Особливості ядерної енергетики

Атомна енергетика України є потужною та ефективною галуззю. Протягом 2002 р. в експлуатації перебували 13 атомних енергоблоків потужністю (на 01.01.2003) 11,8 млн кВт, що в структурі енергетики України становить 22,3 % встановленої потужності всіх електростанцій.

У 2002 р. атомними електростанціями вироблено 78,0 млрд кВт · год електроенергії.

Динаміку частки виробітку електроенергії на АЕС показано на рис. 10.2.

Основними завданнями атомної енергетики України є:

1) підвищення безпеки;

2) модернізація та реконструкція діючих енергоблоків;

3) завершення будівництва нових енергоблоків на Хмель­ницькій та Рівненській АЕС;

4) науковий, конструкторсько-технологічний супровід виробництва електроенергії на АЕС.

Рис. 10.2. Динаміка частки виробітку електроенергії на АЕС

На рис. 10.3 наведено схему виробництва атомної енергії.

Атомна енергетика відіграє в Україні важливу роль щодо виробництва електроенергії. Наша країна посідає третє місце у світі (після Литви й Франції) з виробництва електроенергії на душу населення.

У нас є чотири діючі атомні станції й Чорнобильська АЕС, яка виведена з експлуатації. На цих чотирьох атомних станціях працюють 13 ядерних блоків.

Наша країна має великі запаси урану. Навіть якщо в нас працюватиме не 13 атомних блоків, як зараз, а 25, то цих запасів вистачить більш ніж на 100 років.

Перша найболючіша проблема галузі – безпека атомних станцій. Об’єктивно за роки незалежності ні ядерних, ні радіа­ційних аварій на атомних станціях України не було. Викиди з АЕС у навколишнє середовище в 100 разів менші за гранично допустимі норми. У 2007 р. план із підвищення безпеки атомних станцій виконано всього на 30 %.

На рис. 10.4 наведено схему енергоматеріальних потоків атомної електростанції (АЕС).

Друга проблема – продуктивність праці. На наших атомних станціях працюють приблизно в три-чотири рази більше людей, ніж на ядерних блоках в інших країнах. У Південній Кореї на ядерному блоці працюють 200 чоловік, а в Україні – 1 000. Ця обставина має лише одне пояснення: у нас низький рівень автоматизації атомних станцій.

Рис. 10.3. Технологічна схема виробництва атомної енергії

Рис. 10.4. Схема енерго-матеріальних потоків блоку атомної електростанції (АЕС):

1 – атомний котел; 2 – елементи з ядер­ним паливом, що виділяють тепло;
3 – стержні, які регулюють коефіцієнт розмноження нейтронів (енергоактивність);
4 – первинний водяний контур високого тиску; 5 – вторинний пароводяний контур;
6 – парова турбіна; 7 – електрогенератор; 8 – теплообмінник; 9 – насос

Третя проблема – власний паливний атомний цикл з ураху­ванням розвитку атомної енергетики. Ухвалено рішення про створення ядерного паливного циклу. Але роботи й досі не розпочалися. Якщо так триватиме й далі, то у 2015 р. прогресу в галузі виробництва електроенергії та одержання власного палива ми не матимемо.

Четверта проблема – створення власного циклу з переробки й поховання відпрацьованого ядерного палива. Нині його вивозять у Росію. Коштує це 80 млн доларів США на рік.

П’ята проблема – створення системи науково-технічної підтримки атомної енергетики. Такий комплекс дуже потрібен для визначення стану блоків, їхніх окремих частин тощо.

Гідроенергетика

Потужність гідравлічних електростанцій України становить 4,7 млн кВт, або 8,9 % загальної потужності електростанцій.

У 2002 р. на гідроелектростанціях вироблено 9,7 млрд кВт·год, або 5,6 % загального обсягу її виробітку в Україні.

Основні гідроенергетичні ресурси нашої країни зосереджені в басейнах річок Дніпра та Дністра. Гідравлічні електростанції відіграють істотну роль у покритті пікових навантажень енерго­системи у вечірній період часу. Поряд із традиційними гідро­електростанціями працює гідроакумулювальна Київська ГАЕС. Усі гідроелектростанції повністю автоматизовані. Ефективність гідроенергетики України характеризується не тільки вироб­ництвом електроенергії, що дає можливість економити паливо, а і як важлива артерія системи водного й наземного транспорту, водопостачання населення великих міст і галузей промисловості та зрошувальних станцій сільськогосподарських плантацій.

У перспективі планується модернізація діючих ГЕС, будів­ництво невеликих ГЕС на малих річках та спорудження ГАЕС.

Буде проведена заміна морально застарілого й фізично зношеного обладнання на нові агрегати, що значно покращить роботу гідроелектростанцій та їхніх ТЕП.

Схема гідроакумулюючої електростанції (ГАЕС) наведено на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Схема гідроакумулюючої електростанції (ГАЕС):

1 – електростанція ТЕС; 2 – нижній водяний басейн;
3 – електрогенератор; 4 – водовід; 5 – верхній водяний басейн

Використання нетрадиційних джерел енергії

Об’єктивна реальність склалася так, що потреби в енергії народного господарства, в т. ч. промисловості, задовольняються зараз із труднощами, які постійно зростають. Запаси теперішніх ресурсів Землі, як відомо, не безмежні, добування їх усклад­нюється, а використання все більше забруднює навколишнє середовище. Виникла гостра проблема пошуку й технологічного освоєння нових джерел енергії. Пошук спрямований на розроб­лення систем, які б не порушували екології Землі. Більшість розвинених країн посилено займається технологією нетради­ційних, або відновлюваних, джерел енергії ВДЕ – Сонця, вітру, припливів, тепла Землі тощо. Вони ж можуть стати справжніми замінниками нафти, газу, вугілля, торфу чи ядерної енергії, їх слід розглядати як важливе джерело енергії, яке повинно вико­ристовуватися в оптимальному поєднанні з традиційними.

До нетрадиційних джерел енергії, що вважаються перспек­тивними для України, належать: вітрова, сонячна (геліоенерге­тика), геотермальна, енергія біомаси, а також малих річок (водотоків) та ін.

Україна має наукові розробки щодо техніки та технологічних процесів майже всіх видів виробництва нетрадиційної енергії, а її промисловість спроможна в стислі терміни побудувати й запустити необхідні установки.

Уже доведено практикою, що вітрові електростанції ВЕС – це солідний резерв енергоресурсів для всього людства. Наприк­лад, Німеччина, Іспанія, Данія, Індія і США щорічно за допо­могою вітру виробляють десятки тисяч мегават годин елект­роенергії. За планом Комісії Европейського союзу виробництво електроенергії на ВЕС до 2010 р. має збільшитись до 60 тис. МВт·год, а до 2020-го – до 150 тис. МВт·год, що дасть можливість скоротити використання бензину, мазуту, вугілля та зменшити шкідливі викиди в атмосферу, як це передбачено Кіотським протоколом.

Міністерство палива та енергетики України виконує поста­нову від 31 грудня 1997 р. № 1505 Кабінету Міністрів України, якою схвалено «Програму державної підтримки розвитку нетра­диційних та відновлюваних джерел енергії та малої гідро- й теплоенергетики». Згідно з Указом Президента «Про будів­ництво вітрових електростанцій» від 02.03.1996 р. № 159 про­тягом 1997–2001 р. побудовані й працюють ВЕС потужністю 36,34 МВт. На 01.01.2003 р. ВЕС України виробили більше двох млрд кВт·год електроенергії (табл. 3.5).

Таблиця 3.5

Вітрові електростанції України (на 01.01.2002 р.)

Гідроенергетика має в Україні великі перспективи, але потребує відповідних капіталовкладень.

Кращим досягненням технології використання сонячної енергії є так званий «Сонячний дім». Це комплекс пристроїв і технічних засобів для забезпечення теплом жител та промис­лових приміщень за рахунок енергії сонячного проміння. Реалізація комплексу згаданих технологій дасть змогу заоща­джувати десятки мільйонів тонн умовного палива, необхідних для опалення, гарячого водопостачання та кондиціювання. Найпідготовленішими для практичного використання можна вважати тепличні геліосистеми та геліонадбудови житлових будинків чи котелень. В Україні побудовані й працюють понад 100 систем сонячного теплопостачання.

Таким чином, у перспективі планується більш енергійно активізувати використання таких енергоносіїв, як вітер, сонце, біомаса й течії малих та середніх річок України.

Виробництво та використання біогазу також має локальний характер унаслідок своєї сировинної специфічності. Викорис­тання енергії сонця і вітру обмежене кліматичними умовами певних регіонів і досі має низький ККП перетворення енергії за порівняно високих витрат. Європейські країни планують у 2010–2015 рр. довести використання альтернативних джерел енергії до 10–15 %, в основному для задоволення місцевих потреб.

А масштабні завдання енерговиробництва будуть ще впро­довж тривалого часу забезпечуватись традиційними методами із застосуванням органічного палива та ядерної енергії.

Галузь енергетики досить консервативна, як і вся техно­логічна діяльність промисловості, котра закладає фундамент економіки. Бажання якомога довше використовувати створені свого часу виробничі потужності й укладені в них кошти завжди стримуватиме швидкі зміни в технології.

Найвпливовішими факторами, що формують енергетичну сферу будь-якої держави, можна визначити такі:

1) наявність, доступність та обсяги ресурсів палива;

2) вартість, технологічна та економічна доцільність викорис­тання палива;

3) конкуренція між різними виробниками енергії;

4) реалізація заходів енерго- й ресурсозбереження;

5) зростаючі екологічні вимоги та ін.

Ураховуючи економічні вимоги суспільства в країнах Євро­пи та в США, енергоагрегати, які сьогодні використовують органічне паливо, доповнюються технікою та технологією з уловлювання оксидів сірки, азоту та різкого зменшення викидів вуглекислого газу. Вартість цих заходів сягає 30–50 % від вартості всієї енергоустановки.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: