходят в течение всего жизненного цикла установки; строительство, эксплуатация, добыча и переработка урана и демонтаж АЭС. (Sovacool, 2008).

Из наиболее важных исследований, проведенных для оценки количества CO2, выделяемого в результате ядерной деятельности, среднее значение составляет 66 г CO2e / кВтч. Это значение выбросов больше, чем у других возобновляемых ресурсов, но все же ниже, чем у ископаемых видов топлива (Sovacool, 2008).

Не хватает места

Атомной установке требуется мало места по сравнению с другими видами энергетической деятельности; для установки ректора и градирен требуется лишь относительно небольшой участок земли.

Напротив, для деятельности в области ветровой и солнечной энергии потребовалась бы большая земля для производства той же энергии, что и для атомной электростанции, в течение всего срока ее полезного использования.

Создает мало отходов

Отходы, образующиеся на атомной электростанции, чрезвычайно опасны и вредны для окружающей среды. Тем не менее, количество относительно мало по сравнению с другими видами деятельности, и используются адекватные меры безопасности, которые могут оставаться изолированными от окружающей среды, не представляя никакого риска.

Технология все еще в разработке

Есть еще много нерешенных проблем, связанных с атомной энергией. Однако в дополнение к делению существует еще один процесс, называемый ядерным синтезом, который включает в себя соединение двух простых атомов вместе с образованием тяжелого атома..

Развитие ядерного синтеза направлено на использование двух атомов водорода для производства одного из гелия и генерации энергии, это та же самая реакция, которая происходит на солнце.

Для осуществления ядерного синтеза требуются очень высокие температуры и мощная система охлаждения, которая создает серьезные технические трудности и все еще находится на стадии разработки..

В случае его реализации это будет означать более чистый источник, поскольку он не будет производить радиоактивные отходы, а также будет генерировать гораздо больше энергии, чем в настоящее время производится путем деления урана..

недостатки

Уран является невозобновляемым ресурсом

Исторические данные из многих стран показывают, что в среднем не более 50-70% урана может быть извлечено в шахте, поскольку концентрации урана менее 0,01% более не являются жизнеспособными, поскольку для этого требуется перерабатывать большее количество урана. камни и используемая энергия больше, чем она может генерировать на заводе. Кроме того, добыча урана имеет период полураспада при извлечении из месторождения 10 ± 2 года (Dittmar, 2013).

Dittmar предложил модель в 2013 году для всех существующих урановых рудников и планировал до 2030 года, в которой глобальный пик добычи урана 58 ± 4 тыс. Тонн получается около 2015 года, а затем снижается до максимума 54 ± 5 ​​тыс. Тонн. на 2025 год и максимум на 41 ± 5 ктонов около 2030 года.

Этого количества больше не будет достаточно для питания существующих и планируемых атомных электростанций в течение следующих 10-20 лет (Рисунок 1).

Не может заменить ископаемое топливо

Ядерная энергетика сама по себе не представляет альтернативы нефтяному, газовому и угольному топливу, поскольку для замены 10 тераватио, которые генерируются в мире из ископаемого топлива, потребуется 10 тысяч атомных электростанций. На самом деле в мире всего 486.

Строительство атомной электростанции требует больших вложений денег и времени, обычно от 5 до 10 лет от начала строительства до запуска, и очень часто задержки происходят на всех новых станциях (Циммерман , 1982).

Кроме того, период эксплуатации является относительно коротким, приблизительно 30 или 40 лет, и для демонтажа установки требуются дополнительные инвестиции..

Зависит от ископаемого топлива

Перспективы, связанные с ядерной энергией, зависят от ископаемого топлива. Ядерный топливный цикл включает в себя не только процесс выработки электроэнергии на станции, но и включает в себя ряд мероприятий, которые варьируются от разведки и эксплуатации урановых рудников до вывода из эксплуатации и вывода из эксплуатации атомной станции..

Добыча урана вредна для окружающей среды

Добыча урана — это деятельность, которая очень вредна для окружающей среды, поскольку для получения 1 кг урана необходимо удалить более 190 000 кг земли (Fernández and González, 2015).

Читайте также:  Гомологичные и аналогичные органы

В Соединенных Штатах ресурсы урана в обычных месторождениях, где уран является основным продуктом, оцениваются в 1 600 000 тонн субстрата, из которого они могут извлекаться, извлекая 250 000 тонн урана (Theobald, et al., 1972)

Уран добывается на поверхности или в недрах, измельчается и затем выщелачивается в серную кислоту (Fthenakis and Kim, 2007). Образующиеся отходы загрязняют почву и воду места радиоактивными элементами и способствуют ухудшению окружающей среды..

Уран несет значительные риски для здоровья работников, которые его добывают. В 1984 году Самет и его коллеги пришли к выводу, что добыча урана является более серьезным фактором риска развития рака легких, чем курение сигарет..

Очень стойкие отходы

Когда завод заканчивает свою деятельность, необходимо начать процесс демонтажа, чтобы гарантировать, что будущие виды использования земли не будут представлять радиологический риск для населения или для окружающей среды..

Процесс демонтажа состоит из трех уровней, и для того, чтобы земля была свободной от загрязнения, требуется период около 110 лет. (Дорадо, 2008).

В настоящее время существует около 140 000 тонн радиоактивных отходов без какого-либо надзора, которые были сброшены в период между 1949 и 1982 годами в Атлантическом желобе Великобританией, Бельгией, Голландией, Францией, Швейцарией, Швецией, Германией и Италией (Reinero, 2013, Fernández and González, 2015). Учитывая, что срок полезного использования урана составляет тысячи лет, это представляет риск для будущих поколений..

Ядерные катастрофы

Атомные электростанции построены со строгими стандартами безопасности, а их стены сделаны из бетона толщиной в несколько метров, чтобы изолировать радиоактивный материал снаружи.

Однако невозможно сказать, что они на 100% безопасны. За прошедшие годы произошло несколько аварий, которые на сегодняшний день предполагают, что атомная энергия представляет риск для здоровья и безопасности населения..

11 марта 2011 года произошло землетрясение силой 9 градусов по шкале Рихтера на восточном побережье Японии, вызвавшее разрушительное цунами. Это нанесло значительный ущерб атомной станции Фукусима-Дайичи, чьи реакторы серьезно пострадали.

Последующие взрывы внутри реакторов выпустили продукты деления (радионуклиды) в атмосферу. Радионуклиды быстро связывались с атмосферными аэрозолями (Gaffney et al., 2004) и впоследствии путешествовали на большие расстояния по всему миру вместе с воздушными массами из-за большой циркуляции атмосферы. (Лозано и др., 2011).

В дополнение к этому в океан попало большое количество радиоактивного материала, и по сей день завод в Фукусиме продолжает выпускать загрязненную воду (300 тонн в день) (Fernández and González, 2015).

Авария на Чернобыльской АЭС произошла 26 апреля 1986 года во время оценки электрической системы управления завода. В результате этой катастрофы на 30 000 человек, живущих рядом с реактором, было облучено около 45 бэр каждый, примерно такой же уровень радиации, как и у выживших после взрыва бомбы в Хиросиме (Zehner, 2012).

В начальный период после аварии наиболее значительными изотопами, выпущенными с биологической точки зрения, были радиоактивные йоды, в основном йод 131 и другие короткоживущие йодиды (132, 133)..

Поглощение радиоактивного йода при проглатывании загрязненной пищи и воды и при вдыхании привело к серьезному внутреннему воздействию на щитовидную железу людей.

В течение 4 лет после аварии медицинские осмотры выявили существенные изменения функционального состояния щитовидной железы у облученных детей, особенно детей в возрасте до 7 лет (Никифоров и Гнепп, 1994)..

Воинственное использование

Согласно Fernández and González (2015), очень трудно отделить гражданскую ядерную промышленность от военной, поскольку отходы атомных электростанций, такие как плутоний и обедненный уран, являются сырьем для производства ядерного оружия. Плутоний является основой атомных бомб, а уран используется в снарядах.

Рост ядерной энергии увеличил способность стран получать уран для ядерного оружия. Хорошо известно, что одним из факторов, побуждающих несколько стран, не имеющих ядерно-энергетических программ, проявить интерес к этой энергии, является основание того, что такие программы могут помочь им в разработке ядерного оружия. (Джейкобсон и Делукки, 2011).

Масштабное глобальное увеличение объектов ядерной энергетики может подвергнуть мир риску перед лицом возможной ядерной войны или террористической атаки. До настоящего времени разработка или попытка разработки ядерного оружия в таких странах, как Индия, Ирак и Северная Корея, осуществлялась тайно на объектах ядерной энергетики (Jacobson and Delucchi, 2011)..

Источник

Атомная и возобновляемая энергетика: что лучше?

Два источника энергии, которые популярны в экологических спорах. О них говорят, спорят на разных уровнях. Они популярны в отдельных местах земли. Таким же вопросом, что в заголовке, задался один из пользователей TJ, на который мы отвечаем.

Экология не пытается сделать все, что используется ноль-отходным или сделать мир без углеродных следов. Физически это невозможно, поэтому экология борется за их сокращение и минимальный вред окружающей среде. Поэтому для изучения этой темы стоит задаться вопросом: Что больше вредит природе?

По состоянию на 2017 год возобновляемая и невозобновляемая энергетика рознятся (в США). В год производится 805КВт атомной энергии, тогда как 331КВт приходят с невозобновляемой энергии.

По данным World Nuclear Industry Status Report, в мире насчитывается около 750 атомных реакторов, из них которые только 409 в рабочем состоянии и 51 на стадии строительства. Средний возраст реакторного парка около 31 лет, а доля атомной энергии в производстве электроэнергии 10%.

В России насчитывается 61 реакторов, из которых 38 работают и 3 еще строится. В среднем реакторам 29 лет, а их процент в общей статистике 20%. В последние десятилетия РФ резко увеличил количество реакторов за счет завершения проектов, которые стартовали во времена СССР. Таким образом реакторы завершаются через 35 лет, после начала.

В отчете о состоянии мировой атомной отрасли восстанавливаются некоторые из 35-летней истории строительства ростовских реакторов 3 и 4. Строительство реакторов началось в Советском Союзе в 1983 году и завершилось в Российской Федерации в 2018 году. Неоднократно меняли названия и «официальные» сроки начала строительства.

Огромная энергоемкость

1 килограмм урана с обогащением до 4%, используемого в ядерном топливе, при полном выгорании выделяет энергию, эквивалентную сжиганию примерно 100 тонн высококачественного каменного угля или 60 тонн нефти.

Повторное использование

Расщепляющийся материал (уран-235) выгорает в ядерном топливе не полностью и может быть использован снова после регенерации (в отличие от золы и шлаков органического топлива). В перспективе возможен полный переход на замкнутый топливный цикл, что означает практически полное отсутствие отходов.

Снижение парникового эффекта

Интенсивное развитие ядерной энергетики можно считать одним из средств борьбы с глобальным потеплением. К примеру, атомные станции в Европе ежегодно позволяют избежать эмиссии 700 миллионов тонн СО2. Действующие АЭС России ежегодно предотвращают выброс в атмосферу около 210 млн тонн углекислого газа. По этому показателю Россия находится на четвертом месте в мире.

Загрязнение атмосферы при необходимости взрывных работ.

Производственный процесс по отделению скальных горных пород от массива с помощью взрыва. Этот процесс изымает земельные участки под строительство и обустройство санитарных зон. Это влечет собой изменение рельефа местности и уничтожение растительности из-за строительства. Не забываем про флору и фауну.

Выбросы в водные бассейны, атмосферу и на поверхности почв

Выброс тепла в атмосферу и в водные ресурсы, вызванный техногенной деятельностью, и наряду с выбросами парниковых газов, служащий одним из факторов глобального потепления. Меняются физические свойства воды, что неблагоприятно влияет на обитателей водоемов. Основным фактором ухудшения её качества является снижение растворимости кислорода, которая уменьшается на одну треть при температуре 30С, вызывая эвтрофикацию водоёмов и их видовой состав.

Ионизирующее излучение при выводе станции из эксплуатации

Обычно происходит при отклонении от инструкции при демонтаже. В ряде случаев более поздние эпидемиологические исследования на людях, которые подвергались воздействию в детском возрасте в медицинских целях (КТ в детском возрасте), позволяют сделать вывод о том, что вероятность рака может повышаться даже при более низких дозах. Дородовое воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга плода при сильной дозе. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака у плода после воздействия облучения аналогичен риску после воздействия облучения в раннем детском возрасте.

