Последние новости
Главная / Технологии / Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

Для экономики любой страны, важнейшим фактором является надежность снабжения энергетическими ресурсами в необходимых количествах.

Если страна не обеспечена достаточным количеством энергии, то она потенциально уязвима и зависима от внешнего влияния.

По прогнозам ученых к 2030 г. потребление энергии даже при инерционном сценарии развития возрастет в 1,36, а к 2050 г. – в 1,53 раза.

Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

На одного жителя промышленно развитой страны приходится ныне от 1 до 10 кВт мощности электростанций. Этого достаточно чтобы исключить физический труд не одного десятка рабочих

Собственными энергетическими ресурсами обеспечены только две страны, входящие в членство G8: Россия и Канада. Ранее к ним относилась и Великобритания. Однако, в связи с исчерпанием собственных ресурсов нефти и газа на шельфе Северного моря она утратила этот статус.

В других странах G8 (кроме России и Канады), коэффициент самообеспеченности энергетическими ресурсами также постепенно снижается.

Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

Уровень самообеспеченности по регионам мира, %

В последние годы значительно возросла зависимость от импорта энергии у наиболее быстро развивающихся стран (Китая, Индии и др.)

При этом по данным IEA и Всемирного банка, в мире более 1,1 млрд людей живут в условиях нехватки доступа к электричеству – это 14% мирового населения! Также 2,6 млрд вынуждены до сих пор разводить огонь для приготовления пищи и отопления.

Согласно предварительной оценке, к 2030 году картина изменится незначительно: 1 млрд человек все еще будет нуждаться в доступе к электроэнергии.

Большие и малые страны находятся в постоянном поиске дополнительных независимых и альтернативных источников энергоресурсов

Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

Потребление энергии в странах мира, трлн кВт-ч Источник: МЭА

Снижения выброса СО2 и структурные изменения в мировом топливно-энергетическом балансе

По данным Международного энергетического агентства (МЭА) потребление энергии в мире увеличилось за 2018 год на 2,3%, что привело к увеличению выбросов CO2 на 1,7%, до очередного максимума в 33 гигатонны.

При сгорании топлива образуются токсичные для живых организмов продукты. Это, прежде всего, тяжелые металлы, а также оксиды азота и серы, которые попадают в виде кислотных дождей в почву и водоемы. Растения и животные в таких условиях угнетаются либо погибают или же, став пищей для человека, отравляют его организм.

Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

Выбросы, образующиеся при сгорании ископаемого топлива (уголь, природный газ), влияют на величину парникового эффекта, который приводит к катастрофическому и необратимому изменению климата на планете.

Очевидна тенденция уменьшения использования ископаемого топлива для получения электрической энергии – с 74,5% в 1973 году до 66,9% в 2019. Такое изменение произошло за счет стремительного прорыва в атомной энергетике (рост от 3.3% в 1973 году до 14.8 % в 2003 году) и использовании новых возобновляемых источников энергии (НВИЭ) – Солнца, ветра, биомассы.

Атомная энергетика: источник энергии и сокращения выбросов

В 2011 году было проведено исследование суммарного количества выбросов (СКВ) парниковых газов для различных генераторов энергии (CAE, 2015). Исследование показало, что в общем количестве выбросов парниковых газов доля ядерной энергетической цепочка составляет лишь около 1% от угольной цепочки и меньше, чем у ветровой и солнечной энергетики.

Оказалось, что для ядерно-энергетической цепочки суммарное количество выбросов CO2 составляет 6,2 г (кВт)-1 (выбросы CO2 на кВт·ч), включая добычу урана, конверсию урана, обогащение урана, а также строительство и эксплуатацию АЭС. Учитывая полный ядерный топливный цикл (включая переработку отработавшего топлива и захоронение отходов), общие выбросы парниковых газов CO2 от ядерного топливного цикла составляют 11,9 г (кВт · ч)-1 .

Было установлено, что для угольной энергетической цепочки суммарное количества выбросов достигает 1072,4 г(кВт·ч)-1 (добыча угля, угольные транспортные перевозки, строительство, эксплуатация и вывод из эксплуатации угольных электростанций, передача и распределение электроэнергии)

Суммарные выбросы CO2 для гидроэнергетической цепочки, ветровой и солнечной энергии составляют 0,81–12,8 г (кВт ч)-1, 15,9–18,6 г (кВт ч)-1 и 56,3–89,9 г (кВт ч)-1, соответственно.

Получается, что ядерная энергетика является источником стабильной и чистой энергии с высокой надежностью поставок и при этом играет незаменимую роль в обеспечении энергетической безопасности, сокращении выбросов CO2 и достижении «зеленого» низкоуглеродного развития.

На примере Китая можно утверждать, что ядерная энергетика станет важной опорой будущей устойчивой энергетической системы страны. Китай планирует достичь в 2020 году 58 ГВт в эксплуатации. К 2030 году в Китае будет построено 50 ГВт мощностей АЭС. Это означает, что в год будет строиться 6–8 энергоблоков. Для сравнения: на протяжении всей истории развития ядерной энергетики США ежегодно строили 6–8 энергоблоков атомных электростанций на пике развития ядерной энергетики.

Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

Прогнозы мощности АЭС в мире до 2030 г. (http://nuclphys.sinp.msu.ru/ecology/ecol/ecol05.htm)

Реактор БН-800. Новые подходы к хранению и переработке отработанного топлива АЭС

Новые технологии позволяют получить больше энергии на единицу массы топлива, обеспечивая эффективное и безопасное производство ядерного топлива и энергии.

Примером является промышленный реактор БН-800. В ближайшее время впервые в истории российской атомной энергетики реактор будет полностью загружен мокс-топливом, которое позволит перейти к замкнутому ядерному топливному циклу: несколько лет топливо будет находиться в реакторе, потом отстаиваться, а потом рефабрикация и снова в реактор.

Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

Реактор БН-800 4-го энергоблока Белоярской АЭС, самый мощный реактор на быстрых нейтронах

Таким образом появилась возможность создать двухкомпонентную атомную энергетику с одновременной работой реакторов на быстрых и на тепловых нейтронах путем формирования замкнутого ядерно-топливного цикла. Для окончательной отладки потребуется еще около 10 лет. Подобные разработки выполняются впервые в мире, и никто так далеко не продвинулся в быстрых ядерных технологиях, как россияне.

Эти разработки позволяют значительно расширить топливную базу атомной энергетики, задействовать изотоп урана-238, обеспечить повторное использование отработавшего ядерного топлива и значительно уменьшить количество радиоактивных отходов. Это дает надежду на возможность увеличения доли атомной энергетики и возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в структуре мирового производства электроэнергии.

Атомная энергия. Сгладить недостатки «Зеленого квадрата»

Огромным преимуществом атомных станций является их способность генерировать колоссальное количество энергии.

Не стоит забывать, что возобновляемые источники энергии (ВИЭ) имеют пять свойств, которые отличают их от традиционных форм производства электроэнергии:

  1. их максимальная мощность колеблется в зависимости от наличия ветра и солнечного света в реальном времени;
  2. такие колебания можно точно предсказать всего за несколько часов или дней;
  3. электростанции на ВИЭ не синхронизированы и используют устройства, известные как преобразователи мощности, для подключения к сети;
  4. они модульные;
  5. в отличие от ископаемого или ядерного топлива, ветер и солнечный свет невозможно перенести, т.е. ресурсы часто находятся на расстоянии от центров нагрузки.

(Обзор мировой энергетики WEO2016)

Для сглаживания недостатков ВИЭ в сети должны быть мощные стабильные источники электрической энергии, производящими энергию круглосуточно при базовой нагрузке и для этих целей по заданным критериям лучше всего подходят атомные станции.

Согласно прогнозам ученых, получение электроэнергии на АЭС к 2030 г. возрастет до 3345 млрд кВт•ч (9,9% от общего количества электроэнергии), если сравнивать с 2558 млрд кВт•ч в 2009 г. (13,4%), а к 2050 г. – 3925 млрд кВт•ч (9,7%).

Таким образом рост атомной энергетики в целях повышения уровня энергетической безопасности стран будет стабильным и может сдерживаться только производственными либо технологическими проблемами отрасли.

Благодарим Госкорпорацию «Росатом» за помощь в подготовке материала.

Еще больше об атомной промышленности на www.atom75.ru

Атомная энергетика и энергетическое будущее человечества

Смотрите также

СВЧ-радиолокаторы для БПЛА и вертолётов

СВЧ-радиолокаторы для БПЛА и вертолётов

Перспективная аппаратура обеспечит безопасную посадку беспилотников при неблагоприятных метеоусловиях.

В структурах Госкорпорации Ростех инициировали разработку радиолокационной аппаратуры нового типа. Перспективные комплексы будут работать на основе микроволнового (СВЧ) излучения, что позволит сделать её компактней существующих оптических систем. Благодаря этому новые радиолокаторы смогут использоваться в беспилотных аппаратах и компактных вертолётах.

Представители научно-производственного предприятия «Салют» (холдинг «Росэлектроника») заключили соглашение с Национальным центром вертолётостроения имени М.Л. Миля и Н.И. Камова (входит в холдинг «Вертолёты России») о взаимодействии в области разработки новых радиолокационных систем.

