Развитие атомной энергетики реферат
Обновлено: 02.07.2024
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
История развития Атомной энергетики
Первая в мире АЭС опытно-промышленного назначения мощностью 5 Мвт была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась преимущественно в военных целях. Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике, получившего признание на 1-й Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии (август 1955, Женева).
В 1958 была введена в эксплуатацию 1-я очередь Сибирской АЭС мощностью 100 Мвт (полная проектная мощность 600 Мвт). В том же году развернулось строительство Белоярской промышленной АЭС, а 26 апреля 1964 генератор 1-й очереди (блок мощностью 100 Мвт) выдал ток в Свердловскую энергосистему, 2-й блок мощностью 200 Мвт сдан в эксплуатацию в октябре 1967. Отличительная особенность Белоярской АЭС — перегрев пара (до получения нужных параметров) непосредственно в ядерном реакторе, что позволило применить на ней обычные современные турбины почти без всяких переделок.
За рубежом первая АЭС промышленного назначения мощностью 46 Мвт была введена в эксплуатацию в 1956 в Колдер-Холле (Англия).Через год вступила в строй АЭС мощностью 60 Мвт в Шиппингпорте (США).
Экономичность АЭС определяется её основными техническими показателями: единичная мощность реактора, кпд, энергонапряжённость активной зоны, глубина выгорания ядерного горючего, коэффициент использования установленной мощности АЭС за год. С ростом мощности АЭС удельные капиталовложения в неё (стоимость установленного квт) снижаются более резко, чем это имеет место для ТЭС. В этом главная причина стремления к сооружению крупных АЭС с большой единичной мощностью блоков. Для экономики АЭС характерно, что доля топливной составляющей в себестоимости вырабатываемой электроэнергии 30—40% (на ТЭС 60—70%). Поэтому крупные АЭС наиболее распространены в промышленно развитых районах с ограниченными запасами обычного топлива, а АЭС небольшой мощности — в труднодоступных или отдалённых районах, например АЭС в пос. Билибино (Якутская АССР) с электрической мощностью типового блока 12 Мвт. Часть тепловой мощности реактора этой АЭС (29 Мвт) расходуется на теплоснабжение. Наряду с выработкой электроэнергии АЭС используются также для опреснения морской воды. Так, Шевченковская АЭС (Казахская ССР) электрической мощностью 150 Мвт рассчитана на опреснение (методом дистилляции) за сутки до 150 000 т воды из Каспийского моря.
В большинстве промышленно развитых стран (СССР, США, Англия, Франция, Канада, ФРГ, Япония, ГДР и др.) по прогнозам мощность действующих и строящихся АЭС к 1980 будет доведена до десятков Гвт. По данным Международного атомного агентства ООН, опубликованным в 1967, установленная мощность всех АЭС в мире к 1980 достигнет 300 Гвт.
В Советском Союзе осуществляется широкая программа ввода в строй крупных энергетических блоков (до 1000 Мвт) с реакторами на тепловых нейтронах. В 1948—49 были начаты работы по реакторам на быстрых нейтронах для промышленных АЭС. Физические особенности таких реакторов позволяют осуществить расширенное воспроизводство ядерного горючего (коэффициент воспроизводства от 1,3 до 1,7), что даёт возможность использовать не только 235U, но и сырьевые материалы 238U и 232Th. Кроме того, реакторы на быстрых нейтронах не содержат замедлителя, имеют сравнительно малые размеры и большую загрузку. Этим и объясняется стремление к интенсивному развитию быстрых реакторов в СССР. Для исследований по быстрым реакторам были последовательно сооружены экспериментальные и опытные реакторы БР-1, БР-2, БР-З, БР-5, БФС. Полученный опыт обусловил переход от исследований модельных установок к проектированию и сооружению промышленных АЭС на быстрых нейтронах (БН-350) в г. Шевченко и (БН-600) на Белоярской АЭС. Ведутся исследования реакторов для мощных АЭС, например в г. Мелекессе построен опытный реактор БОР-60.
Крупные АЭС сооружаются и в ряде развивающихся стран (Индия, Пакистан и др.).
На 3-й Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии (1964, Женева) было отмечено, что широкое освоение ядерной энергии стало ключевой проблемой для большинства стран. Состоявшаяся в Москве в августе 1968 7-я Мировая энергетическая конференция (МИРЭК-VII) подтвердила актуальность проблем выбора направления развития ядерной энергетики на следующем этапе (условно 1980—2000), когда АЭС станет одним из основных производителей электроэнергии.
Нынешнее состояние, перспективы развития.
Электроэнергетика России оказалась в состоянии нарастающих дефицитов генерирующих мощностей, особенно в европейской части России. Стремительно либерализуется рынок электроэнергии. Сегодня по свободным ценам продается около 25% всей электроэнергии в стране. Однако практика показала, что этот сектор подвержен скачкообразным колебаниям цены - осенью 2007 и зимой 2008 года пиковые значения цены в нерегулируемом сегменте рынка превышали тариф в два раза.
К 01.01.2011г. в стране будет законодательно запрещено государственное тарифообразование на электроэнергию. В 2008 - 2011 гг.по программе Правительстве от 06.05.2008г. цены на электроэнергию на регулируемом рынке в России вырастут в среднем в 2,1 раза, причем, для населения с 2009 года электричество будет ежегодно дорожать на четверть. А с учетом скачков цен на свободном рынке к 2011 году цена на электроэнергию (кроме населения) могут возрасти до 2,5 - 3 раз. В этих условиях форсированный ввод в эксплуатацию новых атомных электростанций становится без преувеличения вопросом, определяющим устойчивость энергообеспечения крупнейших регионов страны.
В настоящее время на 10 атомных станциях, входящих в состав концерна "Росэнергоатом", эксплуатируется 31 энергоблок установленной мощностью 23,24 ГВт. По итогам 2007 года на станциях Росатома было произведено 158,3 млрд. кВт. ч. Еще 1,7 млрд. кВт. ч. производится на блок-станциях, не входящих в структуру концерна "Росэнергоатом".
Российская атомная энергетика по эффективности использования своих мощностей остается на уровне 2003 года. Пять лет прошло впустую. Сергей Кириенко и его команда не переломили ситуацию. Потери отрасли - $2,3 млрд. выручки за последние пять лет (здесь и далее оценки делаются исходя из цены поставки электроэнергии на оптовый рынок в 0,8 руб. за 1кВт. час).Достройка энергоблоков АЭС в РФ. В "Стратегии развития атомной энергетики до 2050 года" в период 2000 - 2007 гг. планировалась достройка следующих энергоблоков, начатых строительством в советский период:
- первый блок Волгодонской АЭС - 2001г.
- третий блок Калининской АЭС - 2004г.
- пятый блок Курской АЭС - 2006г.
- второй блок Волгодонской АЭС - 2006г.
- четвертый блок Калининской АЭС - 2007г.
Реальность оказалась намного более скромной. Из пяти блоков, намеченных к пуску до 2008 года, в эксплуатацию удалось ввести лишь два:
- первый энергоблок на Волгодонской АЭС (пуск состоялся в 2001 г.)
- третий на Калининский АЭС (ввод в эксплуатацию состоялся в 2005 г.)
При этом затраты на строительство третьего блока Калининской АЭС превысили утвержденную в 2002 г. смету расходов в два раз, расхождение составило 14 млрд. руб. в ценах 2003г. К сожалению, серьезного анализа такого громадного перерасхода ни команда Румянцева, ни команда Кириенко не провела. А именно тогда проявились те негативные тенденции, которые сегодня привели к такому взрывному росту стоимости достройки и нового строительства АЭС.
В октябре 2006 года уже при Сергее Кириенко была утверждена новая программа развития отрасли - ФЦП "Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 гг. и на перспективу до 2015 г.". Теперь пуск второго энергоблока Волгодонской АЭС запланирован на 2009 г. (реально, судя по темпам строительства - не ранее 2012 года). Четвертый блок Калининской АЭС вместо 2007 года, как это планировалась в Энергетической стратегии, теперь намечено пустить в 2011 г. (в реальности он будет запущен не ранее 2014 г.). А пятый блок (70% готовности РБМК) и шестой блок (15% готовности ВВЭР) Курской АЭС были и вовсе выкинуты из "дорожной карты". Смещение графиков достройки энергоблоков на Калининской и Волгодонской АЭС, а также отказ от достройки Курской АЭС в период 2007-2011 гг. приведут к недопоставке на рынок 90млрд кВт. ч. В условиях наступающей полосы дефицитов эти мощности крайне необходимы. Но их нет.
Вместо достройки на Курской АЭС планируется начать строительство двух блоков на площадке Нововоронежской АЭС-2 (расположена в 250 км. от площадки Курской АЭС). Электроэнергия с этих двух блоков будет поставляться в Московский регион. Для этого планируется строительство линий электропередач дальностью 600 км между Нововоронежской АЭС-2 и Московским электрокольцом. В Московский регион можно было бы поставлять электроэнергию из достраиваемых 5 и 6 блоков Курской АЭС. Стоимость строительства линий электропередач от Курской АЭС и Нововоронежской АЭС-2 до Московского кольца будут сопоставимы. При этом стоимость строительства двух блоков Нововоронежской АЭС- 2 почти в два раза дороже (на 70 млрд. руб. в ценах 2007 года), чем достройка блоков 5 и 6 Курской АЭС. Реальные сроки пуска пятого блока Курской АЭС при его включении в ФПЦ -- 2010 год, шестого - 2013 год. Блоки на Нововоронежской АЭС-2 запланированы к вводу по ФЦП в 2012 и в 2013 гг. (реальные сроки будут сдвинуты на 3 и более лет из-за неготовности проектов и строительной инфраструктуры на площадке АЭС). Приоритетная достройка пятого и шестого блока Курской АЭС дает выигрыш минимум пять лет. Это тем более важно, поскольку новое руководство "Мосэнерго" отказалось от строительства в Подмосковье Петровской ГРЭС мощностью 4ГВт (топливо - газ и уголь) и предложило обеспечить покрытие дефицита электроэнергии в Москве и области за счет поставок из ближайших регионов.
Строительство новых энергоблоков на территории РФ.
В программу строительства энергоблоков до 2015 года включительно согласно ФЦП входят:
два блока Нововоронежской АЭС-2
три блока на Ленинградской АЭС-2
один блок на Волгодонской АЭС
один блок Курской АЭС-2
один энергоблок БН-800 Белоярской АЭС
Согласно ФЦП, совокупная мощность предполагаемых к строительству в 2007-2015 гг. новых энергоблоков составляет 7,8 ГВт.
В России имеется 27-летний опыт эксплуатации реактора на быстрых нейтронах БН - 600 с урановым топливом на той же станции. На этом реакторе можно отрабатывать и другие топливные циклы. Поэтому решение о строительстве БН-800, даже с научно-технической точки зрения, абсолютно не обосновано. Все основные научно-технические задачи развития атомной энергетики на быстрых нейтронах до 2020 года можно решить на действующем реакторе БН-600 (его эксплуатация может быть продлена реально до 2025 года). Необходимо также отметить, что нигде в мире АЭС с реакторами такого типа и такой мощности не строятся в силу большой неопределённости перспектив развития этого направления в будущем (за пределами 2020 года) и огромных финансовых и материальных затрат.
Для решения задач расширенного строительства новых и достройки начатых энергоблоков, руководство Росатома приняло ряд решений о коренной реорганизации проектно-строительного комплекса отрасли. В частности, были созданы три инжиниринговых центра, ответственных за проектирование и строительство АЭС "под ключ".
При внешней привлекательности концепции консолидации и интеграции ресурсов отрасли, ход реструктуризации выявил ряд негативных моментов. В частности:
В новой конфигурации центральный аппарат Росатома фактически не контролирует график выполнения и стоимость работ. То есть отсутствует система, выполняющая функции государственного заказчика. Инжиниринговые центры были созданы на базе проектных организаций (Атомэнргопроектов). Им оказались подчинены руководители работ на строительных площадках - дирекций строящихся АЭС, от которых и зависит де-факто соблюдение сметы и графика строительства. Если раньше руководители строящихся объектов были главными распорядителями средств и имели широкие возможности для давления на проектировщиков, поставщиков и других подрядчиков, то в сегодняшней конфигурации один из подрядчиков - проектная организация, получила контроль над реализацией проекта в целом.
Воздействие этих факторов на ход строительства ведет к неизбежному удорожанию смет, увеличению сроков строительства, что уже сегодня имеет место.
Руководство Росатома за последние два с половиной года практически ничего не сделало для восстановления строительно-монтажного комплекса атомной энергетики. Для выполнения ФЦП необходимо обеспечить ежегодный рост численности строителей и монтажников на площадках АЭС темпами 4-5 тыс. человек в год. К 2012 году необходимо выйти на уровень 40 тысяч человек, занятых на строительстве АЭС. Сегодня такая программа отсутствует.
Результат: уже в 2007 году, на следующий год после утверждения ФЦП, программа строительства и достройки АЭС сорваны. Например, согласно ФЦП в 2007 году на достройке четвертого блока Калининской АЭС необходимо было освоить 7,8 млрд рублей, а фактически работ было выполнено на 427 млн. руб. При сохранении нынешнего состояния дел реальным можно признать возможность пуска к 2015 г. не 9,8 ГВт на АЭС , а лишь 2 ГВт. (достроить блоки Калининской и Волгодонской АЭС).
Строительство АЭС за рубежом.
Согласно утвержденной в 2000 году программе развития атомной отрасли планировалось до 2007 года построить пять энергоблоков за рубежом. В дальнейшем сроки работ по всем площадкам оказались сорваны.
Катастрофическое отставание от утвержденных сроков строительства на всех зарубежных объектах показывает неэффективную организацию работ, в результате конкурентоспособность российского атомного комплекса за рубежом неуклонно снижается.
Срыв сроков строительства на зарубежных площадках как минимум отодвигает возможность получения контрактов на строительство вторых очередей на указанных выше площадках. Ранее планировалось заключение контрактов на строительство пяти блоков до 2006 года.
Победа в тендере на строительство двух блоков на АЭС "Белена" (Болгария) консорциумом, в который входят кроме российских компаний французские и немецкие, объясняется, прежде всего, тем, что проект и инфраструктура нового строительства в целом были созданы еще в советский период из расчета возведения АЭС с отечественным реактором ВВЭР-1000.
Резюме: При плановых сроках строительства одного блока 5 лет и его стоимости $3 млрд. упущенная выручка в связи с уже двухлетней задержкой в подписании контрактов на строительство блоков очередей составляет $6 млрд.
Наконец, одним из приоритетов Росатома в развитии новой техники было объявлено проектирование и строительство плавучих АЭС. Продекларирован высокий экспортный потенциал этого проекта и его востребованность в отдаленных регионах Крайнего Севера и Дальнего Востока РФ. Однако технико-экономические расчеты показывают чрезвычайно высокую стоимость произведенной на плавучих АЭС электроэнергии. Стоимость одного КВт мощности "плавучки" по сегодняшним ценам достигает $7 000 и более, что делает проект неконкурентоспособным по сравнению с традиционными энергоисточниками.
В то же время серьезной проблемой атомной промышленности является стагнация экспериментальной базы научно-исследовательских институтов отрасли. Практически заморожена работа по обоснованию технических решений по продлению эксплуатации, а также созданию новых технологий и оборудования по всему ядерно-топливному циклу (топливо-генерация-обращение с облученным ядерным топливом (ОЯТ)). Не ведется обоснование новых проектов АЭС. Отсутствуют планы реконструкции и строительства исследовательских реакторов, необходимых для испытания под облучением материалов и конструкций защитных (горячих) камер. Без такого анализа, не понимая причин возникновения дефектов или отказов в работе элементов активной зоны (ТВС), оборудования первого контура, систем управления и защиты реакторов (СУЗов) и т.п., неизбежны ситуации снижения мощности и остановки реакторов, как это было, например, при изменении геометрии ТВС на серийных реакторах ВВЭР-1000.
Основные причины сложившейся ситуации:
объявленное, по сути, неограниченное бюджетное финансирование строительства АЭС
слабый контроль над ростом издержек со стороны центрального аппарата Росатома
невозможность для проектно-изыскательского, энергомашиностроительного и монтажного
комплекса атомной энергетики и энергетики в целом обеспечить выполнение утвержденных графиков строительства.
Нельзя сказать, что руководство Росатома полностью игнорирует сложившуюся ситуацию. Официально признается, что ФЦП развития отрасли была сделана наспех, не учитывает роста цен, и что осуществление инвестиционных проектов атомной энергетики в современных условиях требует "полного переосмысления". Сегодня Росатом подготовил новый документ - Программу долгосрочной деятельности Госкорпорации "Росатом" (ПДД), которая должна заменить действующую федеральную целевую программу, утвержденную Правительством, напомним, всего полтора года назад - в октябре 2006 года. Ясно, что главная цель этой замены легализовать в Правительстве беспрецедентный и необоснованный рост стоимости строительства АЭС. Утверждается, что сроки строительства при этом пересмотрены не будут. Однако, все вышесказанное доказывает - доверять этим утверждениям по меньшей мере наивно.
Нынешнее руководство Росатома, несмотря на "демократическое" прошлое Сергея Кириенко, проводит политику информационной закрытости отрасли. Руководителям предприятий Росатома запрещены публичные комментарии в СМИ о положении дел не только в отрасли, но и на своём предприятии. Многие негативные тенденции из отмеченных выше закрыты для публичного обсуждения. Последний раз столь закрытой атомная отрасль была в дочернобыльский период. И лишь авария на Чернобыльской АЭС заставила сделать атомную отрасль максимально открытой. В нынешних условиях необходимо обеспечить не меньшую прозрачность. И не только в вопросах безопасности и предупреждения населения о возможной угрозе, но и корпоративного управления Росатома. Конкретные механизмы этого контроля - формализованные процедуры общественной экспертизы, введение института независимых директоров в государственных компаниях отрасли или иные, еще предстоит выработать. Однако их создание настоятельно необходимо. Требуется так же жесткий постоянный контроль Минфина, МЭРТа, Ростехнадзора и Счетной палаты за реализацией программы строительства АЭС.
История развития атомной энергетики в мире. Нефтяной кризис в 1970-х гг., продемонстрировавшего уязвимость экономик развитых стран от цен на сырье. Современное состояние, негативные факторы и ближайшие перспективы развития мировой ядерной энергетики.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.09.2016 |
| Размер файла | 373,0 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
История развития и современное состояние атомной энергетики
История развития атомной энергетики в мире
Однако с конца 1970-х начинается замедление развития данной отрасли, связанное с инициативой президента Картера, которая привела к остановке строительства новых реакторов, замораживанию разработок замкнутого ядерно-топливного цикла (ЯТЦ), сворачиванию научных исследований в области реакторов на быстрых нейтронах. Подобная политика отбросила США на 20-30 лет в данных сферах атомной энергетики и усилило зависимость США от поставок нефти и газа, в том числе из нестабильного района Персидского залива.
В 1949 году на четыре года позже американцев было произведено успешное испытание ядерной бомбы в СССР благодаря огромному рывку, совершенному в сжатые сроки благодаря добытым сведениям советской разведки и работе физиков-ядерщиков. Несмотря на то, что США опередили СССР в создании атомной бомбы и реакторов, первая атомная электростанция (АЭС) была введена в эксплуатацию именно в СССР, в городе Обнинск в 1954 г. Затем АЭС появились в Великобритании и США - в 1956 и 1957 гг. соответственно. В 1959 г. заработала первая АЭС во Франции, в 1963 - в Японии, в 1966 - в Германии, в 1969 - в Индии, в 1977 - в Республике Корея (РК), в 1991 - в Китае и т.д.
С построением первых атомных электростанций данная отрасль промышленности начала развиваться высокими темпами. Можно выделить следующие факторами, обусловившие быстрый рост атомной энергетики:
Послевоенное восстановление экономики требовало увеличенного производства электроэнергии
В полуразрушенной Европе, СССР и Японии шло активное восстановление всех промышленных объектов, разрушенных во время войны, строительство в городах и сельской местности.
Нефтяной кризис в 1970-х гг.
Серьезная поддержка государства.
Тем не менее наряду с положительными факторами существовали отрицательные, которые тормозили развитие атомной энергетики и которые до сих пор оказывают влияние на политику ряда стран в этой отрасли:
Высокие затраты на АЭС
Страх перед атомным оружием
С момента сброса атомной бомбы на Хиросиму и Нагасаки прошло не так много времени, и люди помнили, к каким последствиям приводит атомный взрыв.
Данная авария остается крупнейшей в США и второй по масштабу в мире. В результате нее была повреждена активная зона реактора и из-за высоких температур расплавилась часть ядерного топлива, которое в основном осталось внутри и большого выброса радиоактивных веществ в атмосферу не произошло.
Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г.
В результате взрыва был полностью разрушен четвертый реактор АЭС, после чего в окружающую среду попало большая доза радиоактивных веществ, что привело к заражению территории на несколько десятков километров. Данная техногенная катастрофа послужила толчком к закрытию ряда строящихся энергоблоков и к свертыванию атомных программ в ряде европейских стран.
Проблема хранения и утилизации ядерных отходов и отработавшего ядерного топлива
Несмотря на имеющиеся разработки и технологии, данная проблема до конца еще не решена.
Мировой финансовый кризис 2008 г. и связанная с ним рецессия мировой экономики, из-за чего сократилось финансирование всех отраслей экономики, в том числе и атомной.
Современное состояние атомной энергетики
До недавнего времени в ядерной энергетики весьма успешно проходил процесс выхода коммерческих компаний АЭС на либерализованный рынок. Данные предприятия оказывались конкурентоспособными и низко затратными - первоначальные дорогостоящие капиталовложения удавалось амортизировать, и затем оставалось лишь покрывать расходы, связанные с обслуживание электростанцией и закупкой топлива.
Еще одним негативным фактором для современного развития атомной энергетики можно считать стремительный рост возобновляемых источников энергии на основе государственных и коммерческих субсидий и директивных решений. Тем не менее данные факторы играют важную роль в государствах ОЭСР с высоко либерализованной экономикой, в то время как в быстро развивающихся странах спрос на энергию постоянно возрастает, что обуславливает повышенный интерес к атомной энергетики и как следствие активное строительство новых энергоблоков.
Строят новый(ые) энергоблок(и)
Аргентина, Бразилия, Индия, Китай, Пакистан, Республика Корея, Российская Федерация, Словакия, США, Украина, Финляндия, Франция, Япония
Читайте также: