Звено 2. Нужно ли строительство аэс.

Здесь вопрос сложнее. Смотрим на схему 2: каковы имеются источники энергии на данное время.

I. Тепловой (нефть, газ, уголь, отходы, дрова, торф и др.).

2. Гидроисточник (реки, волны морей и океанов, морские приливы-отливы…).

3. Атомный (использование U²³⁵, плутония).

4. Термоядерный (синтез легких ядер).

5. Солнечный.

6. Геотермальный (энергия земли). 7. Ветровой

Теперь оценим их роль в энергоснабжении. В 1966 году произведено на Земле -10 млн.ГВт.час (по разным данным от 9.962.000 до 10072000 млн.ГВт.час). На тепловых электростанциях выработано 63% (6.345.360 ГВт.час.); на гидро­электростанциях 21% (по другим данным - 20%), т.е. 2,1 млн.ГВт.час; на атомных 16%, т.е. 1,60 млн.ГВт.час.

-Все вы до 100 считать умеете. Складываем % выработки на тепловых, атомных и гидроэлектростанциях 63+21+16=100%. Таким образом, вклад всех остальных источников энергии в электроснабжение в пределах ошибок при суммировании. И по данным Мировой энергетической конференции (МИРЭК) вклад нетрадиционных возобновляемых источников энергии в мировой энергетический баланс в перспективе оценивается от 1-2% до 10% в общем потреблении первичных энергоресурсов в мире.

В печати часто появляются безответственные сообщения, которые смущают некоторые умы. Возникает возмущенное недоумение: до каких пор будут травить газами, заливать земли, угрожать радиоактивностью? Ставили бы солнечные батареи, ветровые, геотермальные станции. Ещё раз: Давайте не забывать, что даже заинтересованные специалисты перспективу нетрадиционных источников энергии оценивают очень пессимистически. До10% - это очень мало.

Для пояснения их пессимизма приводятся некоторые примеры:

1. Термоядерный источник, несмотря на громадные
затраты во всем мире, освоить пока не удаётся.

2. Солнечный. Приоритетным методом использования солнечной энергии является фотоэлектрический метод преобразования. Но в 1972 году в США солнечные энергетические установки на солнечных батареях требовали удельных капиталовложений в 100 раз выше, чем на ТЭС. Ведущая фирма США предполагает только к 2000 г. снизить стоимость э/э до 5-10 цент/квтч. Необходимо отметить, что выросла в 130 раз и достигла 4981 Мвт. Но это в 55 раз меньше мощностей АЭС. Проблем в этом производстве необходимо основой солнечных элементов является особочистый кремний. В СССР в настоящее время предполагается осуществление значительной программы по производству кремния. Пока же мы его выпускаем в количестве несоизмеримом с США (в США производство фотоэлектрических преобразователей на базе монокремния 5,3 Мвт, а вся Европа, в т.ч. и СССР, 1,6 мвт).

К этому необходимо добавить, что получение особочистого кремния чрезвычайно знергоёмко и не вполне экологически безопасно.

3. Ветровая. Суммарная мощность ветроэлектрических установок (ВЭУ) в мире сейчас -1500 Мвт., из них в штате Калифорния (до землетрясения) было 1400 Мвт. Стоимость ВЭУ 1-2 тыс.дол/квт, В Дании построено 1600 ВЭУ общей мощностью 80 Мвт и экспор­тировано в США более 6000. К 1990 предполагается мощность ВЭУ до 100 Мвт. С/стоимость э/энергии 0,34 крон/квт.час... Чтобы представить, как выглядит ВЭУ, приведу такой пример: разрабатываемая ВЭУ мощностью 750 квт имеет ветроколесо диаметром 48м (вспомните, что футбольное поле -100м длиной). Самая большая ВЭУ работает в Англии - 3 Мвт.

4. ГеоТЭС в мире сравнительно много. Например, с I960 по 1985 г. установленная мощность решить еще много.

 

Итак, сделаем выводы.