СВЧ-радиолокаторы для БПЛА и вертолётов

СВЧ-радиолокаторы позволят беспилотным вертолётам осуществлять посадку в неблагоприятных метеоусловиях.Фото: vpk.name

В основе перспективных комплексов будет лежать сверхвысокочастотное (микроволновое) излучение, которое позволит анализировать окружающую среду – несмотря на оптические помехи, обусловленные сложными метеоусловиями. Кроме того, СВЧ-радиолокаторы смогут обнаружить угрозы там, где оптические системы будут неэффективными.

Представители НПП «Салют» отметили, что СВЧ-системы будут дешевле оптических комплексов, которые применяются на современных вертолётах. При этом, перспективная радиолокационная аппаратура может стать компактней. Благодаря нестандартной схемотехнике, и новым методам цифровой обработки сигналов, СВЧ-радиолокаторы смогут использоваться в лёгких вертолётах, и беспилотниках холдинга «Вертолёты России».

СВЧ-радиолокаторы для БПЛА и вертолётов

Перспективная аппаратура обеспечит безопасную посадку беспилотников при неблагоприятных метеоусловиях.

В структурах Госкорпорации Ростех инициировали разработку радиолокационной аппаратуры нового типа. Перспективные комплексы будут работать на основе микроволнового (СВЧ) излучения, что позволит сделать её компактней существующих оптических систем. Благодаря этому новые радиолокаторы смогут использоваться в беспилотных аппаратах и компактных вертолётах.

Представители научно-производственного предприятия «Салют» (холдинг «Росэлектроника») заключили соглашение с Национальным центром вертолётостроения имени М.Л. Миля и Н.И. Камова (входит в холдинг «Вертолёты России») о взаимодействии в области разработки новых радиолокационных систем.

СВЧ-радиолокаторы для БПЛА и вертолётов

СВЧ-радиолокаторы позволят беспилотным вертолётам осуществлять посадку в неблагоприятных метеоусловиях.Фото: vpk.name

В основе перспективных комплексов будет лежать сверхвысокочастотное (микроволновое) излучение, которое позволит анализировать окружающую среду – несмотря на оптические помехи, обусловленные сложными метеоусловиями. Кроме того, СВЧ-радиолокаторы смогут обнаружить угрозы там, где оптические системы будут неэффективными.

Представители НПП «Салют» отметили, что СВЧ-системы будут дешевле оптических комплексов, которые применяются на современных вертолётах. При этом, перспективная радиолокационная аппаратура может стать компактней. Благодаря нестандартной схемотехнике, и новым методам цифровой обработки сигналов, СВЧ-радиолокаторы смогут использоваться в лёгких вертолётах, и беспилотниках холдинга «Вертолёты России».

Игроки полупроводникового сектора. Как Китай ценные кадры переманивает

Игроки полупроводникового сектора. Как Китай ценные кадры переманивает

Тайваньская компания TSMC, по некоторым данным, недавно лишилась сотни инженеров, которые нашли работу в Китае на более выгодных условиях.

За одну прошедшую неделю Китай переманил к себе более сотни ключевых специалистов TSMC.

TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)—тайваньскаякомпания, занимающаяся изучением и производствомполупроводниковых изделий. TSMC разработала большое количество перспективных технологий,производственных процессов, средств проектирования и стандартныхархитектур.

Игроки полупроводникового сектора. Как Китай ценные кадры переманивает

Охотниками за ценными кадрами TSMC, как поясняет Nikkei Asian Review, оказались две китайские компании: Quanxin Integrated Circuit Manufacturing (QXIC) и Wuhan Hongxin Semiconductor Manufacturing Co (HSMC), а также их многочисленные дочерние и смежные структуры. Поступившие с Тайваня специалисты были примерно в равных долях распределены между двумя компаниями. HSMC была основана в 2017 году, а QXIC и вовсе появилась только в 2019 году. Первая из компаний, как сообщает источник, предложила выходцам из TSMC в два с половиной раза больше, чем они получали на Тайване.

Игроки полупроводникового сектора. Как Китай ценные кадры переманивает

Если процесс переманивания продолжится, и к зиме TSMC уже лишится половины своих инженеров, которые начнут работать в китайской SMIC? Что будет с акциями TSMC? Что будет с бюджетом TSMC? Сможет ли она существенно повысить зарплаты оставшемуся персоналу достаточно, чтобы противостоять полутора триллионам долларов, которые готов предложить этим инженерам Китай?

А убедить этих инженеров остаться в TSMC на вдесятеро меньшей зарплате (и возможностях) чем то, что может предложить Китай — не получится.

Игроки полупроводникового сектора. Как Китай ценные кадры переманивает

Что будут делать сотни ключевых западных компаний типа Apple, AMD, Intel, Qualcom, если в начале 2021 они придя на Тайвань за очередной партией чипов, увидят там лишь безлюдные корпуса фабрик, и ни одного человека который бы знал как с ними обращаться?

HSMC собирается построить за $18,4 млрд предприятие по производству 14-нм процессоров к 2022 году, а в перспективе рассчитывает освоить и 7-нм техпроцесс. В финансировании компания опирается на муниципальные власти Уханя и строительную компанию с юга Китая. Бывший операционный директор TSMC Чан Шан И (Chiang Shang-yi) занимает в HSMC пост генерального директора, поэтому выбор направления для привлечения ценных кадров этой компанией не вызывает удивления.

TSMC на запрос Nikkei ответила, что ежегодно штат компании покидают не более 5 % сотрудников, и она старается создать для персонала комфортные условия для работы и карьерного роста. Из неофициальных источников стало известно, что TSMC запретила поставщикам оборудования делиться с китайскими компаниями технологическими решениями, разработанными по её заказу. По мнению аналитиков Gartner, «воспитание» квалифицированных кадров в полупроводниковой отрасли занимает годы, и простое переманивание специалистов со стороны не может обеспечить моментального эффекта. Проблема китайской отрасли заключается в том, что на местном рынке присутствует много конкурирующих компаний, которые одновременно хватаются за большое количество проектов, распыляя ресурсы не самым эффективным образом.

Игроки полупроводникового сектора. Как Китай ценные кадры переманивает

Тайваньская компания TSMC, по некоторым данным, недавно лишилась сотни инженеров, которые нашли работу в Китае на более выгодных условиях.

За одну прошедшую неделю Китай переманил к себе более сотни ключевых специалистов TSMC.

TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)—тайваньскаякомпания, занимающаяся изучением и производствомполупроводниковых изделий. TSMC разработала большое количество перспективных технологий,производственных процессов, средств проектирования и стандартныхархитектур.

Игроки полупроводникового сектора. Как Китай ценные кадры переманивает

Охотниками за ценными кадрами TSMC, как поясняет Nikkei Asian Review, оказались две китайские компании: Quanxin Integrated Circuit Manufacturing (QXIC) и Wuhan Hongxin Semiconductor Manufacturing Co (HSMC), а также их многочисленные дочерние и смежные структуры. Поступившие с Тайваня специалисты были примерно в равных долях распределены между двумя компаниями. HSMC была основана в 2017 году, а QXIC и вовсе появилась только в 2019 году. Первая из компаний, как сообщает источник, предложила выходцам из TSMC в два с половиной раза больше, чем они получали на Тайване.

Игроки полупроводникового сектора. Как Китай ценные кадры переманивает

Если процесс переманивания продолжится, и к зиме TSMC уже лишится половины своих инженеров, которые начнут работать в китайской SMIC? Что будет с акциями TSMC? Что будет с бюджетом TSMC? Сможет ли она существенно повысить зарплаты оставшемуся персоналу достаточно, чтобы противостоять полутора триллионам долларов, которые готов предложить этим инженерам Китай?

А убедить этих инженеров остаться в TSMC на вдесятеро меньшей зарплате (и возможностях) чем то, что может предложить Китай — не получится.

Игроки полупроводникового сектора. Как Китай ценные кадры переманивает

Что будут делать сотни ключевых западных компаний типа Apple, AMD, Intel, Qualcom, если в начале 2021 они придя на Тайвань за очередной партией чипов, увидят там лишь безлюдные корпуса фабрик, и ни одного человека который бы знал как с ними обращаться?

HSMC собирается построить за $18,4 млрд предприятие по производству 14-нм процессоров к 2022 году, а в перспективе рассчитывает освоить и 7-нм техпроцесс. В финансировании компания опирается на муниципальные власти Уханя и строительную компанию с юга Китая. Бывший операционный директор TSMC Чан Шан И (Chiang Shang-yi) занимает в HSMC пост генерального директора, поэтому выбор направления для привлечения ценных кадров этой компанией не вызывает удивления.

TSMC на запрос Nikkei ответила, что ежегодно штат компании покидают не более 5 % сотрудников, и она старается создать для персонала комфортные условия для работы и карьерного роста. Из неофициальных источников стало известно, что TSMC запретила поставщикам оборудования делиться с китайскими компаниями технологическими решениями, разработанными по её заказу. По мнению аналитиков Gartner, «воспитание» квалифицированных кадров в полупроводниковой отрасли занимает годы, и простое переманивание специалистов со стороны не может обеспечить моментального эффекта. Проблема китайской отрасли заключается в том, что на местном рынке присутствует много конкурирующих компаний, которые одновременно хватаются за большое количество проектов, распыляя ресурсы не самым эффективным образом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *