айних палив і запобігання наступних кризових явищ:
В· виснаження дешевих ресурсів вуглеводневих палив і виникнення конфліктів навколо їх джерел, дестабілізації світового паливного цикла;
В· досягнення небезпечних меж викидів продуктів хімічного горіння.
Оцінка потенційних можливостей атомної енергетики
Світові ресурси урану в найбільш багатих родовищах з концентрацією металу в рудах> = 0,1% в даний час оцінюються наступним чином: розвідані - кілька більше 5 млн. т, потенційні - 10 млн. т.
За час життя (~ 50 років) теплової реактор (ЛВР) потужністю 1 ГВт (ел.) споживає ~ 10 4 природного U, тому 10 7 т U дозволяють ввести 1000 блоків АЕС з такими реакторами, з яких ~ 350 ГВт (ел.) працюють зараз, а 650 ГВт (ел.) можуть бути введені в наступному столітті. У результаті в першій половині XXI століття потужності світової АЕ на теплових реакторах з урахуванням виведення з експлуатації відпрацьованих блоків можуть зрости вдвічі, але її внесок у виробництво енергії буде поступово падати, а в другій половині століття зійде нанівець.
Щорічна потреба сучасної атомної енергетики Росії в природному урані становить 2800-3300 т, а з урахуванням експортних постачань ядерного палива ~ 6000-7700 т. При наявних ресурсах урану (поклади в надрах, складські запаси на гірничодобувних підприємствах, запаси високозбагаченого урану) термін функціонування вітчизняної атомної енергетики на теплових реакторах, якщо залишатися на рівні потужності - 20 ГВт (ел.), складає ~ 80-90 років. Замикання паливного циклу теплових реакторів з залученням енергетичного плутонію й регенерованого урану продовжить цей термін на 10-20 років залежно від способу виготовлення регенерованого палива.
Наявні світові і російські запаси природного урану не можуть забезпечити стійкого довготривалого розвитку
p> Варіанти структури атомної енергетики
Розвиток атомної енергетики в два етапи передбачає тривале співіснування теплових реакторів на 235 U, поки є дешевий уран, і швидких реакторів, які вводяться на плутонії із збройових запасів і з теплових реакторів і практично не мають обмежень по паливною ресурсів.
У двокомпонентної структурі доцільний поступовий перехід теплових реакторів на вигідний для них Th-U цикл з виробництвом 233 U для початкової завантаження і підживлення з Th-БЛАНКЕТ швидких реакторів. Двокомпонентна структура атомної енергетики майбутнього має під собою вагомі підстави, але важливе для неї питання про пропорції між швидкими і тепловими реакторами вимагає адекватного рішення.
У майбутні півстоліття, поки є дешевий уран для теплових реакторів, це питання не має принципового значення. Плутоній, що отримується в теплових реакторах, доцільно використовувати для запуску швидких реакторів, не вимагаючи від них високих коефіцієнтів відтворення і коротких часів подвоєння плутонію. Проблема паливозабезпечення теплових реакторів та участі в ньому швидких реакторів може виникнути лише за межами розглянутого тут періоду, і при її вирішенні потрібно враховувати такі обставини:
В· Виробництво електроенергії зростає найбільш швидко і складе в XXI столітті близько або більше половини у світовому паливно-енергетичному балансі (табл.1) і тому залишається головною сферою застосування атомної енергетики, що знову висуває на перший план швидкі реактори.
В· На відміну від органічної енергетики, де на паливо доводиться ~ 60% витрат виробництва електроенергії, витрати на ядерне паливо відносно малі (~ 20%), а основна частина витрат у АЕ - спорудження та обслуговування - зменшується з збільшенням потужності реакторів і АЕС, що робить виробництво електроенергії на великих АЕС домінуючим напрямком атомної енергетики.
В· Проблема коротких часів подвоєння плутонію та пов'язані з нею міркування про небажаність участі швидких реакторів у регулюванні навантаження в енергосистемах сьогодні і в осяжному майбутньому не актуальні.
В· Останні проекти АЕС з швидкими і тепловими реакторами вказують на значне зниження різниці в їх вартості навіть для швидких реакторів традиційного типу. Розробка швидких реакторів на основі принципу природної безпеки дозволяє розраховувати на те, що капітальні витрати в АЕС з швидкими реакторами нового покоління будуть нижче, ніж у сучасних АЕС з ЛВР.
В· Вимоги високого коефіцієнта відтворення і коротких часів подвоєння плутонію перешкоджають реалізації потенціалу швидких реакторів по економічності і безпеки.
Таблиця 1 [3]
Загальне споживання первинних енергоносіїв, частка первинних енергоносіїв, що використовуються для виробництва електроенергії і частка АЕС в споживанні первинних енергоносіїв в регіонах світу в 1997 р. і 2000
Регіон
1997р. /Td>
2000р. /Td>
Загальне споживан...