1. Тепловых источников человечеству хватает на 300-400 лет. Если мы будем таким же темпом жечь нефть, газ, уголь, наши правнуки не будут знать, что это такое. При этом может случиться, что и правнуков не будет, ибо вы уже знаете об общепризнанном факте потепления на Земле за счет громадного выделения углекислого газа, других окислов, пыли. (За год в мире выбрасывается, например, больше 100 млн.т. диоксида серы,

в т.ч.~ 11млн.т. в СССР). Если положение дел просто сохра­нится, предполагается в начале следующего тысячелетия подъем уровня мирового океана и затопление прибрежных земель.

2. Гидроисточники имеют предел. Мощность ГЭС на Земле можно увеличивать в 4 раза, при этом выработка э/э за этот счет может увеличиться почти до 10 млн Гвт.час, т.е. почти до нынешней мировой выработки. В нашей стране в 1986 г. на ГЭС выработано 217000 Гвт.час. (всего - 1599000 Гвт.час), а экономический гидроэнергетический потенциал - 1090000 Гвт.час, т.е. мы могли бы еще настроить ГЭС, за счет которых увеличили выработку э/э от гидроисточника в 5 раз. Но, даже, когда будет освоен весь наш гидропотенциал (вспомним, какая мощная оппозиция в настоящий момент строительству ГЭС), мы будем вырабатывать э/э, всего 1090000 Гвт.час. Это на 509000 Гвт.час. меньше, чем мы вырабатываем сейчас. А сейчас нам не хватает.

3. На нетрадиционные источники в ближайшее столетие надеяться не приходится. Тем более, нам: средств на масштабные эксперименты пока мало. Ну, и к тому же вспомним заключение МИРЭК о I-10%, на которые хватает фантазии у самых ярых сторонников этих видов энергии.

Теперь вывод из этих выводов.

Выработка э/э от ТЭС, ГЭС имеет предел и человечество близко к этому пределу. На нетрадиционные источники пока рассчитывать не приходится (хотя, безусловно, необходимо прилагать максимум усилий к их развитию).

Из этого энерготупика в настоящий момент виден лишь один выход: атомные электростанции - АЭС, причем такие, которые могли бы использовать нарабатываемый в реакторах плутоний. В этом случае энерготупик исчезает совсем, т.к. атомная энергетика перестает зависеть от природных запасов источника энергии. Поэтому атомная энергия за сравнительно короткий срок стала одной из определяющих. На АЭС в настоящее время вырабатывается э/э немногим меньше, чем на ГЭС. На начало 1988 года в мире работало 420 блоков с общей мощностью -300 Гвт:

в США - 90 Гвт, во Франции - 46 Гвт, в СССР - 34, в Японии- 26, в ФРГ-19. Доля вырабатываемой на АЭС э/э во Франции - 70%, в Бельгии 66, в Швеции - 45, в Швейцарии 38, в США и Англии более 17, в Канаде -15, в CCCP-I3.

Чернобыльская катастрофа заставила специалистов вновь вести анализ: что делать? Можно ли отказаться от АЭС. Австрия демонтировала построенную АЭС, Швеция нашла воз­можности обойтись без АЭС и решила свернуть атомную энерге­тику к 2010 году. В Италии после референдума строительство новых АЭС приостановлено, но активно идет разработка нового реактора - на быстрых нейтронах. В Швейцарии заморожено строительство новых АЭС на 5 лет, но эксплуатация действующих продолжается.

Но ни техническая политика этих стран, ни Чернобыль не оказали никакого влияния на выполнение атомно-энергетических программ Франции, Англии, США, Японии и других стран. Согласно данным МАГАТЭ во всех странах мира в 1987 г. к энергосистемам было подключено 22 энергоблока (всего на I блок меньше, чем в 1986 г.).

Наше новое правительство, несмотря на резкую оппозицию, тоже вынуждено признать, что без атомной энергетики не обойтись. Таким образом, можем и по 2 звену сказать теперь; «Да!»

Теперь перейдем к 3 звену. Как развивать атомную энергетику?

Исторически лидеры мировой ядерной энергетики разделились по отношению к заключительному этапу топливного цикла на 2 группы:

в первую, ориентированную на переработку топлива отработавших тепловыделяющих сборок (0TBG), вошли Англия, Франция, СССР, ФРГ и Япония;

- во вторую, ориентированную на складирование ОТВС и их долговременное или вечное хранение - Канада, США, Швеция.

В первом случае можно осуществить, так называемый, замкнутый топливный цикл, когда нарабатываемый плутоний извлекается из ОТВС и используется для изготовления свежих сборок. В реакторах на быстрых нейтронах плутония образуется даже больше, чем сгорает. Т.е., можно расширять атомную энергетику, отказавшись от дорогостоящей добычи урана, его очистки, обогащения.

Во втором случае топливный цикл называют разомкнутым. ОТВС сначала должны храниться в бассейнах с водой, а затем перевозиться в места, где организовано долговременное хранение. Дозагрузка же реакторов ведется сборками, изго­товленными из добытого на рудниках урана.

Соответственно, и средства направляли на исследования в соответствующем направлении. Первые отрабатывали техно­логию переработки ОТВС, строили установки, заводы, где у ОТВС отрезались холостые концы (т.е. концевые детали сборок, в которых не было топлива), измельчались, топливо растворялось, растворы очища­лись от осколочных элементов, после чего плутоний, уран выделялись раздельно и использовались для изготовления свежих ТВС. Достигли в этом направлении значительных успехов. Так у нас уже около 10 лет используется реге­нерат урана. Кончается строительство цеха, где в топлив­ный цикл будет включен и плутоний. В Бельгии построен франко-бельгийский завод по производству смешанного оксидного топлива, на котором, с 1989 года должно произво­диться до 35 т/год. Во Франции в 1990 году должен быть введен в строй завод производительностью 15 т/год, а в 1995 г. планируется начать промышленную эксплуатацию завода в 100 т/год. В ФРГ организована переработка отработавшего смешанного уран-плутониевого топлива. Одна из фирм изготовила более 36 тыс.т уран-плутониевых тепло-выделяющих элементов (ТВЭЛ). В Японии созданы подобные производства. Для завода РТ-2 выполнен технико-экономический расчет, по которому видна экономическая целесообразность строительства завода регенерации отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) с получением ТВС из смешенного топлива. Этот завод должен иметь производительность не менее 1500 т. по урану в год. В этом случае экономический эффект составляет 70 млн. руб. в год. Он основан на ликвидации громадного добывающего комплекса урана (в руде последнего от 0,08 до 0,15%; например, в США I т руды обходится от 30 до 100 долларов). С другой стороны, на ликвидации многих комплексов временных хранилищ ОТВС. Существующих и тех, которые придется строить.

Известно, что в СССР в работе 45 энергоблоков. Каждый год с одного реактора ВВЭР-IOOO выгружается 60 ОТВС (21,7 т no U). Их активность настолько велика, что они светятся в темноте. Нахождение рядом с ними секунды смер­тельно опасно. Если их не охлаждать, они начнут разрушаться от саморазогрева. Складывать их, как дрова в отсеке с водой тоже нельзя – 3 ÷ 5 сборок, уложенные рядом, могут привести к цепной реакции со всеми вытекающими последствиями. Таким образом, требуется строго регламентированный порядок обращения с ОТВС. В настоящее время они устанавливаются в многоячейковые чехлы со строго определенным шагом и хранятся под водой в хранилищах. Вода защищает персонал от облучения, отводит выделяющееся тепло. Строительство хранилища на б тыс.т. по урану обходится в 100 млн. руб. и эксплуатация в 12 млн. руб./год.

В СССР есть программа развития атомной энергетики. Учитывая все противоборствующие силы, можно говорить о пределах ее реализации. Максимальный и минимальный. В первом случае установленная мощность АЭС и АТЭЦ к 2000 году должна достигнуть 84,7 Гвт, во втором -61,1Гвт. Если ориентироваться даже на второй предел, то к 2002 году построенное на ГХК хранилище для ОТВС ВВЭР 1000, АСТ-500 будет заполнено под завязку. Что дальше? Либо перера­батывать, либо строить следующее хранилище.

Предположим, что необходимо ориентироваться на бесконечное хранение (закрывая глаза на опасность этого процесса, о чём поговорим ниже). К 2002 году должно быть построено ещё одно хранилище, т.е. вложено ещё 100 млн. руб. К 2005 году – следующее и т.д. Далее этот процесс должен ускоряться, т.е. хранилища должны будут пускаться через ~2 года. С пуском каждого хранилища, соответственно, должны возрастать эксплуатационные затраты (см.схему 3). К 2015 году придется построить еще б хранилищ, затратив к этому времени 1,3 млрд. руб., и не имея никакой перспективы. А чтобы эту перспективу получить потребуются громадные средства на разработку новой для нас проблемы - окончатель­ного захоронения ОТВС где-то под землей. Новой потому, что в СССР до сих пор вкладывали средства в разработку замкнутого топливного цикла и практически эту проблему решили. А вот сторонники разомкнутого топливного цикла до сих пор решили далеко не все проблемы по окончательному складированию ОТВС. Предполагается, что такое хранилище будет сооружено до 2000 года. К этому необходимо добавить, что в странах-сторонниках разомкнутого топливного цикла начались работы по сооружению производств для получения смешанного топлива.

Видимо изложенные доводы убеждают в том, что концепция замкнутого топливного цикла нашей страной выбрана вполне обоснованно. Так?

И теперь о последнем звене схемы I.

То, что завод регенерации в сложившейся обстановке необходим, мы договорились. Но может быть строительство его можно отложить на какое-то время?

I. Уже отмечалось, что к 2002 году или нужно иметь следующее хранилище, или должна начаться переработка ОТВС. Хотя бы 1000 т урана в год. Иначе придется останавливать АЭС. На данное время завод, практически, только начал строиться. В него вложено —100 млн.руб., т.е.- 0,1 всей стоимости. Если строители и монтажники будут осваивать по 100 млн.руб. в год, то мы только-только успеем к 2002 году пустить завод. Но чтобы строителям набрать такой темп работы, необходимо все остальные работы бросить и, видимо, не меньше года включаться опять в это строительство. Очень трудно, но пока еще можно.

2. Любое оттягивание строительства приведет к резкому непредсказуемому ухудшению качества конструкций. Опасно это в первую очередь для заложенных нержавеющих конструкций (а их более 1000 т). Что с ними произойдет за это время, никто сказать не сможет. А вся заложенная нержавейка - это предпоследний барьер безопасности. Если он где-то выйдет из строя, то весьма вероятен выход активных растворов в пластовый дренаж. Что с этими растворами делать дальше, трудно представить. И источник обнаружить в таком большом хозяйстве практически невозможно.

3. В ближайшие 10 лет еще можно сохранить кадры радиохимической промышленности. Те, которые впитали страшный опыт своих предшественников. На которые однозначно можно положиться и знать, что Чернобыль не повторится. Будет непоправимой ошибкой то, если пуск завода уйдет куда-то в будущее, когда нынешнее поколение радиохимической промышленности уже не будет работать. Значит, ошибки начнут повторяться вновь. А они очень дорого обошлись стране, людям.

Из вышеизложенных соображений следует однозначно: если уж завод нужен, то откладывать строительство - это преступление против наших детей, внуков.

Ну, и последнее. Рассмотрим схему 4 - устройство ТВС ВВЭР-ЮОО. Нужно обратить внимание на следующее:

- сборка поднимается за головку, которая соединяется с основной массой сборки 19-ю трубками, толщина стенок которых меньше I мм;

- толщина стенок трубок, в которых находится топливо, всего 0,7 мм.

Из этих конструкционных особенностей следует:

1. Коррозия металлов, которые подвергнуты мощнейшему облучению, может привести к россыпи топлива в бассейне. Никаких приспособлений для сбора, хранения его в хранилище не предусмотрено.

2. Топливо может насыпаться под стоящим многие годы чехлом. Возможна цепная реакция.

3. Как бы не чистилась вода, в ней всё равно присутствуют илы, примеси. Примеси способствуют коррозии, илы заиливают сборку в чехле. Прокорродированные трубки могут оборваться при вытаскивании из чехла.

Из этих конструкционных особенностей следует то, что ОТВС имеют ограниченный срок хранения. Их разрушение может привести к непредсказуемым последствиям. Чтобы этого избежать, необходимо искать решение по обращению с ОТВС. Известны варианты: или перерабатывать, или укладывать каждую сборку в специальную ёмкость (чехол). Второй вариант тоже имеет временной предел, т.е. не решает проблемы.

Если мы не хотим непредсказуемых трудностей в будущем (а они будут очень дорогими!), то необходимо строить завод даже за счёт того, что туже затягивать пояса.

Такова логика рассмотрения схемы 1: альтернативы заводу РТ-2 нет!

 

 

 

 

 

 

 

В данном графике специально не учтено, что в будущем всякое строительство будет удорожаться. Я никак не мог предположить такие темпы удорожания, связанные, прежде всего, с полным разрушением советского (а потом и Российского) производства.

Послесловие. Сохранилась бумажка, на которой мелким незнакомым почерком написаны замечания. 1. Дополнить удельное энергопотребление для Японии (т.к. там самые энерго- и метало- сберегающие технологии).

2. …Можно дополнить: нетрадиционные методы получения э/э (солнечной) потребуют новых нетрадиционных материалов и технологий, которые могут оказаться гораздо более экологически опасные, чем существующие (именно технологии получения – кремния, индия, таллия и др.)

3. Судя по некоторым отчётам, переработка регенерированных ОТВС целесообразна не более, чем до пяти циклов. Т.е., если регенерированное топливо использовалось 5 раз, далее его регенерировать нецелесообразно из-за высокого содержания нуклидов типа уран-236. Поэтому в далёкой перспективе необходимо всё же разрабатывать схему окончательного захоронения регенерированных ОТВС на вечное хранение.

Думаю, что последнее замечание не совсем корректно – ничего вечного в этих делах нет. Рано или позже выяснится, что и уран-236 жизненно необходим… Но эти замечания хотя бы показали, что мой труд по подборке для Прохорова Л.П. материала не пропал – его хоть посмотрели – как многое из того, что делалось.

ППриложение 20

Приложение 21

 

 

Исх. №25-60-04/1356 от 30.09.90г. Т. Лебедеву В.А.

Во исполнение Вашего указания о подготовке документов в Красноярский краевой Совет народных депутатов с целью получения разрешения строительства производства завода РТ-2, нами подготовлено письмо на имя т. Новикова В.А. Считаем, что оно может быть взято за основу с условием, что к нему будут приложены следующие приложения:

1. «Воздействие объектов ГХК на окружающую среду». Данное приложение, на наш взгляд, наиболее квалифицированно может быть подготовлено ОООС ГХК на основе отчётных данных ГХК, доклада межведомственной комиссии по оценке радиационной обстановки в районе г. Красноярска и др.

2. «Перечень документации, на основании которой произведён отвод земель для гражданского и промышленного строительства ГХК». Необходимую выписку из инв. №Г-285ДСП от 09.89г. может выполнить бюро генплана УКС ГХК.

3. Проект «необходимости развития атомной энергетики и строительства завода РТ-2» подготовили мы.

4. «Состояние окружающей среды в условиях функционирования завода РТ-2». В основу данного приложения может быть взят материал, подготовленный для 3ГУ МЗ СССР.

5. 6. «Примеры барьеров безопасности при организации производства РТ-2» и «Принципиальную технологическую схему производства РТ-2» мы подготовили и прилагаем.

7. 8. Проекты учредительных документов АО ПЯТЕП или АПЯТЕП можем подготовить на ИХЗ

9. Проект «Постановления Красноярского краевого Совета…» о строительстве РТ-2, по-видимому, наиболее квалифицированно может выполнить УКС.

Для решения вопросов подготовки необходимых материалов…считаем необходимым провести техсовет ГХК…

 

Моё примечание: указанные приложения я уже использовал для Минздрава при обосновании возможности создания новых производств в СЗЗ ГХК.