Аэс источник энергии: Малый источник большой энергии

Атомная энергия — единственный путь в будущее без углеродных выбросов? : № 5 : Архив номеров : Вестник «ЮНИДО в России»

• Вестник «ЮНИДО в России» →
• Архив номеров →
• № 5 →
• Атомная энергия — единственный путь в будущее без углеродных выбросов?

Недавняя авария на АЭС в Японии, причиной которой стали мощное землетрясение и вызванное им цунами, заставила правительства всех стран по-новому оценить перспективы развития атомной энергетики. Боязнь получить новый Чернобыль велика, но оправданна ли? В статье приведены противоположные точки зрения на этот вопрос двух специалистов по вопросам окружающей среды — Криса Гудалла, британского бизнесмена, «зеленого» активиста, автора нескольких книг по безуглеродным технологиям, и Хосе Этчеверри, доцента Йоркского университета (Торонто, Канада), члена Президиума Всемирного совета по возобновляемой энергетике (WCRE).

Гудалл: В Интернете я нашел сведения о производстве электроэнергии в Британии. После десяти лет денежных вливаний в возобновляемую энергетику лишь около двух процентов производимого электричества приходится на долю ветряков. Некоторое количество вырабатывается ГЭС, однако львиная доля электроэнергии производится за счет использования ископаемого горючего и энергии атома. 10 атомных станций Британии производят в десять раз больше энергии, чем 3000 ветряных турбин.

Я был бы рад, если бы вся наша экономика основывалась на возобновляемых источниках энергии, но я не вижу политической воли, способной обеспечить достижение этой цели. В технологии использования возобновляемых источников энергии необходимо вложить миллиарды. Использование атомной энергии может дать нам возможность закрыть все старые угольные электростанции в течение ближайших 30 лет. Без АЭС быстро уменьшить объемы выбросов парниковых газов невозможно.

Есть мнение, что нужно просто приложить больше усилий, чтобы убедить общество, по большей части равнодушное к проблемам окружающей среды, в необходимости увеличения числа ветряных турбин и миллиардных вложений в другие технологии использования возобновляемых источников энергии. Но такой идеализм безответственен: если мы действительно уверены, что изменение климата является самой страшной угрозой, с какой когда-либо сталкивалось человечество, мы не можем рисковать и допускать вероятность неудачи в уменьшении использования углеродов в производстве электроэнергии. Какими бы ни были последствия, в ближайшие десять лет единственным способом производства большого количества энергии останется использование энергии атома. В Великобритании попытки движения за охрану окружающей среды добиться вложений в разработку возобновляемых источников энергии провалились, и сейчас у нас нет другого выбора, как принять использование атомной энергетики.

Этчеверри: Отказ от АЭС обусловлен тем, что они опасны, токсичны и их использование противоречит основным принципам построения экологически безопасной энергетики: сохранение окружающей среды, повышение энергоэффективности и использование возобновляемых источников энергии. Сохранение окружающей среды и повышение энергоэффективности (например, производство большего количества энергии из меньшего количества ресурсов) предлагают выгодную возможность создания новых рабочих мест и смягчения последствия изменения климата. Приведу пример. В Канаде и США использование электроэнергии на душу населения в разы больше, чем в таких ведущих промышленных странах, как Дания и Германия.

В последних двух странах сведено к минимуму потребление энергии конечными пользователями, там постоянно проводятся изыскания в области повышения энергоэффективности, и на сегодняшний день эти страны являются мировыми лидерами разработки возобновляемых источников энергии.

В Германии возобновляемая энергетика за последние десять лет стала самым значимым инструментом смягчения последствий изменения климата и мощным стимулом внедрения промышленных инноваций и создания рабочих мест.

Правительства Германии и Дании осознают, что атомные станции не могут заменить использования возобновляемых источников энергии, так как АЭС нельзя просто так включить и выключить. Более того, строительство атомных электростанций ведет к непропорциональному росту выработки электроэнергии, что прямо противоречит принципам сохранения окружающей среды и повышения энергоэффективности.

Этот опыт был усвоен правительствами 148 стран, которые основали Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) с целью быстрой разработки новой парадигмы энергобезопасности и защиты климата.

Гудалл: Практически все мы приветствуем стремительный рост использования возобновляемых ресурсов, однако даже в Германии на их долю приходится всего 17 % вырабатываемой электроэнергии. Вопрос заключается в том, будет ли этот рост достаточно быстрым для полного замещения ископаемого топлива. Ни в Великобритании, ни где бы то ни было еще использование альтернативных источников энергии и близко не достигает необходимого уровня. Вот почему атомная энергия необходима — а не потому, что мы не хотим использовать возобновляемые источники.

Еще одним заблуждением является вера в способность мер по повышению энергоэффективности значительно снизить потребление электроэнергии. Напротив, все независимые эксперты прогнозируют рост потребления электричества ввиду перехода на электрическое отопление и электромобили. Мероприятия по энергосбережению практически не влияют на потребление энергии. Защитники окружающей среды могут сколько угодно жаловаться на отсутствие интереса к повышению энергоэффективности, однако нам нужно научиться принимать мир таким, какой он есть, а не таким, каким мы хотим его видеть. Нам может не нравиться сегодняшний потребитель, сегодняшние жизненные стандарты потребления большого количества энергии, но мы не можем изменить мир за одну ночь. Использование атомной энергии необходимо для удовлетворения потребности человечества в электричестве.

Этчеверри: Позвольте мне расставить точки над «i» в отношении атомной энергетики.

АЭС наносят вред окружающей среде и представляют большую опасность для нынешних и будущих поколений (Фукусима и Чернобыль — пример катастрофы седьмого уровня).

На строительство АЭС уходит не меньше десяти лет. Каждый проект такой станции в значительной степени индивидуален. Например, канадский проект АЭС невозможно использовать в местности с повышенной сейсмической активностью без внесения существенных изменений, что требует больших денежных и временных затрат, а их соответствие заданным условиям определяется методом проб и ошибок.

Строительство АЭС требует огромных денег, а уран относится к невозобновляемым токсичным минералам.

АЭС легко может стать оружием — вот почему некоторые страны так стремятся их заполучить.

С другой стороны, возобновляемые источники энергии намного более безопасны, оказывают намного меньшее воздействие на окружающую среду и имеют стратегическую важность для нынешних и будущих поколений.

Оборудование для получения электричества из возобновляемых источников изготавливается серийно, что означает возможность быстрого открытия производства и распространения где угодно.

Возобновляемая энергетика намного более выгодна в экономическом плане: чем больше в нее делается вложений, тем ниже стоимость технологии.

Кроме того, возобновляемые источники энергии могут послужить стимулом экономической устойчивости и энергетической автономности местности и таким образом уменьшить возможность конфликта, вместо того чтобы быть использованными в качестве оружия.

Гудалл: Фукусима — это ужасное бедствие, однако у нас есть все основания ожидать, что от утечки радиации там не умрет ни один человек. Да, атомная энергия очень дорога, однако это справедливо для всех технологий с низким уровнем выбросов углекислого газа. Исследования доказывают, что использование атомной энергии требует меньших затрат, чем использование энергии ветра. Более того, АЭС производят энергию постоянно и круглый год, независимо от погодных условий.

Люди, живущие и работающие возле АЭС, довольны этим соседством, чего нельзя сказать о тех, кто живет, например, возле наземных ветроэлектростанций.

Также я не могу согласиться с тем, что другие технологии «оказывают меньшее воздействие на окружающую среду». Новая АЭС производит столько же электроэнергии, сколько производят около 3000 ветряных турбин, расположенных на площади в сотни квадратных километров и требующих гораздо больше стали, бетона и вмешательства в живую природу.

Итак, мы возвращаемся к основному моменту спора. Ни в одной стране мира на данный момент нет достаточной политической воли для использования возобновляемых источников энергии в достаточном объеме. И я искренне сожалею об этом. Видя, как бездумно идем мы от одной экологической катастрофы к другой, защитники окружающей среды должны действовать очень осторожно и принять тот факт, что использование атомной энергии — это один из немногих способов сохранить нынешний уровень жизни и уменьшить объем производства углекислого газа.

Этчеверри: Что же мы должны предпринять для перехода на экологически безвредные источники энергии? Кроме творческого подхода, мужества и политической воли нам необходимо разработать мировую стратегию развития возобновляемых источников энергии, приносящую реальную общественную пользу.

Например, если фермеры будут владеть ветряными турбинами или, по крайней мере, иметь возможность получать от них выгоду, эти устройства быстро станут частью фермерских хозяйств. Встроенные в школьные крыши солнечные батареи могут стать многоцелевым учебным пособием для учеников тех же школ. Хорошим вложением денег для больниц станет использование технологии комбинированного производства тепловой и электрической энергии на основе биотоплива, так как в результате намного снизится стоимость теплоснабжения.

Ключевой стратегией для всех нас является непосредственное вовлечение в «обучение на практике», которое позволит в полной мере использовать способность к творчеству — один из возобновляемых и бесконечных ресурсов.

Making It № 7, III квартал 2011 г.

• Тэги:
• энергоэффективность,
• возобновляемые источники энергии,
• ядерная энергетика,
• АЭС

Атомная энергия в энергетической структуре Японии 2030 года

Какой должна быть будущая структура энергетики, приемлемая для Японии? Правительство Японии приняло курс на поставку электроэнергии в 2030 году из расчета 20-22% за счёт атомной энергетики и 22-24% из возобновляемых источников энергии. Однако мнения внутри страны разделились.

22-24% энергии – из возобновляемых источников

На заседании подкомиссии Консультативного комитета по энергетической и ресурсной политике (консультативный орган Министерства экономики, торговли и промышленности Японии), которое было проведено 1 июня 2015 года, правительство Японии утвердило проект по структуре энергетики, предпочтительной для Японии в 2030 году, а именно:

• Возобновляемые источники энергии(*1) – 22-24%
• Атомная энергия – 20-22%
• Тепловая энергия (каменный уголь) – 26%
• Тепловая энергия (природный газ) – 27%
• Тепловая энергия (нефть) – 3%

Доля возобновляемых источников увеличится практически в два раза, атомные электростанции, которые сейчас остановлены, возобновят свою работу (11 августа 2015 г. был запущен 1-й реактор АЭС «Сэндай» в преф. Кагосима, это первое применение АЭС со времени их остановки в 2011 году. Кроме того, сейчас ведутся работы по подготовке к запуску АЭС «Такахама» в преф. Фукуи – прим. перев.).

Наряду с проектом структуры энергетики был составлен проект на 15 лет по структуре первичных видов энергии(*2), таких как энергия для бытового пользования, автомобилей, заводского топлива и др.

• нефть – 32%
• уголь – 25%
• природный газ – 18%
• возобновляемые источники энергии – 13-14%
• атомная энергия – 10-11%

Данная пропорция будет принята в качестве курса правительства этим летом.

На основании данного проекта по структуре энергетики в преддверии заседания СОР21 (XXI Конференция сторон Рамочной конвенции ООН по изменению климата), которое будет проводиться в ноябре этого года в Париже, правительство Японии поставило целью до 2030 года сократить количество выбросов парниковых газов на 26% по сравнению с показателями 2013 года.

Атомные электростанции – «важные источники энергии основной нагрузки»

Структура энергетики основных стран различается в зависимости от наличия или отсутствия ресурсов, а также видов тех энергоресурсов, которыми располагает та или иная страна. Исходя из характерного для бедной ресурсами Японии положения в области энергетики, правительство Японии рассмотрело эту ситуацию с различных сторон, учитывая 1) стабильное обеспечение энергией, 2) охрану окружающей среды, в частности снижение выбросов парниковых газов, 3) влияние на экономику и занятость населения, 4) уроки аварии на атомной электростанции «Фукусима-1» и другие вопросы, и приняло комплексное решение, направленное на диверсификацию энергетических ресурсов.

В апреле 2014 года Кабинет Министров правительства Японии спустя 4 года принял «Базовый энергетический план», который стал основным курсом дальнейшей долгосрочной политики страны в области энергетики. При этом, с одной стороны, уже после аварии на атомной электростанции «Фукусима-1» в нем уделялось внимание атомным электростанциям как важным источникам энергии основной нагрузки(*3), а с другой стороны, премьер-министр Синдзо Абэ заявил о «сокращении по мере возможности зависимости от атомной энергетики» и о «максимальном внедрении возобновляемой энергии». Однако разработка проекта по структуре энергетики была перенесена на этот год.

Усиление критики атомных электростанций после аварии

На фоне сурового общественного мнения, ужесточившегося после аварии на атомной электростанции «Фукусима-1» в марте 2011 года, в отношении возобновления работы атомных электростанций и их дальнейшей судьбы развернулись разнообразные дискуссии. Назывались такие преимущества возобновления работы атомных электростанций с точки зрения экономического эффекта, как стабилизация объемов генерируемой энергии, более дешевая стоимость топлива, чем у других источников энергии, отсутствие выбросов парниковых газов и др. Кроме того, благодаря работе атомных электростанций можно было бы добиться сдерживания импорта замещающего топлива, что привело бы к улучшению внешнеторгового баланса, имеющего тенденцию к дефициту. Для промышленности сдерживание цен на электроэнергию привело бы к усилению конкурентных преимуществ на международной арене. Подобная точка зрения призывает к «рациональному использованию» атомных электростанций.

С другой стороны, под влиянием аварии на АЭС «Фукусима-1» усилилось настороженное и отрицательное отношение к атомной энергетике. Меры и компенсации в отношении беженцев, меры в отношении вод с высокой степенью загрязнения, окончательное захоронение радиоактивных отходов и прочие расходы, связанные с атомной электростанцией после аварии, огромны. Для консервации реактора аварийной АЭС необходимы долгие годы, что не имело прецедентов в прошлом. В подобных условиях бывшие премьер-министры Японии Коидзуми Дзюнъитиро и Хосокава Морихиро провозгласили лозунг «Ноль атомных электростанций», и дискуссии о пользе или вреде атомных электростанций не сдвигаются с места.

Снижение доли тепловых электростанций до 56% в связи с ограничением выбросов парниковых газов

До аварии на АЭС уровень зависимости Японии от атомной энергии составлял около 30%. Авария повлекла за собой остановку на длительный срок целого ряда атомных электростанций каждой из энергетических компаний. Так как с сентября 2013 года деятельность атомных электростанций на территории всей Японии была остановлена, за 2013 финансовый год их доля упала до 1%. В результате увеличились расходы на топливо для тепловых электростанций, заменивших атомные, также происходило снижение курса йены, стоимость электроэнергии по стране по сравнению с той, которой она была до аварии, для промышленных нужд поднялась на 30%, для домашнего потребления – на 20%.

Объявленная в этот раз структура энергетики на 2030 год выделяет на атомную энергетику 20-22%, исходя из экономических показателей и ее большого вклада в сокращение парникового эффекта. Доля возобновляемой энергии увеличится в два раза, до 22-24%. Тепловая энергия (каменный уголь, природный газ, нефть) сократится до 56%, тогда как в 2014 финансовом году ее доля составляла 88% от общего количества генерированной энергии, что приведет в 2030 финансовом году к ее сокращению более чем на 40%.

Возможность работы атомных электростанций дольше 40 лет

Однако в отношении политики повышения до 20-22% доли АЭС, которые в настоящее время полностью остановлены, мнения расходятся даже среди специалистов. До землетрясения в Японии работало 54 атомных электростанции. Для 11 из них, включая 1-6 реакторы атомной электростанции «Фукусима-1», принадлежащей Токийской энергетической компании (TEPCO), решен вопрос о консервации реакторов. Помимо них вызывает опасение работа около 10 атомных электростанций, построенных в зоне тектонических разломов или оборудование которых не отвечает новейшим стандартам.

Кроме того, срок жизни атомных электростанций ограничивается «принципом 40 лет» по закону о регулировании работы атомных реакторов, пересмотренному после аварии на атомной станции «Фукусима-1». Если предписания закона будут выполнены, доля АЭС в 2030 году составит менее 15%. Для выполнения показателей свыше 20% возникнет необходимость работы довольно-таки большого количества атомных электростанций в течение периода свыше 40 лет. Для этого придется ввести в обиход понятие «работа в течение 60 лет», которая признается данным законом в качестве исключения.

Мнения о необходимости увеличения доли возобновляемой энергии

В ходе дискуссий на заседании подкомиссии Консультативного комитета по энергетической и ресурсной политике, на котором в этот раз был принят проект структуры энергетики, в отношении атомных электростанций и возобновляемых источников энергии специалисты-члены комиссии так и не смогли прийти к единому мнению. Один из членов подкомиссии, профессор аспирантуры Токийского университета естественных наук Киккава Такэо, в отношении проекта правительства указал на: «необходимость внесения решительных изменений в проект, которые повысят к 2030 году долю возобновляемых источников энергии до 30% и сократят долю атомных электростанций до 15%».

Данный проект энергоструктуры будет пересматриваться каждые три года, так чтобы оставалась возможность внесения корректив, отвечающих дальнейшим изменениям окружающих условий. Это базовый курс энергетической политики, провозглашенной правительством Японии, но дискуссии внутри страны по его поводу не утихают.

Фотография к заголовку: Инспекторы Комитета по регулированию атомной энергетики проводят проверку характеристик оборудования внутри здания 1-го реактора атомной электростанции «Сэндай» энергокомпании «Кюсю дэнрёку». 16 апреля 2015 года, префектура Кагосима, город Кицумасэндай (фото агентства «Дзидзи»)

(Статья на японском языке опубликована 26 июня 2015 г. Источники энергии, которые могут стабильно давать определенное количество электричества по низкой цене вне зависимости от времени года, погодных условий, времени дня и ночи и т. п. Атомная энергия, тепловая угольная энергия, гидроэнергия, геотермальная энергия и т. д. Однако, считается, что определение «основной нагрузки» в Японии и в Европе отличается.

Атомная энергия | Определение, источники, использование и факты

ядерное деление и ядерный синтез

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Гленн Т. Сиборг
Кристофер Хинтон, барон Хинтон
Андрей Сахаров
Эдвард Теллер
Игорь Васильевич Курчатов

Похожие темы:

ядерного реактора
атомная энергия
энергия связи ядер
атомная электростанция
атомная подводная лодка

Просмотреть весь связанный контент →

ядерная энергия , также называемая атомной энергией , энергия, которая высвобождается в значительных количествах в процессах, влияющих на атомные ядра, плотные ядра атомов. Она отличается от энергии других атомных явлений, таких как обычные химические реакции, в которых участвуют только орбитальные электроны атомов. Одним из методов высвобождения ядерной энергии является контролируемое деление ядер в устройствах, называемых реакторами, которые в настоящее время используются во многих частях мира для производства электроэнергии. Другой метод получения ядерной энергии, управляемый ядерный синтез, является многообещающим, но не был усовершенствован к 2020 году. Ядерная энергия высвобождается со взрывом как в результате ядерного синтеза, так и ядерного деления. См. также ядерную энергетику.

При ядерном делении ядро ​​атома, например, урана или плутония. распадается на два более легких ядра примерно одинаковой массы. В некоторых случаях процесс может протекать самопроизвольно или может быть индуцирован возбуждением ядра различными частицами (например, нейтронами, протонами, дейтронами или альфа-частицами) или электромагнитным излучением в виде гамма-лучей. В процессе деления выделяется большое количество энергии, образуются радиоактивные продукты и испускается несколько нейтронов. Эти нейтроны могут вызвать деление в соседнем ядре делящегося материала и высвободить больше нейтронов, которые могут повторить последовательность, вызывая цепную реакцию, в которой большое количество ядер подвергается делению и высвобождается огромное количество энергии. Если управлять такой цепной реакцией в ядерном реакторе, она может дать энергию на благо общества. Если его не контролировать, как в случае с так называемой атомной бомбой, это может привести к взрыву огромной разрушительной силы.

Ядерный синтез — это процесс, при котором ядерные реакции между легкими элементами образуют более тяжелые элементы. В тех случаях, когда взаимодействующие ядра принадлежат элементам с низкими атомными номерами (например, водород [атомный номер 1] или его изотопы дейтерий и тритий), выделяется значительное количество энергии. Огромный энергетический потенциал ядерного синтеза был впервые использован в термоядерном оружии или водородных бомбах, которые были разработаны в десятилетие сразу после Второй мировой войны. Потенциальные мирные применения термоядерного синтеза, особенно с учетом практически безграничных запасов термоядерного топлива на Земле, стимулировали огромные усилия по использованию этого процесса для производства энергии. Хотя практические термоядерные реакторы еще не построены, необходимые условия температуры плазмы и теплоизоляции в значительной степени достигнуты, что позволяет предположить, что термоядерная энергия для производства электроэнергии теперь является серьезной возможностью. Коммерческие термоядерные реакторы обещают стать неисчерпаемым источником электроэнергии для стран всего мира.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Мелиссой Петруцелло.

Что такое ядерная энергия?

Выдающаяся ядерная энергия

Ядерная энергия получается в результате расщепления атомов в реакторе для нагрева воды в пар, включения турбины и выработки электроэнергии. Девяносто два ядерных реактора в 28 штатах вырабатывают почти 20 процентов электроэнергии страны, причем все без выбросов углерода, поскольку в реакторах используется уран, а не ископаемое топливо. Эти станции всегда включены: они хорошо управляются, чтобы избежать перебоев в работе, и построены так, чтобы выдерживать экстремальные погодные условия, поддерживая сеть 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.

Вся эта сила и потенциал крошечного атома.

Преимущества ядерной энергии

Ядерная энергия предлагает множество преимуществ в качестве безэмиссионной рабочей лошадки нашей энергосистемы. Его уникальная ценность не может быть найдена ни в одном другом источнике энергии.

• Ядерная энергетика защищает национальную безопасность. Лидерство США в области ядерной энергетики поддерживает стандарты безопасности и нераспространения во всем мире, поддерживает устойчивую электрическую сеть дома и питает сильный военно-морской флот.
• Ядерная энергия борется с изменением климата. Атомная энергетика теперь обеспечивает большое количество безуглеродной электроэнергии круглосуточно и без выходных, что незаменимо для защиты окружающей среды.
• Ядерная промышленность обеспечивает лидерство США в области технологий. Соединенные Штаты стали пионерами в области ядерной энергетики для мира и, сохраняя лидерство, могут удовлетворить растущий спрос на экологически чистую энергию во всем мире с помощью усовершенствованных реакторов.
• Атомная энергия надежно производит электричество. Круглосуточное электричество необходимо для процветания нашей нации в 21 веке. Чистая и надежная ядерная энергетика является критически важной частью инфраструктуры США, поскольку она работает непрерывно в течение 18–24 месяцев.
• Атомная энергетика создает рабочие места. Ядерная энергетика обеспечивает более 100 000 хорошо оплачиваемых, долгосрочных рабочих мест и поддерживает местную экономику, получая миллионы долларов государственных и местных налоговых поступлений.