Не стоит забывать про техногенные риски, возможные в атомной энергетике. Среди них:

  • Внештатные ситуации с хранением ядерных отработанных веществ. Производство радиоактивных отходов, происходящее на всех этапах топливно-энергетического цикла, требует дорогостоящих и сложных процедур переработки и захоронения.
  • Так называемый «человеческий фактор», который может спровоцировать сбой в работе и даже серьезную аварию.
  • Утечки на предприятиях, перерабатывающих облученное топливо.
  • Возможный ядерный терроризм.

В природе существует естественная радиация. Но для экологии опасно интенсивное радиационное воздействие АЭС в случае аварии, а также тепловое, химическое и механическое. Также весьма актуальна проблема с утилизацией ядерных отходов. Для безопасного существования биосферы нужны особые защитные меры и средства. Отношение к строительству атомных электростанций в мире крайне неоднозначно, особенно после ряда крупных катастроф на ядерных объектах.

В 2015 году 19,3% мирового потребления энергии поступало из возобновляемых источников. Доля традиционной биомассы постепенно сокращается, в то время как доля современной возобновляемой энергии растёт. С 2004 по 2013 годы доля электроэнергии, производимой в Евросоюзе из возобновляемых источников, выросла с 14% до 25%. В 2018 году в Германии из возобновляемых источников было произведено 38% электроэнергии.

В 2019 г. в России принята программа развития солнечной и ветроэнергетики до 2024 г. «Пять гигаватт». Запланировано, что к 2024 г. выработка электроэнергии на СЭС и ВЭС составит около 1% от общего объема производства. Не так перспективно как в мире, но как есть.

В первую очередь это возобновляемость, обильность и постоянство

Говоря о солнечной энергии, в первую очередь, необходимо упомянуть, что это — возобновляемый источник энергии, в отличие от ископаемых видов топлива — угля, нефти, газа, которые не восстанавливаются. Потенциал солнечной энергии огромен — поверхность Земли облучается 120 тыс. тераваттами солнечного света, а это в 20 тыс. раз превышает общемировую потребность в ней. Кроме того, солярная энергия неисчерпаема и постоянна — ее нельзя перерасходовать в процессе удовлетворения нужд человечества в энергоносителях, так что ее хватит в избытке и на долю будущих поколений.

Низкие эксплуатационные расходы

Перейдя на солнечные батареи в качестве автономного источника энергии, собственники частых домов получают ощутимую экономию. Немаловажно и то, что обслуживание систем энергоснабжения на солнечных батареях характеризуется низкими затратами — необходимо лишь несколько раз в год подвергать чистке солнечные элементы, а гарантия производителя на них, как правило, составляет 20-25 лет.

Стоимость одного атомного реактора составляет от 4 с половиной до 7 тысяч долларов за киловатт установленной мощности.

Для солнечной электростанции 1 кВт установленной мощности стоит 45-60 тыс. руб.

Простое техобслуживание

Солнечные панели нуждаются лишь в очистке несколько раз в год. Известные производители выпускают оборудование с гарантией до 25 лет.

Затраты энергии на производство солнечных панелей не окупаются

Солнечная энергия, выработанная одной панелью в южных широтах, окупит её производство за шесть лет. Атомные, а также гидро- и теплоэлектростанции не окупаются вовсе, так как для выработки некоего количества энергии, они потребляют топливо. Хотя, если потребления будет больше, эту проблему можно решить.

Утилизация солнечных пластин

На самом деле, в настоящее время существует два способа утилизировать данные приборы — механически, с помощью прессов, и термически, в автоклавных печах. В Европе создана организация PV CYCLE, занимающаяся вопросами утилизации солнечных панелей. Опять же, если потребления будет больше, эту проблему можно также решить.

Жизненный цикл (только солнечные панели)

Среднее время работы инвертора — 10-15 лет. Однако его эффективность не снижается постепенно, как в солнечной панели. Однажды он просто перестает работать. Обычно именно так происходит с так называемыми центральными инверторами. Однако в то же время есть хорошая альтернатива — микро-инверторы, которые можно устанавливать на каждой отдельной солнечной панели. Их срок службы должен быть выше чем у традиционных инверторов и может доходить до 25 лет.

Читайте также:  Права и обязанности налогоплательщиков

Вообще-то мы не хотим сеять скептицизм относительно возобновляемых источников энергии и перехода на «зелёную» энергетику в целом. Нефть конечна, стоимость её добычи постоянно растет, а на одном газе и угле экологическую обстановку не поправить. Пока человечество не подчинило себе управляемый термоядерный синтез, придется вести самые активные разработки в области «зелёной» энергии. Это очень тернистый путь, состоящий из решения сложнейших проблем: экономических, технологических и даже социальных.

Оба источника энергии по-своему хороши. Для маленьких экономик ВЭ, а те, кто могут позволить — АЭ. Однако стоит понимать, что про АЭ мы уверенно говорим, так как этим пользуются почти во всем мире.

Лучшее, что можно сделать в такой ситуации — продолжать во что бы то ни стало исследования, пытаясь сделать солнечную, ветряную и геотермальную энергетику ещё эффективней и ещё доступней. Процесс идёт, прогресс не в тупике, и мир медленно, но уверенно отказывается от ископаемого топлива, пока его использование не стало слишком дорогим и опасным.

При правильном и умном использованием АЭС может стать перспективным для экологии, не считая выбросы в виде бассейнов. Однако это не мешает развиваться обеим источникам. Если внедрять практику Франции (80% энергии АЭ), может быть это лучший способ добывать энергию.

Мы хотим сказать, что сейчас лучше использовать ядерную энергетику, а в будущем, когда мы выйдем из тумана — солнце. Нужно продвинуть переработку и утилизацию солнечных панелей. А гидро- и ветряные станции распространять, чтобы они не стали убыточными.

Задавайте вопросы в комментариях любых постов. Мы ответим!

Источник

Достоинства и недостатки АЭС

Все наслышаны о главном недостатке АЭС – о тяжелых последствиях аварий на атомных станциях. Десятки тысяч погибших и множество смертельно заболевших людей, мощное радиационное облучение, влияющее на здоровье человека и его потомков, города, ставшие непригодными для жизни… список, к сожалению, можно продолжать бесконечно. Хвала небесам, что случаи аварий единичны, подавляющее большинство атомных станций мира успешно работают десятилетиями, ни разу не сталкиваясь со сбоями системы.

Сегодня атомная энергетика – это одно из самых быстро развивающихся направлений в мировой науке. Попытаемся отойти от устойчивого мифа о том, что атомные станции – это опасность ядерных катастроф и узнать про достоинства и недостатки АЭС как источников электроэнергии. В чем атомные станции превосходят тепловые и гидроэлектростанции? Каковы преимущества и недостатки АЭС? Стоит ли развивать это направление добычи электричества? Обо всем этом и не только…

Современные способы получения электроэнергии

Вы знали, что получить электричество можно с помощью обычной картошки, лимона или комнатного цветка? Понадобятся лишь гвоздь и медная проволока. Но снабдить электроэнергией весь мир картошка и лимоны, конечно, не смогут. Поэтому с 19 века ученые начали осваивать методы получения электроэнергии с помощью генерации.

Генерация – это процесс преобразования различных видов энергии в электрическую. Процесс генерации происходит в электрических станциях. Сегодня существует множество видов генерации.

Получить электроэнергию сегодня можно следующими способами:

  1. Тепловая электроэнергетика – электроэнергия получается с помощью теплового сгорания органического топлива. Если просто – нефть и газ сгорают, выделяют тепло, тепло нагревает пар. Пар под давлением заставляет вращаться электрогенератор, а электрогенератор вырабатывает электроэнергию. Тепловые электрические станции, в которых происходит этот процесс, именуются ТЭСами.
  2. Ядерная энергетика – принцип работы АЭС (атомных станций, получающих электроэнергию с помощью ядерных установок) очень похож на работу ТЭС. Отличие лишь в том, что тепло получают не от сгорания органического топлива, а от деления атомных ядер в ядерном реакторе.
  3. Гидроэнергетика – в случае с ГЭС (гидроэлектростанциями), электрическую энергию получают от кинетической энергии течения воды. Вы когда-нибудь видели водопады? В основе такого способа получения энергии лежит сила водных водопадов, которые вращают роторы электрогенераторов, производящих электроэнергию. Конечно, водопады не природные. Они создаются искусственно, используя природное речное течение. Кстати, не так давно ученые выяснили, что морское течение намного мощнее речного, в планах строить морские гидроэлектростанции.
  4. Ветроэнергетика – в данном случае приводит в действие электрогенератор кинетическая энергия ветра. Помните мельницы? В них полностью отражен этот принцип работы.
  5. Гелиоэнергетика – в гелиоэнергетике платформой для преобразования служит тепло солнечных лучей.
  6. Водородная энергетика – электроэнергию получают путем сгорания водорода. Водород сжигают, он выделяет тепло, а дальше все происходит по уже известной нам схеме.
  7. Приливная энергетика – что используют для добычи электроэнергии в этом случае? Энергию морских приливов!
  8. Геотермальная энергетика — получение сначала тепла, а потом и электроэнергии из естественного тепла Земли. К примеру, в вулканических районах.

Недостатки альтернативных источников энергии

Атомные, гидро и тепловые электростанции являются основными источниками получения электроэнергии в современном мире. Каковы достоинства АЭС, ГЭС и ТЭС? Почему нас не греет энергия ветра или энергия морских приливов? Чем ученым не угодил водород или естественное тепло Земли? На то есть свои причины.

Энергии ветра и солнца и морских приливов принято называть альтернативными из-за их редкого использования и совсем недавнего появления. А еще из-за того, что ветер, солнце, море и тепло Земли возобновляемы, и то, что человек воспользуется солнечным теплом или морским приливом никакого вреда ни солнцу ни приливу не принесет. Но не спешите бежать и ловить волны, не все так легко и радужно.

Гелиоэнергетика имеет существенные минусы — солнце светит только днем, соответственно ночью никакой энергии от него не добьешься. Это неудобно, т.к. основной пик потребления электричества приходится на вечерние часы. В разное время года и в разных местах Земли солнце светит по-разному. Подстраиваться под него дело затратное и сложное.

Ветер и волны тоже явления своенравные, хотят – дуют и приливают, а хотят — нет. Но если они и работают, то делают это медленно и слабо. Поэтому ветроэнергетика и приливная энергетика пока не получили большого распространения.

Геотермальная энергетика – сложный процесс, т.к. строить электрические станции можно только в зонах тектонической активности, где из-под земли можно «выжать» максимум тепла. Много ли мест с вулканами вы знаете? Вот и ученые немного. Поэтому геотермальная энергетика, скорее всего, так и останется узконаправленной и не особо работоспособной.

Водородная энергетика наиболее перспективна. Водород имеет очень высокий КПД сгорания и его сжигание абсолютно экологически чисто, т.к. продукт сгорания – дистиллированная вода. Но, есть одно но. Стоит процесс производства чистого водорода невероятно больших денег. Вы хотите платить миллионы за свет и горячую воду? Никто не хочет. Ждем, надеемся и верим, что в скором времени ученые найдут способ сделать водородную энергетику более доступной.

Атомная энергетика сегодня

По разным данным, ядерная энергетика сегодня дает от 10 до 15% электроэнергии во всем мире. Атомную энергию использует 31 страна. Наибольшее количество исследований в области электроэнергетики ведутся именно по использованию ядерной энергии. Логично предположить, что преимущества АЭС явно велики, если из всех видов добычи электроэнергии развивают именно этот.

В то же время, есть страны, которые отказываются от использования ядерной энергетики, закрывают все имеющиеся атомные станции, к примеру, Италия. На территории Австралии и Океании АЭС не существовало и не существует в принципе. Австрия, Куба, Ливия, КНДР и Польша остановили разработки АЭС и временно отказались от планов по созданию атомных станций. Эти страны не обращают внимания на достоинства АЭС и отказываются от их установки в первую очередь по соображениям безопасности и больших затрат на строительство и эксплуатацию атомных станций.

