Розвиток атомної енергетики у світі

Вже до середини 1939 року науковці світу досягли важливих теоретичних та експериментальних відкриттів у галузі ядерної фізики, що дозволили розпочати велику програму досліджень у цьому напрямку. Виявилося, що атом урану можна розщепити на дві частини. При цьому вивільняється величезна кількість енергії. Крім того в процесі розщеплення виділяються нейтрони, які в свою чергу можуть розщепити інші атоми урану й викликати ланцюгову ядерну реакцію. Ядерна реакція поділу дуже ефективна й далеко перевершує найбурхливіші хімічні реакції. Так, наприклад, при розпаді молекули тротилу виділяється 10 електрон-вольт енергії, а при розпаді ядра урану – 200 млн. електрон-вольт, тобто в 20 млн. разів більше.

Перша у світі промислова атомна електростанція потужністю 5 МВт була введена в експлуатацію у СРСР (м.Обнінськ) у 1954 році. Розвинені індустріальні країни розпочали проектування та будівництво АЕС з реакторами різних типів. До 1964 року сумарна потужність АЕС у світі зросла до 5 млн.кВт. вже до 1968 року в світі працювали на АЕС 365 енергоблоків сумарною встановленою потужністю 253 млн.кВт. практично за 20 років потужність АЕС збільшилася в 50 разів.

У той час надзвичайно популярними були дослідження Римського клубу – авторитетного співтовариства науковців зі світовими іменами. Висновки авторів досліджень зводилися до неминучості досить близького вичерпання природних запасів органічних ресурсів, у тому числі нафти, ключових для світової економіки, їх стрімкого подорожчання у найближчий перспективі. З огляду на це розвиток атомної енергетики відповідав вимогам часу. Потенційні запаси ядерного палива (238U, 235U, 232Th) на тривалу перспективу вирішували життєво важливу проблему паливозабезпечення за різних сценаріїв розвитку атомної енергетики.

Умови розвитку атомної енергетики були вкрай сприятливими, причому економічні показники АЕС також додавали оптимізму, АЕС вже могли успішно конкурувати з ТЕС.

Розвиток атомної енергетики базувався на сформованому енергетичному секторі воєнно-промислового комплексу – досить добре опанованих промислових реакторах і реакторах для підводних човнів з використанням вже створеного для цих цілей ядерного паливного циклу (ЯПЦ), набутих знаннях і значному досвіді.

Проблема енергетичної безпеки, що загострилася у 70-ті роки ХХ ст. у зв’язку з енергетичною кризою, спричиненою різким підвищенням цін на нафту, залежністю її поставок від політичних чинників, змусила багато країн переглянути свої енергетичні програми.

В процесі швидкого розвитку атомної енергетики з двох основних типів енергетичних ядерних реакторів – на теплових і швидких нейтронах – найпоширенішими в світі стали реактори на теплових нейтронах.

Розроблені різними країнами типи та конструкції реакторів з різними уповільнювачами та теплоносіями стали основою національної енергетики. Так, у США основними водо-водяні реактори під тиском і киплячі реактори, у Канаді – важководні реактори на природному урані, у колишньому СРСР – водо-водяні реактори під тиском (ВВЕР) й урано-графітові киплячі реактори (РВПК).

Зростала одинична потужність реакторів. Так, реактор РВПК-1000 електричною потужністю 1000 МВт був встановлений на Ленінградській АЕС у 1973 році. Потужність великих АЕС, наприклад Запорізької АЕС (Україна), досягла 6000 МВт.

Враховуючи, що блоки АЕС працюють практично з постійною потужністю, й покривають базову частину добового графіку навантажень об’єднаних енергосистем, паралельно з АЕС у світі будувалися високоманеврені ГАЕС з метою покриття змінної частини графіку та закриття нічного провалу у графіку навантажень.

Проте високі темпи розвитку атомної енергетики не відповідали рівню її безпеки. На підставі досвіду експлуатації об’єктів атомної енергетики, дедалі глибшого науково-технічного розуміння процесів і можливих наслідків виникла необхідність перегляду технічних вимог, що викликало збільшення капвкладень й експлуатаційних витрат.

Серйозний удар розвитку атомної енергетики було завдано важкою аварією на АЕС «Три Майл Айленд» у США у 1979 році, а також на інших об’єктах. Це спричинило радикальний перегляд вимог безпеки, посилення чинних нормативів і перегляд програм розвитку АЕС у всьому світі. У США, які були лідером в атомній енергетиці, з 1979 року припинилися замовлення на будівництво АЕС, також скоротилося їх будівництво і в інших країнах.

АЕС «Три Майл Айленд» (США) 2010 р. Ліворуч непрацюючий післяаварійний блок-2

Важка аварія на Чорнобильській АЕС в Україні у 1986 році, що кваліфікується за міжнародною шкалою ядерних подій як аварія найвищого сьомого рівня, призвела до екологічної катастрофи на величезній території, загибелі людей, переселення сотень тисяч людей, підірвала довіру світового співтовариства до атомної енергетики.

У багатьох країнах були призупинені програми розвитку атомної енергетики, а в деяких країнах взагалі відмовилися від планів її розвитку. Проте, не дивлячись на це, вже до 2000 року на АЕС, що експлуатувалися 37 країнами, вироблялося 16% світового виробництва електроенергії. Ще одним тяжким ударом для світової атомної енергетики стала аварія на японській АЕС «Фукусіма-1», що відбулася 11 березня 2011 року.

Низка держав вже заявили про перегляд своїх планів щодо будівництва АЕС. Серед тих, хто вирішив відмовитися від будівництва АЕС на своїй території, є країни, в яких до цього часу не експлуатувалися ядерні енергоблоки, проте вони заявляли про наміри запровадження ядерної енергетики. До таких країн належать Венесуела та Таїланд.

20 квітня 2011 року Парламент Італії прийняв закон про відмову від розвитку ядерної енергетики в країні, що є прямим наслідком впливу аварії на японській АЕС. Рішення про призупинення експлуатації 7 ядерних блоків, які були побудовані до 1980 року, прийняв уряд Німеччини.

Швейцарія також прийняла рішення призупинити реалізацію нових проектів будівництва ядерних енергоблоків.

Водночас Франція, Чехія, Польща, Словаччина заявили, що не збираються переглядати свої програми розвитку ядерної енергетики. Їх позицію поділяє Росія, Білорусь, Україна, Індія та Китай.

До аварії на «Фукусіма-1» у світі експлуатувалося 440 ядерних енергоблоків, у стадії будівництва знаходилося 65 ядерних енергоблоків. Спорудження ще 150 ядерних енергоблоків було заплановано у найближчі 10 років та понад 200 проектів передбачалося реалізувати в більш довготривалій перспективі. Станом на 1 квітня 2011 року виробництво електроенергії на АЕС у світі складало 14% від її загального обсягу.

Подивитись інформацію про АЕС у базі даних МАГАТЕ (англійською мовою).

Найбільша кількість АЕС (63 АЕС, 104 енергоблоки) експлуатується у США. Друге місце посідає Франція (58 енергоблоків), третє місце – Японія (до подій у березні 2011 року на АЕС «Фукусіма-1» експлуатувалося 54 енергоблоки). Для порівняння: в Україні експлуатуються 4 АЕС (15 енергоблоків).

Найпотужнішою в світі АЕС є Kashiwazaki Kariva (Японія) потужністю 8200 МВт (7 реакторів типу BWR встановленою потужністю 110-1356 МВт). Найпотужнішою в Європі – Запорізька АЕС (Україна) потужністю 6000 МВт (6 реакторів ВВЕР-1000).

Наймасштабніше будівництво ядерних енергоблоків здійснюється в Південно-Східній Азії. Зокрема, у Китаї на етапі будівництва знаходиться 25 енергоблоків (в експлуатації – 13), ще 50 ядерних енергоблоків планувалося збудувати до 2050 року. В Індії в експлуатації знаходяться 22 енергоблоки, які виробляють 2,5% електроенергії в країні, а до 2050 року частку електроенергії, що виробляється на індійських АЕС, планується збільшити до 25%.

Джерела:

Энергетика: история, настоящее и будущее. – Т.3. Развитие тепловой и ядерной энергетики. – Киев, 2008. – С.263-268;
О.Кошарна. Аварія на АЕС «Фукусіма-1» та її вплив на перспективи розвитку ядерної енергетики в Україні та світ // Вісник експортного контролю. – 201. – № 2. – С.4-6.