• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Гибкие решения в современной ядерной энергетике

Новая ядерная энергетика движется в сторону более надежных, безопасных, безотходных и универсальных технологий. Среди наиболее перспективных — гибкие (модульные) решения, которые позволяют наращивать любую мощность и функционировать долгое время в различных энергосистемах и природных условиях; одновременно производить электроэнергию, пар (тепло) и пресную воду; добиваться более эффективного использования природного урана посредством замыкания ядерного топливного цикла. В выпуске представлены три направления перспективных исследований и разработок в ядерной энергетике, в которых Россия занимает в мире уверенные передовые позиции. Эти разработки связаны с реакторами на быстрых нейтронах, атомными опреснительными комплексами, транспортабельными и плавучими атомными теплоэлектростанциями.

Версия для печати:   

Реакторы IV поколения с замкнутым ядерным топливным циклом

Атомная энергетика не является полностью безотходной. В процессе обогащения природного урана для производства топлива, в ходе переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ) образуются радиоактивные отходы. После специальной переработки их можно повторно использовать для производства электроэнергии в реакторах IV поколения, или реакторах на быстрых нейтронах. Переход на них может способствовать общему сокращению объемов радиоактивных отходов.

Реакторы на быстрых нейтронах действуют по замкнутому, практически безотходному, циклу. В них можно «дожигать» отработанное ядерное топливо легководных реакторов, использовать разное по составу топливо, включая «смесь» различных изотопов урана и других элементов, сходных с ним по качеству — и таким образом диверсифицировать «топливную корзину».

 


 


 

Атомные опреснительные комплексы

К 2050 году около 40% жителей планеты могут проживать в районах острого водного дефицита. Спрос на воду в мире вырастет на 55%: главным образом за счет потребления в промышленности (рост до 400%), тепловой энергетике (140%) и домохозяйствах (130%). Для опреснения морской воды сейчас используют, в основном, либо дорогостоящую и энергоемкую технологию обратного осмоса, которая базируется на процессе ионической фильтрации, либо технологию, основанную на физическом процессе выпаривания, — многостадийную / многоступенчатую дистилляцию.

Решить растущую проблему водного дефицита может строительство атомных опреснительных комплексов. Их можно устанавливать на базе атомных электростанций с реактором разной мощности: большой (более 1 000 МВт), средней (300—700 МВт) и малой (до 300 Мвт).

 


 


 

Транспортабельные и плавучие АЭС

В мире есть немало труднодоступных мест, не подключенных к магистральным сетям энергоснабжения, в России, например, это районы Крайнего Севера. Для выработки тепловой и электрической энергии там используются, в основном, малая тепловая энергетика и изолированная генерация (электростанции на базе дизельных генераторов). Чтобы снизить зависимость таких территорий от непрерывных поставок топлива, запасных частей и сервисного обслуживания, альтернативным технологическим решением могут стать транспортабельные и плавучие атомные теплоэлектростанции малой и средней мощности, работающие в автономном режиме продолжительное время.

Среди наиболее перспективных и продвинутых разработок в данном направлении — ПАТЭС, или плавучая атомная теплоэлектростанция (представляет собой судно, на котором размещены пара ядерных блоков и паротурбинные установки, а также комплекс вспомогательных береговых и гидротехнических сооружений). Подобная станция позволяет одновременно производить тепловую и электрическую энергию и получать пресную воду. Техническое решение ПАТЭС предполагает гибкий мощностной ряд (12—200 МВт) и продолжительную автономную работу. Капитальный ремонт станции осуществляется на судоремонтном заводе раз в 10-12 лет, текущий ремонт и перегрузка топлива производятся прямо на судне, поочередно на каждом из блоков.


 


 
Мониторинг глобальных технологических трендов проводится Институтом статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики (issek.hse.ru) в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.

При подготовке трендлеттера использовались следующие источники: Прогноз научно-технологического развития РФ до 2030 года (prognoz2030.hse.ru), материалы научного журнала «Форсайт» (foresight-journal.hse.ru), Web of Science, Orbit, МАГАТЭ, unesco.org, un.org, www.eia.gov, iaea.org, rosatom.ru, sng-atom.com, atomicexpert.com, technologyreview.com, globalwaterintel.com, cmmarket.ru и др.

Более детальную информацию о результатах исследования можно получить в Институте статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ: issek@hse.ru, +7 (495) 621-82-74.

Над выпуском работали: Анастасия Корнилова, Илья Кузьминов, Анна Соколова, Надежда Микова, Лилия Киселева, Елена Гутарук, Карина Назаретян, Ким Воронин.

© Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2015