Электроэнергетика

Электроэнергетика
Электроэнергетика – базовая отрасль российской экономики
Российская электроэнергетика и ее место в мире
Основные этапы развития отечественной электроэнергетики
Структурная перестройка электроэнергетики России в 1990-е годы
Реформирование электроэнергетики в 1998—2008 гг.
Реформирование электроэнергетики в 1998—2008 гг.
Техническая база российской электроэнергетики
Электропередача
Оперативно-диспетчерское управление
Примеры рынков электроэнергии
Особенности розничного рынка электроэнергии США
Уроки, вытекающие из обобщения опыта и функционирования рынков электроэнергии
Синхронная зона ЕЭС/ОЭС
Торгово-экономическое сотрудничество российской электроэнергетики
Реформа электроэнергетики в России
Организация реформирования электроэнергетики
Переход к конкурентным рынкам
Организационно-экономическая структура отрасли электроэнергетики
Операционная деятельность
Применение модели товарно-денежных потоков
Основные субъекты рынка электроэнергии
Распределительные сетевые компании
Организации коммерческой инфраструктуры
АО-энерго - энергосистемы изолированных регионов
Задачи реформирования энергосистем Дальнего Востока
Система государственного регулирования в электроэнергетике
Сфера и методы тарифного регулирования в современной электроэнергетике
Стимулирующее регулирование
Система регулируемых тарифов в российской электроэнергетике
Тарифы на услуги по передаче электрической энергии
Недискриминационный доступ к услугам естественных монополий
Антимонопольное регулирование рынка электроэнергии
Методы антимонопольного регулирования
Прогнозирование и проектирование развития электроэнергетики
Системное проектирование электроэнергетики
Система рынков в электроэнергетике
Основы построения оптового и розничных рынков
Узловое ценообразование
Балансирующий рынок
Рынок мощности
Рынок системных услуг
Финансовые права на передачу
Розничный рынок электрической энергии
Особенности оптового рынка в российской электроэнергетике
Особенности российского розничного рынка электроэнергии
Рынки сервисов
Рынок тепловой энергии и его взаимосвязь с рынком электроэнергии
Особенности рынков тепловой энергии в России
Управление надежностью в электроэнергетике
Обеспечение надежности Механизмы управления надежностью
Рынок системных услуг и основные направления повышения надежности
Атомная энергетика
Атомная энергетика занимает важное место в энергетике России.
Экологические проблемы эксплуатации АЭС
Концепция экологической безопасности АЭС
Природоохранные технологии на АЭС
Отработаное ядерное топливо
Демонтаж АЭС по окончании ее нормальной эксплуатации
Геотермальная энергетика
Электромашиностроение и электротехника
Особенности экологических проблем ТЭС и ГЭС, пути их решения
Проблема эмиссии парниковых газов

Экологические проблемы эксплуатации АЭС

Как любая крупномасштабная техногенная деятельность человека и как любой другой энергетический объект, атомные электростанции влияют на состояние экосистемы. Радиационный фактор является барьером в общественном сознании для атомной энергетики при выборе вида энергоисточника, поскольку сформировалось неадекватное восприятие техногенных рисков различной природы. Существует опасность принятия потенциально опасных решений, связанных фактически с большим суммарным риском, чем АЭС.

Радиация – один из многих естественных факторов воздействия окружающей среды. Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Уровни естественного излучения варьируют в довольно широких пределах, и наш организм не только подготовлен к заметному радиационному воздействию, но и в значительной степени им сформирован: разделение полов, иммунные и репарационные генетические механизмы являются инструментом эволюции в борьбе, прежде всего, с радиационным фоном.

Техногенное радиоактивное загрязнение происходит от радионуклидов, период полураспада которых более нескольких минут. Такие вещества называются биологически значимыми радионуклидами.

В России основные проблемы радиоактивного загрязнения окружающей среды связаны с прошлой деятельностью предприятий атомной промышленности.

Экологические проблемы энергетики

Сегодня общепризнано, что не существует способов получения электроэнергии, не сопряженных с риском возможного вреда.

Вопрос «какая электростанция характеризуется большим удельным выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду – атомная или угольная?» звучит риторически, однако, как ни парадоксально, больший удельный выброс (на единицу произведенной электроэнергии) дает угольная станция. В угле всегда содержатся природные радиоактивные вещества – торий, два долгоживущих изотопа урана, продукты их распада (радий, радон и полоний), а также долгоживущий радиоактивный изотоп калия – калий-40. При сжигании угля они практически полностью попадают во внешнюю среду. При этом удельная активность выбросов ТЭС в 5–10 раз выше, чем для АЭС.

Значительная доля природных радионуклидов, содержащихся в угле, скапливается в шлаковых отвалах ТЭС и попадает в организм людей по пищевым цепочкам при размытии водой. В 1 тонне золы ТЭС содержится до 100 г радиоактивных веществ. На АЭС такой канал их распространения отсутствует вообще, поскольку технологии обращения с удаленным из реактора облученным ядерным топливом (ОЯТ) исключают его контакт с внешней средой. В целом же радиационное воздействие ТЭС на население оказывается примерно в 20 раз выше, чем у АЭС равной мощности (в обоих случаях оно многократно меньше влияния естественного фона).

Выбросы ТЭС содержат, главным образом, элементы, активно участвующие в жизненном цикле. При этом многие специфические вещества, обладающие высокой биологической опасностью, в выбросах ТЭС не нормируются.

При сжигании угля, кроме золы и сажи, образуются двуокись углерода, создающая парниковый эффект; токсичные газы (оксиды углерода, серы, азота и ванадия), вызывающие кислотные дожди и кислотные отравления; сложные полициклические ароматические углеводороды канцерогенного воздействия (бензапирен и формальдегид); пары соляной и плавиковой кислот; токсичные металлы (мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, таллий, хром, натрий, никель, ванадий, бор, медь, железо, марганец, молибден, селен, цинк, сурьма, кобальт, бериллий), которые могут вызывать в 1000 раз больше смертей, чем ядерные отходы. Характеристика канцерогенных выбросов ТЭС приведена в табл.1.

Дальнейшее развитие тепловой энергетики на органическом топливе, основанной на угле, нефти, газе, сланцах, торфе, приведет к глобальным изменениям климата и свойств атмосферы.

Таблица 1

Валовые выбросы ТЭС мощностью 1 ГВт

 

Необходимо проводить сопоставление не просто электростанций на различных видах топлива, но и их топливных циклов, включающих операции по добыче, транспортировке, подготовке, переработке.

Имеющиеся данные в разных странах свидетельствуют: по реальному воздействию на человека атомная промышленность находится во втором десятке вредных факторов (табл. 2).

Таблица 2

Место атомной промышленности среди 21 отрасли по показателям профессиональной заболеваемости в России (на 10 000 работающих)

 

Необходимо сопоставлять риск от воздействия объектов энергетики и других радиационных факторов на производстве и в быту.

Таблица 3

Средние индивидуальные дозы облучения населения СССР от различных источников ионизирующего излучения

Источники излучения

Доза, мЗв/год

Доля суммарной дозы, %

Естественный фон

1,10

44,7

Медицинская рентгенодиагностическая аппаратура

0,72

29,3

Строительные материалы

0,60

24,4

Глобальные выпадения

0,02

0,8

Часы со светосоставом

0,01

0,4

Авиационный транспорт

0,005

0,2

Телевизоры

0,002

0,1

АЭС

10-5

0,05

Итого

»2,46

100

 

Таблица 4

Уровни радиоактивности некоторых жидкостей

Жидкость

Радиоактивность, Бк/л

Типичные сбросные воды АЭС

3,7·10-2 – 3,7·10-1

Водопроводная вода

7,4·10-1

Речная вода

0,37 – 3,7

4 % пиво

4,81

Океанская вода

12,95

Виски

44,4

Молоко

51,8

Прованское масло

181,3

 

Исследования показали, что годовая доза дополнительного для живущих вблизи АЭС (0,01–0,05 мЗв/год) сравнима с дозой однократного рентгеновского снимка зубов, почти в 10 раз меньше дозы облучения телезрителя (0,48 мЗв/год) и в 20 раз меньше среднего естественного фона на поверхности Земли (1 мЗв/год). Для населения уровень риска смерти от различных причин изменяется в исключительно широких пределах: от 10-9 до 10-2 1/(чел•год). Минимальный фиксируемый риск 10-9 соответствует отдельным небольшим событиям, происходящим в среде обитания человека и приводящим к гибели нескольких человек во всем мире ежегодно. Уровень риска смерти более 10-2 представлен особо опасными видами профессиональной и непрофессиональной деятельности. Риск от проживания вблизи АЭС оценивается в 7·10-7.

Дозы облучения населения в районах функционирования предприятий атомной отрасли неотличимы от региональных значений естественного фона.

Ядерная энергетика положительно решает многие экологические проблемы, не потребляет ценного природного сырья и атмосферного кислорода, не выбрасывает в атмосферу парниковых газов и ядовитых веществ, и стабильно обеспечивает получение самой дешевой энергии.

При истощении запасов органического топлива использование ядерного топлива – пока единственно реальный путь надёжного обеспечения человечества необходимой ему энергией, менее опасный для здоровья человека и окружающей среды.

Атомная энергетика, замещая тепловую энергетику, сможет сыграть существенную роль в сокращении выбросов углекислого газа, разрешении других экологических проблем. Все российские АЭС имеют явно выраженные экологические преимущества в сравнении с другими видами промышленной деятельности.

Здесь следует сделать оговорку – общепризнанно, что АЭС при их нормальной эксплуатации в экологическом отношении чище тепловых электростанций на угле, однако при авариях АЭС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей и экосистемы. Право на существование атомная энергетика имеет только в случае обеспечения предельно высокого уровня безопасности её предприятий, недопущение какого либо выноса радиоактивных продуктов из технологического оборудования за пределы, ограниченные технологическими помещениями (барьеры безопасности) при любых обстоятельствах.

Требование безаварийности

Поступление в окружающую среду радиоактивных загрязнителей вследствие проектных аварий на АЭС ограничено санитарно-гигиеническим законодательством. Локализующие системы АЭС обеспечивают непревышение этих нормативов, обычно с запасом.

За последние 10 лет в российской ядерной отрасли не произошло ни одного события уровня 4 и выше по международной восьмибалльной шкале INES (International Nuclear Event Scale). Событий третьего уровня за это время было шесть, причем ни одно из них не имело последствий для населения. Количество ядерных аварий высоких уровней за более чем 60 лет атомной истории в мире исчисляется единицами. Авария 7-го уровня была лишь одна – Чернобыльская (1986 г.).

После Чернобыльской аварии были осуществлены меры по повышению безопасности АЭС, особенно по безопасности реакторов типа РБМК-1000, имеющие положительные результаты. Введены в действие многоступенчатые системы аварийной защиты, срабатывающие при малейших сбоях в работе оборудования станций. Анализ вероятностных показателей безопасности показал, что частота повреждений активной зоны от внутренних исходных событий для действующих АЭС составляет ~10-5 1/(реактор*год), а для проектируемых перспективных – менее 10-5 1/(реактор*год).

Найдены и использованы надёжные методы защиты от ядерного «разгона», основывающиеся на самогашении реакции деления при отклонении эксплуатационных режимов от регламента за счёт отрицательной связи мощностного возмущения и реактивности системы и использования внутренне присущих физических свойств конструкции активной зоны и материалов без необходимости введения энергии извне для срабатывания системы аварийной защиты. При этом определены условия отвода тепла, обеспечивающие нерасплавление активной зоны даже при отказе оборудования принудительной циркуляции теплоносителя.

В настоящее время доказано, что атомные электростанции могут быть созданы с высокими показателями надежности и безопасности, обеспечивающими выполнение самых строгих требований по снижению загрязнения окружающей среды радиоактивными и другими вредными веществами. Самый яркий пример обеспечения экологической безопасности – транспорт ядерного топлива и радиоактивных веществ. За сорок лет этой широкомасштабной деятельности не было ни одного происшествия с тяжелыми пострадавшими от радиации. За те же годы транспорт жидкого и газообразного органического топлива сопровождался авариями, унесшими многие десятки, если не сотни тысяч человеческих жизней, включая, по крайней мере, четыре ужасных катастрофы (три взрыва на трубопроводах и одна авария автоцистерны), в каждой из которых погибли примерно по пятьсот человек.

Атомная и традиционная энергетикаю Экологические проблемы