Лидерами в атомной энергетике сегодня являются США, Франция, Япония и Россия. Именно они по достоинству оценили преимущества АЭС и стали внедрять атомную энергетику в свои страны. Наибольшее количество строящихся проектов АЭС сегодня принадлежат Китайской Народной Республике. Еще около 50ти стран активно работают над внедрением ядерной энергетики.

Как и все способы добычи электроэнергии имеет АЭС преимущества и недостатки. Говоря про преимущества АЭС нужно отметить экологичность производства, отказ от использования органического топлива и удобство в транспортировке необходимого горючего. Рассмотрим все подробнее.

Преимущества АЭС перед ТЭС

Преимущества и недостатки АЭС зависят от того, с каким видом получения электроэнергии мы сравниваем ядерную энергетику. Поскольку основные конкуренты атомных станций – ТЭС и ГЭС, сравним достоинства и недостатки АЭС по отношению к этим видам получения энергии.

ТЭС, то есть теплоэлектростанции бывают двух видов:

  1. Конденсационные или коротко КЭС служат только для производства электроэнергии. Кстати, другое их название пришло из советского прошлого, КЭС также называют ГРЭСами – сокращенно от «государственная районная электростанция».
    2. Теплоэлектроцентрали или ТЭЦ позволяют только производить не только электрическую, но и тепловую энергию. Взяв, к примеру, жилой дом, понятно, что КЭС только даст в квартиры электричество, а ТЭЦ еще и отопление вдобавок.

Как правило, ТЭС работают на дешевом органическом топливе – угле или угольной пыли и мазуте. Самые востребованные энергетические ресурсы сегодня – это уголь, нефть и газ. По оценкам экспертов мировых запасов угля хватит еще на 270 лет, нефти – на 50 лет, газа – на 70. Даже школьник понимает, что 50летних запасов очень мало и их надо беречь, а не ежедневно сжигать в печах.

АЭС решают проблему нехватки органического топлива. Преимущество АЭС – это отказ от органического топлива, тем самым, сохранение исчезающих газа, угля и нефти. Вместо них на АЭС используется уран. Мировые запасы урана оцениваются в 6 306 300 тонн. Насколько лет его хватит, никто не считает, т.к. запасов много, потребление урана достаточно небольшое, и об его исчезновении думать пока не приходится. В крайнем случае, если запасы урана вдруг унесут инопланетяне или они испарятся сами собой, в качестве ядерного топлива может применяться плутоний и торий. Преобразовать их в ядерное топливо пока дорого и сложно, но можно.

Преимущества АЭС перед ТЭС – это и сокращение количества вредных выбросов в атмосферу.

Что выделяется в атмосферу при работе КЭС и ТЭЦ и насколько это опасно:

  1. Диоксид серы или сернистый ангидрид – опасный газ, губительный для растений. При попадании в организм человека в больших количествах вызывает кашель и удушье. Соединяясь с водой, диоксид серы превращается в сернистую кислоту. Именно благодаря выбросам диоксида серы возникает риск кислотных дождей, опасных для природы и человека.
    2. Оксиды азота – опасны для дыхательной системы человека и животных, раздражают дыхательные пути.
    3. Бенапирен – опасен тем, что имеет свойство скапливаться в организме человека. В результате длительного воздействия может вызывать злокачественные опухоли.

Суммарные годовые выбросы ТЭС на 1000 МВт установленной мощности – это 13 тысяч тонн в год на газовых и 165 тысяч тонн на пылеугольных тепловых станциях. ТЭС мощностью в 1000 МВт в год потребляет 8 миллионов тонн кислорода для окисления топлива, преимущества АЭС в том, что в атомной энергетике кислород не потребляется в принципе.

Вышеперечисленные выбросы для АЭС также не характерны. Преимущество АЭС — выбросы вредных веществ в атмосферу на атомных станциях ничтожно малы и по сравнению с выбросами ТЭС, безвредны.

Преимущества АЭС перед ТЭС – это низкие затраты на перевозку топлива. Уголь и газ чрезвычайно дорого доставлять на производства, в то время как необходимый для ядерных реакций уран можно поместить в одну небольшую грузовую машину.

Источник