МАГАТЭ Деловой завтрак Клуба Триалог Деловой завтрак Клуба Триалог « Российская стратегия развития атомной энергетики» Виктор Ми

Российская стратегия развития атомной энергетики
Доклад
профессора Государственного технического университета Мурогова В.М.
4 октября 2006 г.

Текущее положение
Промышленные действующие АЭС (июнь 2005) 442
Мощность, GW(e) 363
Число стран 30
Производство электричества (2003), TWh 2524(16%)
Оперативный опыт, реактор-год 12028
Строящиеся АЭС 27(18 в Азии)
мощность, GWe 22,7

Перспектива роста населения

Перспектива роста мировых энергетических потребностей
Гигатонны нефтяного эквивалента (Gtoe)
Источник: Международный институт прикладного системного анализа

Перспектива энергетики
¾ мирового населения будет потреблять около ¼ всей энергии.
Средний уровень потребления энергии в развивающихся странах составляет 1/10 часть от потребления в промышленно развитых странах.
Практически два миллиарда человек в развивающихся странах не имеют возможности пользоваться электричеством.

IIASA/WEC: Перспектива энергетики до 2050
В развивающихся странах потребности в энергии будут увеличиваться следующим образом:
рост от 3 до 5 раз – для первичной энергии
рост от 5 до 7 - электричества
В развивающихся странах увеличение потребностей в первичной энергии составит более чем 70% от общего объема роста в мире.

Electricity consumption per capite for selected countries and regions

Связь между доходом и доступом к электричеству
Источник: Международное энергетическое агентство

Изогнутая энергетическая лестница
Источник: Shell

Положения незыблемые для прогнозов
Рост населения и глобального энергопотребления в мире;
Ужесточающая конкуренция за ограниченные и неравномерно размещенные ресурсы органического топлива;
Нарастающая зависимость от нестабильности ситуации в районах стран-экспортеров нефти;
Нарастающие экологические ограничения;
Нарастающее различие в уровне энергопотребления богатейших и беднейших стран.
В этих условиях роль ЯЭ возрастает как роль стабилизирующего фактора энергетического и социально – политического развития

Факторы испускания CO2
Полная энергетическая цепочка

Количество топлива и его освобождение
Тонн в год для 1000 MW(e) cтанций
Ядерное топливо
________27
[160 t UO2/год]
27 Высокого уровня
310 Среднего уровня
460 Низкого уровня
Уголь
2,600,000__
[5 -1400составов/день]
6,000,000 CO2
44,000 SO2
22,000 Nox
320,000 Ash [400t toxic heavy metal]
Нефть
2,000,000
[10 супертанкеров/год]

Программа 21
“Энергия является необходимым условием экономического и социального развития и обеспечивает качество жизни.
Однако, в настоящее время большая часть мировой энергии производится и потребляется таким образом, что если технология останется на прежнем уровне и общее количество потребления будет существенно увеличиваться,то так не сможет продолжаться длительное время.”

Сравнительная диаграмма для энергии и электричества
2003

Увеличение потребления мировой первичной энергии
Источник: Международное энергетическое агентство

Энергетическая мощность действующих атомных электростанций в мире

Выработка АЭС электричества на душу населения (2005)

Per-capita electricity consumption and projected nuclear power growth in selected countries and in Africa

Рост ядерной энергетики и неядерных источников энергии, 1960 -2030

Стоимость электричества с учетом
штрафа на углеродное топливо
Нет штрафа

Современные проблемы ЯЭ
Роль международного научно-технологического сотрудничества:
Международные организации МАГАТЭ (IAEA), NEA (OECD), IEA (OFCD), WANO, WNA, WNU,EC и др.
Международные проекты:
INPRO (ИНПРО), GIF – IV (Поколение – IV), Микельанжело – ЕС и др.

Международные проекты INPRO и GIF-4

GEN - IV
газоохлаждаемый реактор на быстрых нейтронах (GFR) - гелиевоохлаждаемый реактор на быстрых нейтронах;
высокотемпературный реактор (VHTR) – реактор с графитовым замедлителем и гелиевым охлаждением;
сверхкритический водоохлаждаемый реактор (SCWR);
реактор на быстрых нейтронах, охлаждаемый жидким натрием (SFR);
реактор на быстрых нейтронах, охлаждаемый свинцовым сплавом (LFR), - реактор на быстрых нейтронах, охлаждаемый свинцом в виде свинцово-висмутового эвтектического жидкого металлического сплава;
реактор на расплавленных солях (MSR).

Историческое
развитие
(IAEA) выс./низ.
(IEA) перспектива
Проблема развития ядерной энергетики:
роль инновации
Инновационный
разрыв

IV поколение: Сочетание ядерных систем, которые (вместе взятые) удовлетворяют растущим потребностям в энергоснабжении

Стратегия развития ЯЭ (GEN-IV) в 21-м веке
No action
Продление срока службы
LWR нового поколения LWR+БР
Generation IV
23% ЯЭ к 2020 году
Атомно-водородная энергетика
(25% транспортного топлива)
к 2050 году

Будущий ЯТЦ ядерной энергетики 21 века (GEN - IV)

Анализ современного состояния Российской
атомной энергетики
Атомная энергетика России на сегодняшний день представлена десятью атомными станциями, на которых эксплуатируются 30
энергоблоков установленной мощностью 22 ГВт из них:
14 реакторов с водой под давлением
8ВВЭР-1000
6ВВЭР-440
15 канальных кипящих реакторов
11РБМК-1000
4ЭГП-6

Дерево развития атомной энергетики СССР

Внутренние трудности ядерной отрасли
Вывод из эксплуатации 5.6 ГВт АЭС в 2015-2020 гг.;
Закрытие трех промышленных реакторов в Железногорске и Северске;
Сокращение запасов дешевого уранового сырья, накопленного в прошлые годы;
Переход на рыночные отношения в электроэнергетике;
Несовершенная инвестиционная и тарифная политика.

Ухудшение ситуации на международном рынке
Вывод за рубежом из эксплуатации энергоблоков АЭС с ВВЭР и РБМК;
Вступление стран Восточной Европы – владельцев АЭС с реакторами типа ВВЭР в Евросоюз;
Прекращение поставок ядерного топлива, полученного из высокообогащенного урана, в США после 2013 г.;
Ввод завода с центрифужной технологией в США после 2006 г.;
Создание транснациональных корпораций в ядерной сфере;
Реализация новых конкурентных проектов АЭС, разрабатываемых США и другими странами.

При максимально возможном использовании собственных средств РосАтома (концернов) через 70 лет после ввода первой АЭС(>2025г.) вклад АЭС в энергетической баланс страны будет менее 5%, несмотря на огромный технологический и кадровый потенциал «ядерной» державы.

Перспективные проекты в атомной энергетике

Заключение
1. Атомная энергетика России за прошедшие 50 лет развивалась как неотъемлемая часть ТЭК России и продемонстрировала:
Возможность обеспечения безопасности и конкурентоспособности;
Возможность создания полностью замкнутого ЯТЦ;
Потенциальную возможность обеспечения потребности в энергии;
Отсутствие эмиссии парниковых газов и вредных выбросов, малые объёмы отходов по сравнению с ТЭС;
2.Перспективы масштабного развития ядерной энергетики в XXI веке связаны с внедрением инновационных технологий - быстрых реакторов и замкнутого ядерного топливного цикла, обеспечивающих:
Гарантированную безопасность на всех стадиях ЯТЦ и экономическую эффективность;
Снятие ограничений по топливным ресурсам в двухкомпонентной структуре тепловых и быстрых реакторов;
Существенное расширение сфер применения(теплоснабжение, высокопотенциальное тепло, водород);
Существенное сокращение удельных объёмов РАО и ОЯТ, радиационно-эквивалентное обращений с отходами;
Ограничение возможности распространения ядерного оружия.

Рост мирового спроса на электроэнергию
1990
2020
2050
Доля рынка (%)
Всего
103 Тераватт
час/год
Ископа-
емое
топливо
Атомная
энергия
Гидро +
нетрадицион-
ные источники энергии
12
19,5
31
59
54
30
21
23
35
20
23
35
*Сценарий Б из WEC/IIASA Глобальные перспективы энергетики, стр. 88, издательство «Кембридж Юниверсити Пресс»(1988)

Значительные выгоды возникают и постепенно накапливаются с возрастанием использования атомной энергии
К 2050 году в США не будет выбрасываться в атмосферу 3 миллиарда тонн/год СО2 (6 млрд. тонн/год во всем мире)
К 2050 году использование нефти в США понизится на 2 миллиарда баррелей/год (3 млрд. Баррелей/год во всем мире)
Омоложенная ядерная инфраструктура
Лаборатории
Университеты
Промышленность
Государственные учреждения
Существенные коммерческие возможности во всем мире
Атомная энергия вносит значительный вклад в мировое процветание и качество окружающей среды