Влияние аэс на окружающую среду кратко

Обновлено: 17.05.2024

Год 1956, на северо-западе Англии королева Елизавета открывает первую в мире атомную электростанцию , тем самым положив начало ядерной энергетической революции. В течение следующих нескольких десятилетий строятся еще сотни станций, производящих углерод-нейтральную энергию еще до того, как мы узнали о глобальном потеплении и изменении климата.

Но затем, в 1986 году, случился Чернобыль , и внезапно ядерная энергетика стала врагом общества номер один. Даже сегодня отголоски этой катастрофы бросают тень на репутацию этой революционной технологии. Но заслуживает ли ядерная энергия своей плохой репутации? Или это может быть ключевым компонентом нашего устойчивого будущего?

Вы можете быть удивлены, обнаружив, что ядерные реакторы излучают очень мало радиации . Ядра обычно погружаются в огромные чаны с водой, которые поглощают выходящее нейтронное излучение, заставляя воду светиться синим. Хотя купаться в этой воде - не самая лучшая идея, но вы можете легко провести несколько в ней часов и получить лишь крошечную и совершенно безопасную дозу облучения.

Ядерные реакторы намного меньше, чем вы думаете. Уран и торий, два элемента, которые мы можем использовать в ядерных реакторах, обладают невероятной плотностью энергии. Один килограмм урана имеет столько же энергии, сколько миллион килограммов угля!

Эти два аспекта делают ядерную энергетику невероятно безопасной. Необходимо добыть лишь небольшое количество топлива, поэтому количество несчастных случаев на шахтах очень низкое. Реакторы почти не излучают радиации, и кроме водяного пара, нет никаких других выбросов, что означает практически полное отсутствие воздействия на окружающую среду. Все это означает, что на каждый 1 ТВт*час энергии умирает всего 90 человек . Это включает в себя риск ядерных аварий, таких как Чернобыль и Фукусима.

Сейчас 90 смертей могут показаться большим количеством. Но на самом деле это не так

Для сравнения: уголь. От него умирают ошеломляющие 100 000 человек на произведенное ТВт*час . Это уровень смертности более чем в тысячу раз больше ядерной! Это происходит благодаря многочисленным авариям на шахтах и загрязнению, вызывающему рак и респираторные заболевания в более позднем возрасте после длительного воздействия твердых частиц.

Здесь важна цифра 1 ТВт*час . Звучит как много энергии, но это не так. Он будет обеспечивать электричеством только небольшой городок из 27 000 домов и 187 000 человек в год . А теперь подумаем. Более половины населения этого маленького городка погибнет из-за угольного топлива!

Но вы можете подумать, что солнечная энергия и ветер безопаснее ядерной. Что ж, ошиблись. При такой же производительности 440 человек умирают от солнечной энергии и 150 умирают от ветра. Это связано с опасностями при производстве и несчастных случаях при установке / техническом обслуживании.

Что касается опасности для человека, ядерная энергия - самый безопасный источник энергии , который у нас есть, и это удивительно! Но цифры ясно показывают.

Но это человеческие жизни. А что насчет влияния атомной энергетики на окружающую среду? Атомные электростанции содержат ядерные отходы, и в случае ядерных аварий они могут разрушить целые экосистемы. Верно?

Одна из самых больших наших проблем - это пространство . Мы, люди, занимаем обширные территории планеты, и это убивает экосистемы. Но одна из больших проблем энергии ветра и солнца - это пространство, которое они занимают.

По сути, если бы мы использовали солнечную и ветровую энергию только для того, чтобы добиться углеродно-нейтрального баланса, мы бы все равно нанесли огромный экологический ущерб экосистемам с помощью наших солнечных и ветряных ферм.

С другой стороны, атомная энергия намного компактнее . Солнечной ферме, которая может производить 1 ТВт электроэнергии в год, требуется около 200 квадратных километров , что составляет размер среднего города. Ветряная электростанция еще хуже! Ей нужно 900 квадратных миль , чтобы производить 1 ТВт в год . Но чтобы произвести такое же количество с помощью ядерной энергии , потребуется всего один квадратный километр! Это означает, что его физическое воздействие ничтожно по сравнению с любыми другими возобновляемыми источниками энергии.

Атомная станция может работать практически в любом месте (мы можем спроектировать водоснабжение и т. д.) круглый год . Чем не может похвастаться солнечная и ветровая энергия. Это означает, что мы можем стратегически разместить атомные станции, чтобы оказывать минимальное воздействие на окружающую среду и сохранить ключевые экосистемы. С другой стороны, солнечную и ветровую энергию необходимо размещать там, где они наиболее эффективны и, к сожалению, эти места обычно биоразнообразны.

Таким образом, ядерная энергия оказывает гораздо меньшее влияние на окружающую среду, чем любая другая возобновляемая энергия. Но как насчет ядерных отходов ? Они сильно влияют на окружающую среду?

Что ж, мы очень хорошо умеем их перепрофилировать или правильно утилизировать . Это варьируется от превращения старых стержней управления в батареи, которые прослужат 1000 лет до захоронения отходов вблизи зон субдукции , что позволяет безопасно вернуть ядерный материал в мантию.

Ядерный материал, захороненный рядом с зоной субдукции: поверхность имеет минимальную радиацию - Фото автора Dan Meyers на Unsplash

Но даже случайный выброс отходов не представляет большого риска. Фукусима выбросила загрязненную воду в Тихий океан . Это звучит ужасно, но увеличение радиации в окружающем океане было минимальным . Настолько, что даже сложно было измерить. Катастрофические ядерные отходы получаются только в результате аварий на предприятиях, как в Чернобыле . Современные реакторы спроектированы так, чтобы сделать такое плавление практически невозможным . Это не только означает, что шансы на повторение подобных инцидентов невероятно малы, но если что-то и произойдет, результаты будут гораздо менее катастрофическими .

Итак, атомная энергия - наш самый безопасный и экологичный источник энергии. Но подходит ли это для нашего будущего?

С появлением ториевых реакторов ядерная энергетика стала еще более доступной. Урановые реакторы требуют источника богатой урановой руды, что ограничивает их количество и увеличивает их воздействие на окружающую среду при крупномасштабной добыче. Но в ториевых реакторах используется гораздо более распространенный элемент (торий 242), который широко доступен во всем мире и очень легко очищается. Например, Индия разрабатывает ториевые реакторы, и их топливо производится из богатого торием песка . Никакой работы в шахтах не требуется, только ведро и лопата!

Это означает, что доступно много ядерного топлива, а новые технологии делают его использования с каждым годом менее вредным для окружающей среды. С этими фактами и цифрами легко понять, что ядерная энергетика должна стать ключевым элементом нашего перехода к углеродно-нейтральной цивилизации. Но, к сожалению, этого не происходит.

Сейчас атомные станции все чаще закрываются, чем строятся . Некоторые из этих реакторов достигают конца своего срока службы (после того, как они были построены во время бума ядерных реакторов в конце 80-х годов), некоторые из них представляют собой прекрасно работающие блоки, способные работать ещё десятилетия.

Например, в 2011 году Германия остановила восемь атомных электростанций из-за инцидента на Фукусиме . Правительство оценило возможную угрозу этих станций и решило их закрыть.

Но эта логика не выдерживает критики. Во-первых, АЭС в Фукусиме была ужасно подготовлена к цунами , и руководящий орган в Японии знал об этом и более десяти лет запрашивал модернизацию защиты от наводнений . Роковой недостаток конструкции был характерен исключительно для японской геологии и проблемного лидерства на заводе. К самому реактору это не имело никакого отношения . С другой стороны, в Германии нет риска стихийных бедствий, таких как цунами или землетрясения, и нет такой же проблемной структуры руководства.

Другими словами, Германия закрывала свои атомные электростанции не потому, что существовала реальная опасность. После Фукусимы люди беспокоились о ядерной энергетике, поэтому они закрыли станции из-за предполагаемого риска, которого там не было .

Это демонстрирует нечто очень тревожное. Вместо того чтобы правительства предпринимать решительные действия на основе данных для обеспечения устойчивого будущего , они руководствуются страхом и общественным мнением и при этом игнорируют важнейшие технологии.

В других странах еще хуже . Австралия, Австрия, Дания, Греция, Ирландия, Италия, Эстония, Латвия, Лихтенштейн, Люксембург, Малайзия, Мальта, Новая Зеландия, Норвегия, Филиппины, Португалия и Сербия не имеют атомных электростанций и не планируют их строить . Это означает, что по мере перехода этих стран на возобновляемые источники энергии они нанесут гораздо более значительный экологический ущерб, чем если бы они использовали ядерную энергию.

Итак, у нас неправильное представление о ядерной энергии. Это далеко не так опасно, как вы думаете, и чрезвычайно экологично . Фактически, это может быть самый экологически чистый источник энергии, который у нас есть. Но поскольку правительства должны потворствовать общественному мнению своих избирателей, они отворачиваются от этой революционной технологии и тем самым продлевают наше разрушение Земли.

Крупномасштабная техногенная деятельность человека оказывает большое влияние на состояние окружающей среды. Это утверждение уже давно доказано не только тысячами исследовательских работ: от школьных рефератов до научных докладов, но и печальным практическим опытом. В последние годы особое внимание обращается на экологические проблемы работы атомных электрических станций, которые требуют оперативного решения.

Влияние автономных электростанций на экологию

На протяжении долгого времени АЭС считались одним из самых перспективных направлений энергетики. Несколько десятков лет атомные электрические станции были условно экологически чистыми способами получения энергии, но постепенно в процессе их функционирования стали выявляться экологических проблемы атомных электростанций. Главное событие в истории ядерной энергетики, послужившее доказательством опасности ядерных электростанций для окружающей среды и здоровья человека — взрыв на Чернобыльской АЭС, негативные последствия от которого до сих пор дают о себе знать. Для лучшего восприятия масштабов проблемы стоит поискать презентации, созданные специалистами и посвященные экологическим проблемам АЭС, например, подробную информацию можно получить материала Антоновой А.М., доцента кафедры атомных и тепловых электростанций Томского политехнического университета.

Основные экологические проблемы атомных электростанций кратко

Современные объекты энергетики строятся с учетом минимизации всех возможных рисков, но, не смотря на все меры предосторожности, экологическую обстановку существенно ухудшают следующие факторы:

различные виды радиационного излучения: альфа, бета, гамма; нейроны и рентгеновское излучение;
заражение химическими веществами прилегающей к станции территории: особенно опасны радионуклиды и не радиоактивные изотопы;
вредные тепловые излучения от систем охлаждения;
механические воздействия.

Работа АЭС для человеческого организма наибольшую опасность несет излучением гамма-лучей, способствующих возникновению серьезных генетических нарушений, тяжелых заболеваний, а в особо сложных случаях — смерти.

Самые опасные последствия эксплуатации атомных электростанций

По оценке ученых одним из самых страшных видов негативного воздействия на окружающую среду и здоровье человека является мощная энергия, которую вырабатываю АЭС. Факторы возможной опасности, которые может вызвать деятельность работы станции, требуют адекватной оценки, чтобы не допустить возникновения аварийных ситуаций с тяжелыми последствиями для биосферы и жизни человека.

Захоронение отходов

Безопасного способа захоронения отработанного ядерного топлива, опаснее которого может быть только атомная бомба, учеными не найдено. Единственно относительно приемлемый вариант обращения с ним — длительное хранение.

Утилизация отработанного ядерного топлива — проблема, стоящая перед всеми государствами, на территории которых эксплуатируются ядерные объекты энергетики. Постоянно увеличивающиеся объемы отходов атомных электростанций представляют собой потенциальную угрозу мировой экологической безопасности.

Неутешительные выводы

Строительство, консервация, и, особенно, эксплуатация ядерной станции сказывается на экологии при любых обстоятельствах исключительно негативно, поэтому в настоящее время ученые пытаются найти пути решения глобальной проблемы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (АЭС) И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Каждый из нас знает, к каким бедствиям может привести использование АЭС, но ученые отечественных и зарубежный стран убеждают в том, что перспективы развития энергетики лежат в поле действия ядерной энергии. Перспективы ядерной энергетики, даже несмотря на последствия чернобыльской аварии, становится с каждым годом очевидными благодаря исследованиям, которые проводятся в ведущих ядерных странах. Результаты исследований свидетельствуют о том, что создание надежных энергетических установок на ядерном топливе сегодня вполне реально. И поэтому основными задачами для России и других зарубежных стран в последние годы является разработка качественных подходов для создания безопасных атомных станций.

1. Так что же такое АЭС?

Атомные электростанции (АЭС) – это ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определенной проектом территорий, на которой для осуществления этой цели используется ядерный реактор и комплекс необходимых систем, устройств, оборудований, сооружений с необходимым персоналом.

Во второй половине 40 – ых годов была создана первая атомная бомба (испытания проходили 29 августа 1949 года), советские ученые разрабатывали первые проекты использования атомной энергии, главным направлением стала электроэнергетика. В 1948 году И. В. Курчатов вместе с партией и правительством предложили начать первые работы на практике.

В 1950 году в мае, около поселка Обнинск Калужской области начала строится первая в мире АЭС. Именно на этом месте, спустя 4 года, 27 июня 1954 года была запущен первая промышленная атомная электростанция с мощностью 5 МВт. Однако, уже в 1958 году создана Сибирская АЭС мощностью 100 МВт, а позже было достигнуто до 600 МВт.

Разработкой АЭС занимались не только на территории СССР, но и за ее пределами. В 1956 году была запущена первая АЭС мощностью 46 МВт в Колдер – Холле (Великобритания). Спустя год, стартовала следующая АЭС мощностью 60 МВт в Шиппингпорте (США). В 1979 году после серьезной аварии на Три – Майл – Айленд (США), они прекратили строительство АЭС до 2017 года, хотя в планах постройка двух новых реакторов.

В 1986 году на территории России в Чернобыле произошла огромная катастрофа, которая повлекла за собой гибель большого числа людей. Она заставила специалистов пересмотреть проблему безопасности АЭС и задуматься о повышении безопасности.

Хочется отметить, что крупнейшая АЭС находится в Японском городе – работают пять кипящих ядерных реакторов и два усовершенствованных, с мощностью 8, 212 ГВт.

Последняя крупнейшая авария, произошедшая в Японии в марте 2011 года. Причиной стало сильное землетрясения, после чего последовало цунами.

В настоящее время по всему миру действуют большое количество ядерных реакторов.

2. Достоинства и недостатки АЭС.

О вреде атомных электростанций можно говорить вечно. Последствия, произошедшие под влиянием АЭС, оказались, губительны для людей и окружающей среды. Все прекрасно понимают, насколько это серьезно, но так и ничего не предпринимают, слышны только последующие действия, которые так и не воспроизводят в реальность.

Что же будет потом, в ближайшем будущем?

Этот ответ не знает никто. Однако, приходится разбирать то, что уже случилось. И одна из них – это экологическая проблема.

Экологическое состояние различных районов вызывает тревогу. Серьезные проблемы возникли с мелиорацией земель. Сильное загрязнение происходит стоковыми водами коммунальных и промышленных предприятий. Происходят выбросы углекислого газа, сернистых соединений в атмосфере, в результате промышленных работ. Металлургические предприятия приводят к возникновению парникового эффекта, который в дальнейшем приведет к потеплению климата.

Глобальное потепление, по оценкам ученых, может составить от 2-х до 5-и градусов, если не будет предприняты меры по сокращению выбросов. Также потепление климата, будет способствовать увеличению уровня океана на 60 – 80 см, который приведет к экологической катастрофе невиданного масштаба, и будет влиять на деградацию человеческого общества.

Вторая проблема связана с дефицитом воды. 3000 куб. воды в год потребляет промышленность, 40% приблизительно возвращается в цикл, но с отходами. В ней содержаться различные примеси: частицы золы, продукты коррозии, смол, все те компоненты радиоактивных веществ. Все это попадает в воду, откладывается в пищевых путях рыб, и попадает на стол человека. И это еще не все.

Атмосфера загрязняется продуктами ядерных взрывов. Выбросы пыли загрязняю воздух, территории загрязняется шлаками, содержащие в радиоактивных веществах при сжигании топлива в казнах электростанций.

Далее я хотела бы затронуть достоинства АЭС.

Главное преимущество - это независимость от источников топлива, так как его используют небольшими объемами;

Большой плюс в том, что малые затраты уходят на перевозку ядерного топлива, в сравнении с традиционным. Для России это очень выгодно, потому что доставка из Сибири дорого;

Еще одно преимущество АЭС, сказалось в стоимости производимой электроэнергии, во времена энергетических кризисов, которые происходили с начала 70 – х годов. Падают цены на нефть, автоматически снижается конкурентоспособность АЭС;

По подсчетам, составленных на основе проектов в 2000 – х годах, затраты на строительство АЭС составляют 2300 $ за кВт. Прогнозы на стоимость проектов в настоящее время равны 2000$ за кВт (на 35% выше, чем для угольных; на 45% - газовых ТЭС).

Тяжелые последствия после аварий;

Серьезная проблема АЭС - это ликвидация после выработки ресурсов. По подсчетам равна до 20% от стоимости строительства;

Для АЭС нежелательно работать в маневременных режимах, для того чтобы покрыть части графика электрической нагрузкой.

3. Чернобыльская авария и ее последствия.

26 апреля 1986 года, в 01:23 на 4 –м энергоблоке произошел взрыв, после чего разрушился реактор. Здание немного обрушилось, после погибло два человека. Валерий Ходемчук (главный циркуляционных насосов). Тело его не найдено, так как завалено под обломками 130 – тонных сепараторов. Владимир Шашенок, умер от ожогов и перелома позвоночника 26 апреля в 6 часов утра.

Начался пожар в помещении и на крыше. Затем смесь из расплавленного металла, бетона, песка растеклась по помещению. В окружающую среду произошел выброс радиоактивных веществ: стронций – 90 (период полураспада - 28 лет), цезий -137( период полураспада – 17 – 30 лет), цезий – 134 (период полураспада – 2 года), йод – 131 ( период полураспада -8 дней).

После произошедшей аварии на Чернобыльской АЭС набралось очень много причин и объяснений. Научных только две.

В 1991 году появилось второе объяснение причины. Суть в том, что у реактора 4 – го блока были недостатки конструкционные, которые помогли персоналу довести до взрыва реактор. Главное было то, что положительный коэффициент радиоактивности и длинные вытеснители воды на управляющих концах стержней вытесняли воду из каналов хуже. И управляющие стержни не могли ее скомпенсировать. Началась неуправляемая реакция. Привело это к тепловому взрыву.

Время шло. Две стороны мнений о причинах аварии оставались на своем месте. Позже сложилось мнение, что комиссии, которые прогнозировали причины аварий, пришли к противоположным выводам. Казалось, что происходит что – то странное или в комиссиях, или в материалах. Причем в материалах некоторые факты остались недоказанными. Возможно, поэтому ни одна из комиссий не могли обосновать причины.

Комиссии, которые исследовали причины аварии, затрагивали одну важную деталь – это кнопка А3-5 – кнопка аварийного заглушителя реактора. Нажимают ее в самом крайнем случае при аварийном процессе, когда другими средствами остановить нельзя. Но в тот момент, говорили, что персонал не видел серьезных причин для нажатия это кнопки.

Нанесен неисправимый ущерб окружающей среде. Ученым понадобилось 30 лет, для того чтобы составить новый атлас и указать территории загрязненные радиацией. Эти территории теперь непригодны.

- А что же стало с людьми, которые попали под радиационное излучение?

Большое число людей умерло. Другие продолжают существовать, потому что жизнью это нельзя назвать. Они страдают язвами кишечника, остеохондрозом, гипертонической болезнью, заболеванием глаз и др. Сама болезнь проявляется не сразу, спустя от 1-4 лет после облучения.

Больше всего меня шокировали мутанты Чернобыля. На Международной конференции ученые – генетики продемонстрировали ужасные данные о том, что мутация из – за взрыва будет продолжаться 800 лет. Последствия ощущают на себе поколения уже четверть века.

Вячеслав Сергеевич Коновалов – профессор, преподаватель кафедры генетики Житомирской сельскохозяйственной академии собрал большую коллекцию явлений, произошедшие в живой природе, после аварии на Украинской территории. Его экспонатом является жеребенок, который больше похож на кенгуру. У него восемь ног. Есть теленок с восемью ногами, череп коровы с четырьмя рогами. Поросенок, у которого два туловища, и зародыш человека с измененными признаками, кричащий от ужаса.

Профессору пришлось нелегко. Для того чтобы доказать всем к чему привела Чернобыльская авария, он собрал материал о не рожденных детях. На них нельзя смотреть без слез. Радиация изуродовала детей даже в утробе матери. У них отсутствовали внутренние органы, ноги. Хотя официальные власти убеждали население, что это не серьезно, и последствий не будет.

По его словам, после такого громкого высказывания, жизнь его приобрела иной вид. Ему перекрыли кислород в 1992 г. Власти стояли на своей позиции, но он не сдался. Удалось уехать в США. Там он начал читать лекции, и о мутантах заговорил весь мир. Западная пресса размещала фотографии детей с патологиями.

Без внимания не оставили Чернобыльскую трагедию. Многие страны оказали помощь пострадавшим. Дети были отправлены в реабилитационный центр. А в Донецке был открыт памятник жертвам Чернобыльской катастрофы.

Подводя итоги, хочется сказать, что Чернобыльская авария – это катастрофа 21 века. Прошло уже достаточно времени, а мы все равно иногда слышим разговоры о ней. Большое количество детей, болезней, смертей, рожденных детей с физиологическими и умственными отклонениями. А ведь это наше будущее. Окружающая среда заражена. Опустели районы, умерли леса, животные, загрязнены водоемы, закрыли зоны. А всему виной беспечность и халатность людей. Чернобыльская авария дала понять всем, что вышедшая из – под контроля ядерная энергия захватила огромные границы.

В конце марта вышел отчет научного центра Еврокомиссии (Joint Research Centre) об экологических аспектах атомной энергетики. Еврокомиссия попросила его разобраться, стоит ли поддерживать атом так же как возобновляемую энергетику в рамках европейского Зеленого курса. Общий вывод отчета – конечно да, ведь атомная энергетика не опаснее для людей (даже с учетом Чернобыля и Фукусимы, см. ниже) и окружающей среды, чем другие возобновляемые источники энергии, развитие которых уже поддерживается в Европе в рамках инициативы Таксономия. А атом не поддерживается. Но этот отчет показал, что научных оснований для такой дискриминации нет. Но обо всем по порядку, в 23 пунктах. А для желающих в конце есть видеоверсия этой статьи на моем youtube-канале.

3. Для реализации Зеленого курса в Европе существует множество разных стимулирующих и поддерживающих механизмов. Один из важнейших – это регламент EU Taxonomy. Это такой свод рекомендаций для финансовых и инвестиционных фондов о том, в какие технологии можно вкладываться, а в какие нежелательно, с точки зрения их помощи целям Зеленого курса, экологичности и устойчивого развития. Так что Таксономия не ограничивается только вопросами климата, она направлена на достижение 6 важных целей:

смягчение последствий изменения климата

адаптация к изменению климата

охрана водных и морских ресурсов,

повторное использование ресурсов (циркулярная экономика),

сокращение выбросов и загрязнений,

Для включения в Таксономию технология или практика должна помогать в достижении минимум одной из целей, а другим не наносить серьезного ущерба (критерий DNSH, т.е. Does not significantly harm). Не могу точно сказать насколько это жесткое правило и верно ли я вообще в этом разобрался, но понятно, что включение в Таксономию той или иной технологии сильно упрощает ей жизнь в Европе, а невключение может поставить вопрос о ее конкурентоспособности и перспективах без национальной поддержки.

4. Таксономию долго готовили и в общих чертах приняли весной-летом прошлого года. Помимо прочего, туда включили ветровую и солнечную генерацию, а вот атомную пока не включили. Нет, сомнений в том, что АЭС помогает в борьбе с изменением климата нет. За жизненный цикл АЭС выбрасывают очень мало CO2. Критерий для включения в Таксономию технологии электрогенерации – выбросы менее 100 г/кВт*ч. По данным отчета JRC, у АЭС выбросы CO2 в среднем 28 г/кВт*ч, что сопоставимо с выбросами гидро- и ветровых станций, и даже ниже, чем у солнечных панелей, у которых средний выброс около 85 г/кВт*ч (см стр. 40 из отчета [4]). Цифры разнятся в разных источниках (например, в отчете ICPP 2014 указываются средние показатели выбросов для АЭС в 12 г/кВт*ч, а для промышленной фотовольтаики в 48 г/кВт*ч) но порядок и соотношение примерно такие. При этом выбросы газовых и угольных станций составляют порядка 500 и 900 г/кВт*ч, соответственно. А средние удельные выбросы в электроэнергетике в Европе сейчас около 275 г/кВт*ч (ссылка, стр 6).

Удельные выбросы CO2 за жизненный цикл разных видов генерации. График из отчета JRC.

Почему у солнечных панелей углеродный след выше? Не копал глубоко, но на днях на глаза попалось как раз на эту тему любопытное расследование Bloomberg о производстве кремния в Китае. Китай контролирует 80% мировых поставок кремния для солнечных панелей, а 4 крупнейшие его фабрики расположены в полузакрытой провинции Синьцзян (Xinjiang) и дают 50% мирового производства. Репортеры Bloomberg выяснили, что эти фабрики используют дешевую но грязную угольную электроэнергию (40% затрат на производство кремния - электричество), и судя по всему еще и подневольный труд. Так что вопрос об экологическом следе этой технологии, так сильно завязанной на одну не самую прозрачную страну, не так прост.

5. Отдельно надо отметить, что АЭС на текущий момент обеспечивают около 30% всей низкоуглеродной энергии в мире, а в Европе – все 40%. Доля атомной энергетики в Европе (28 стран ЕС) – 26%, что больше, чем в любой неевропейской стране. При этом доля солнца+ветра в ЕС - 17%, а гидроэнергетики – всего 12% (данные на 2019 г из Eurostat Energy data, см стр. 28). И по основному сценарию развития энергетики в Европе (EUCO30, стр. 37 отчета), для достижения европейских климатических целей доля атома к 2050 году должна составлять около 22%. Но поддерживать его хотят не все.

Вклады различных источников в выработку низкоуглеродной электроэнергии в развитых странах. График из отчета JRC.

6. Поводом для отказа во включении АЭС в Таксономию стали усилия стран, в которых сильны антиатомные настроения – Германии, Австрии и Италии. Они выразили опасения по поводу того, что проблема радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива нарушает критерий DNSH. Поэтому то Еврокомиссия и поручила экспертам своего научного центра (Joint Research Centre) разобраться в вопросе и подготовить доклад на эту тему. Его то они и представили в конце марта (ссылка).

Отдельно хочется отметить, что это довольно круто, что внутри руководящего органа ЕС вообще есть такой научный центр, который помогает анализировать различные решения и предложения с научной точки зрения.

7. Эксперты представили 400-страничный отчет с обзором доступных научных исследований по всем аспектам атомной энергетики – от добычи урана, его обогащения и изготовления топлива, эксплуатации и вывод АЭС из эксплуатации, до вопроса обращения с отходами и ядерным топливом при разных сценариях топливного цикла, а также влияние на здоровье людей как в штатных условиях, так и в случае серьезных аварий. Отчет в итоге состоит из двух частей: сравнения экологических аспектов различных видов генерации, и отдельно из подробного анализа обращения с радиоактивными отходами.

8. Общие выводы такие. По удельным выбросам загрязняющих веществ за жизненный цикл, а кроме CO2 это и оксиды азота и серы, твердые частицы PM2.5 (ответственны за миллионы смертей в год по данным ВОЗ) и всякая канцерогенная органика типа бензола и формальдегидов, атомная энергетика сопоставима, а по ряду параметров и лучше ветровой и солнечной.

Удельные выбросы оксидов азота и серы для различных энергоисточников. Удельные выбросы твердых частиц PM2.5 и неметановой органики (NMVOC - бензол, этанол, формальдегид и т.д.)

В плане образования химически-опасных отходов и загрязнения водоемов (закисление, сброс соединений азота и фосфора) АЭС гораздо чище ветровой и солнечной энергетики.

Удельное образование химически-опасных отходов, требующих захоронения, для разных видов генерации энергии

9. АЭС в меньшей степени влияют на экосистемы и биоразнообразие, чем солнечные и ветровые электростанции, т.к. требуют гораздо меньшего изменения земной поверхности. И речь не только о месте, занимаемом станциями сопоставимой мощности, но о всей цепочке добычи ресурсов и утилизации отходов.

Сравнение требуемой площади изъятия земли для различных источников энергии (с учетом жизненного цикла технологий)

Кстати, удельная потребность в добыче ресурсов для АЭС тоже гораздо меньше, чем для ветровой и солнечной энергетики. Все это следствия самой большой концентрации атомной энергии из всех существующих видов энергии. По крайней мере в сотни тысяч раз выше, чем химической.

Сравнение удельных затрат ресурсов на производство единицы электроэнергии по разным типам генерации.

10. Но как и у любой технологии, кроме плюсов у атома есть и минусы. В плане теплового загрязнения и потребления водных ресурсов атомная энергетика уступает фотовольтаике (солнечным панелям) и ветроэнергетике, и сопоставима с воздействием концентрационной тепловой солнечной энергетики (это когда тепло солнца собирается зеркалами), угольной и гидроэнергетики. Поэтому требуется подбор площадок, технологии (пруд-охладитель, прямоточное охлаждение, градирни и пр.) и внимание к этому аспекту, чтобы минимизировать его негативные эффекты. В этом плане наименьшее негативное воздействие получается при расположении АЭС на морском берегу, где их обычно и стараются размещать.

11. Что же касается радиоактивных отходов, то обзору практики и теории обращения с ними и их захоронения посвящена большая часть доклада и вердикт тут однозначный – да, это важная проблема, но существующие решения, как по поверхностному хранению низкоактивных отходов (частично об этом я писал отдельную статью), так и по подземному захоронению высокоактивных отходов в природных формациях (и об этом я писал отдельную статью, применительно к тому что делается в России), позволяют обращаться с ними безопасно и без вреда людям и окружающей среде.

12. Что касается радиационного воздействия на человека, то оно пренебрежимо мало. Дополнительное облучение, вызванное всем жизненным циклом АЭС, составляет не более 1/10000 от обычной дозы, получаемой людьми от природных источников. Это эквивалент употребления двух бананов в год. Один банан – это доза в 0,1 мкЗв за счет содержащегося в нем природного изотопа калий-40.

13. Но это все были в основном отдельные показатели воздействия по разным факторам или элементам окружающей среды. В чем-то АЭС лучше, в чем-то сопоставимы, а в чем-то хуже других видов генерации. При этом ни один из показателей для АЭС не является запретительным по критерию DNSH (Does not significantly harm). Но чтобы оценить суммарное негативное воздействие на здоровье человека разные виды генерации сравнивают по величине удельной преждевременной смертности или потерянных лет жизни на единицу выработанного электричества. И по этим показателям АЭС уступают только гидроэнергетике, сопоставимы с ветровой и превосходят солнечную генерацию. Ну и само собой, самые опасные в этом плане все виды сжигаемого топлива, особенно уголь, поскольку его выбросы реально убивают миллионы людей каждый год. Не говоря уже о их влиянии на климат.

Общее воздействие на здоровье и смертность людей от разных видов генерации с учетом их выбросов и сбросов по всему жизненному циклу. Гидроэнергетика тут лучше всех, атом и ветер сопоставимы и чуть лучше солнца.

14. Что касается аварий и серьезных инцидентов. Тут есть два показателя. Первый – это максимальное число жертв при крупной аварии. Для АЭС оно сопоставимо с гидроэнергетикой или крупными авариями в нефтяной индустрии и оценивается в 30000 человек в случае крупной аварии. Причем, если для гидроэнергетики это исторические цифры реальных аварий (см. дамба Баньцяо, Китай, 1975 г.), то для АЭС это величина расчетная, поскольку суммарное число жертв крупнейших аварий на АЭС - Чернобыля и Фукусимы, по оценкам ВОЗ, порядка 5000 человек [6,7].

Максимальное число жертв от крупных аварий (черные точки) и удельная смертность от аварий (не обязательно самых крупных, но с жертвами) на единицу произведенной электроэнергии.

Авторы отчета подчеркивают, что для общественного восприятия куда страшнее редкие (в случае АЭС – очень редкие) но серьезные аварии, чем частые, но менее фатальные события. Однако статистика показывает, что же на самом деле больше убивает. В этом смысле важнее второй показатель.

15. Второй показатель – это удельная смертность от аварий на единицу произведенного электричества (fatality rate – см. картинку выше). По этому показателю АЭС второго поколения, составляющих основу текущего парка АЭС, лучше любого сжигаемого топлива и гидроэнергетики, сопоставимы с ветрогенерацией, и уступают лишь солнечной генерации. АЭС третьего поколения, которые строятся последние 10 лет и спроектированы с учетом опыта крупных аварий как раз с особым вниманием к локализации их последствий, превосходят по этому показателю все виды генерации.

Т.е. это означает, что даже с учетом жертв Чернобыля и Фукусимы, удельная смертность от атомной энергетики сопоставима с включенными в Таксономию ветровой и солнечной генерацией и гораздо меньше, чем у станций на ископаемом топливе. В конце своей прошлой статьи о Фукусиме я уже приводил аналогичные оценки.

16. Отдельно поясню, что отчет касается именно экологических аспектов и не касается экономики. Задача отчета – дать экспертам Еврокомиссии рекомендации и критерии для включения или невключения отдельных аспектов атомной энергетики в механизмы поддержки Таксономии. Будут ли потом этой поддержкой пользоваться частные или государственные инвесторы – это дело инвесторов. Тем не менее, в части сравнения с другими видами генерации есть в отчете и экономический показатель LCOE, т.е. усредненной по пожизненному циклу показатель себестоимости электроэнергии.

Так вот, себестоимость атомного электричества существующих АЭС в Европе к 2030-му году будет самая низкая в сравнении с любыми другими видами генерации, а если говорить о новых энергоблоках, то она будет немного дороже солнечных и ветровых, но вполне конкурентоспособна и сопоставима с газовыми станциями.

Показатели LCOE для разных видов генерации в Европе к 2030 году. Данные из отчета JRC

17. Общие выводы отчета – атомная энергетика отлично помогает смягчать последствия изменения климата, при этом не выявлено никаких научно-обоснованных доказательств, что она наносит больший ущерб здоровью людей или окружающей среде, чем другие виды генерации электроэнергии, уже включенные в Таксономию.

18. Что дальше? Теперь этот отчет будут еще 2 месяца изучать в двух других экспертных группах Еврокомиссии (по радиационной защите и по здоровью). В мае в Таксономию должны быть внесены поправки, расширяющие список включенных в нее технологий, к которым были вопросы ранее. Кроме атома идут споры и по природному газу, как переходному топливу от угля, и по некоторым технологиям в сельском хозяйстве, биоэнергии и т.д. Вопрос о включении или невключении в Таксономию атомной энергии остается открытым. Хотя что тут может быть непонятно после такого отчета.

19. Реакция. Европейский Гринпис уже ожидаемо заявил [9], что эксперты, написавшие отчет, связаны с атомной отраслью и необъективны, а Еврокомиссии надо прислушаться к мнению общественности. Атомная отрасль, конечно, отнеслась к отчету очень позитивно, и представители разных атомных ассоциаций и организаций предлагают не затягивать с включением атомной энергетики в Таксономию. Высказываются даже мнения, что после такого отчета хорошо бы и Германии пересмотреть свое отношение к атому.

20. Примерно в то же время, в конце марта, лидеры 7 европейских стран – Франции, Чехии, Венгрии, Польши, Румынии, Словакии и Словении, отправили в Еврокомиссию коллективное письмо [10] с призывом включить атомную энергетику в Таксономию и перестать ее дискредитировать и притеснять. Аргументы политиков более приземленные, типа она не только помогает в борьбе с климатическими изменениями и сокращении выбросов, но и важна для экономики, что логично, т.к. все эти страны либо имеют развитую атомную энергетику, либо планируют ее развивать.

21. Кроме того, в конце марта в Еврокомиссию направили открытое письмо и 46 некоммерческих организаций из 18 стран (в т.ч. из Германии, Австрии и Италии, правительства которых отказываются или отказались от атома) с тем же призывом - принять усилия по поддержке всех низкоуглеродных источников, помогающих бороться с изменениями климата, включая атомную энергетику, которая уже много лет вносит в эту борьбу самый большой вклад. Собственно, это тоже голос общественности, к которому призывает прислушаться Гринпис. Ссылка на письмо - [12].

22. А на днях еще и в Германии аудит их счетной палаты показал [11], что их энергопереход и отказ от атома не так однозначно хорош (дорог и небезопасен), как могло показаться раньше.

23. Короче, весьма увлекательно следить за Европой, в которой вопрос атомной энергетики стоит так вот остро и неоднозначно и вокруг которого ломается так много копий. Хочется, конечно, надеяться, что в итоге решения будут приниматься на основании научных исследований и прозрачного анализа, а не из популистских и политических соображений. Какими бы в итоге эти решения не были. Споры спорами, но климат, окружающая среда и умирающие от загрязнений люди ждать не будут.

Для тех кому интересен иной формат, я сделал видеоверсию этой статьи. Подписывайтесь на мой канал об атомной энергетике и ядерных технологиях. Вы можете поддержать его лайками или подпиской.

Читайте также: