География атомной энергетики

При исследовании атомной энергетики мира целесообразно опереться на таксонирование (процесс членения изучаемой территории на иерархически соподчиненные таксоны), то есть для решения поставленной задачи — изучить только один и трех иерархических классов территориальных таксономических систем — макроуровень и оценить территориальные особенности и тенденции развития атомной энергетики в глобальном масштабе. Такой подход позволяет выявить диспропорции или соответствия цепочек производства в атомоэнергопромышленных циклах мира, используя рассмотрение атомной энергетики на мировом уровне, выявление глобальных особенностей и тенденций развития данной отрасли с использованием метода энергопроизводственных циклов (ЭПЦ). В отличие от других ЭПЦ, атомоэнергопромышленный цикл имеет автономный характер и поэтому следует рассматривать всю цепочку производства — от запасов урановой руды и добычи сырья до получения конечной продукции (производство теплои электроэнергии) и утилизации отходов производства (радиоактивные отходы). Ядерная энергетика функционирует по открытому и замкнутому циклу (с включением переработки отработанного ядерного топлива на радиохимических заводах).

Существование любой отрасли энергетики и атомной в том числе, невозможно без сырьевой базы. Для данной отрасли сырьевой базой являются руды урана, на основе которых изготавливаются сначала тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы), а из них — тепловыделяющие сборки (ТВС), собственно топливный элемент ядерного реактора.

Анализируя рис. 1,4 и 5 можно сделать вывод о безусловном лидерстве Казахстана в этой направлении, за ним идет Канада, затем Австралия. На долю первой тройки приходится 64% мировой добычи, что делает эти страны определяющими темпы развития атомной энергетики. «В общей динамике можно отследить изменения: за период 2001;2003 года происходило снижение объемов добычи урана в мире; с 2003 наблюдается скачок в добычи руд и за 2 года она достигла первого пика; после этого объемы добычи немного снижаются, однако, начиная с 2006 года, объемы добычи продолжают увеличиваться. В 2009 году было добыто около 50 тыс. тонн урана"[1, 8].

Однако по суммарным запасам, как континент лидирует Евразия — 1,8 млн. т. В Америке сосредоточенно всего лишь 0,9 млн. т., в Африке — 0,8 млн. т. Первую пятерку формируют страны, в которых запасы урана превышают 400 тыс. тонн, а десятку — страны с запасами более 170 тыс. тонн, причем на долю первых пяти стран приходится 66,4% мировых запасов. Доля же первой десятки — 88,9%, что позволяет утверждать о том, что запасы урана размещены крайне неравномерно и концентрируются в небольшой группе стран, в которой по количеству членов преобладают страны Африки. На долю оставшихся шести стран приходится всего лишь 11.1%. Доля континентов в общемировых запасах составляет соответственно: Австралия — 31%, Евразия — 32,6%, Африка — 15,8%, Америка — 18%. На долю остальных стран приходится 2,8%. Из этих подсчетов получается, что в процентном соотношении, так же как и по суммарным запасам, лидирует Евразия. [].

Но, несмотря на довольно значительные запасы урановых руд, добывается их не так много по сравнению с имеющимся количеством. Месторождений по всему миру немного из-за того что уран, несмотря на широкое распространение в природе содержится в породах в очень небольшом количестве (кларк урана составляет всего лишь 0,0003%). Основными месторождениями являются страны СНГ: в России — Забайкалье, в Казахстане — Мойынкум, в Узбекистане — Навои, на Украине в районе города Желтые Воды расположены три шахты: Ингульская, Смолинская, Новоконстантиновская (строится); за рубежом крупнейшими рудниками являются: Маклин-Лейк, МакАртур-Ривер и Раббит-Лейк в Канаде, Рейнджер и Олимпик-Дам в Австралии, Рёссингв Намибии, Акута в Нигере.

В настоящее время считают экономически целесообразным перерабатывать руды с содержанием оксида урана 0,05−0,07%. Все шире внедряется комплексная переработка урановых руд.

В 2005 на подземные рудники приходилось 38% массы добытого урана, на карьеры — 30%, способом подземного выщелачивания добывалось 21%, еще 11% - как побочный продукт при разработке других месторождений.

Закономерности размещения таковы, что большинство стран-лидеров находятся в северном полушарии. Однако, несмотря на то, что именно там добывается наибольшее количество урановых руд, богатейшие месторождения находятся в Австралии.

Особенностями размещения предприятий атомной промышленности является то, что они могут находиться в отдалённых районах и не зависят от местоположения источников топлива, так как они используют уран, который имеет большое удельное содержание энергии. Но атомные реакторы нельзя располагать вблизи густонаселённых районов в связи с опасностью аварии. А также есть недостатки, связанные со сложностью строительства и эксплуатации, а также с трудностями связанными с переработкой и захоронением ядерных отходов, демонтажем ядерных установок АЭС (через 25−30 лет их работы).

В настоящее время атомная энергетика сохраняет свои позиции как один из основных мировых источников энергии. На ядерную энергию приходится — 6,8% мирового топливно-энергетического баланса и — 17% производимой электроэнергии.

Прогнозируется рост мощностей АЭС, прежде всего в странах Азии и Азиатско-тихоокеанского региона (Китай, Южная Корея, Индия, Япония), а также некоторых стран Восточной Европы (Чешская Республика, Словацкая Республика) и ряда стран, входящих в Содружество Независимых Государств (Россия, Украина, Казахстан). У целого ряда стран есть намерение вступить в «ядерный энергетический клуб» (Турция, Иран, Индонезия, Вьетнам). Однако по современным прогнозам МАГАТЭ, даже при осуществлении этих намерений общемировая доля ядерной электроэнергии в электропроизводстве в ближайшие 20−25 лет снизится до 12−15%.

Долгосрочные прогнозы мировой атомной энергетики весьма противоречивы, что отражает и отношение к ней общества, и неблагоприятную для нее конъюнктуру, и настроения в самом ядерном сообществе после неудавшейся попытки решить все ее проблемы с ходу.

По результатам прогнозных оценок Института систем энергетики им. Л. А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН общий вклад атомной энергетики в мировой энергетический баланс может возрасти к 2100 г. до 30%.

Международное Энергетическое Агентство (IEA/OECD 1998) прогнозирует к 2020 г. снижение доли атомной энергетики в производстве электричества до -10% при сохранении общей установленной мощности атомных энергоблоков на сегодняшнем уровне.

Министерство энергетики США (EIA/DOE 1999) в качестве наиболее вероятного сценария рассматривает снижение к 2020 г. установленной мощности атомных энергоблоков на 10% в мире и на 25% в развитых странах.

Прогнозы 1999 г. Института энергетических исследований РАН указывают на возможность роста производства электроэнергии АЭС России до 330 млрд. кВт· ч в 2020 г.

Самые сдержанные прогнозы говорят о том, что в перспективе 2030 г. на планете будет эксплуатироваться до 500 энергоблоков. Исследовательские реакторы есть в 56 странах мира.

Самая «ядерная» страна сегодня — Франция: 74% ее энергетики обеспечивается за счет расщепления атома. Франция ведет активную политику в сфере развития ядерных технологий.

Мировой рынок ядерного топлива имеет два измерения: региональное и по типам реакторов. Самыми большими региональными сегментами рынка ядерного топлива являются Северная Америка (США, Канада, Мексика) и Западная Европа (Бельгия, Финляндия, Франция, Германия, Нидерланды, Испания, Швеция, Швейцария, Великобритания). На этих рынках эксплуатируется 126 и 128 реакторов соответственно. В перспективе крупнейшим региональным сегментом может стать Азиатский регион (Индия, Китай, Япония, Пакистан, Южная Корея, Тайвань), где уже эксплуатируется 116 реакторов, число которых к 2030 г. может удвоиться, принимая во внимание амбициозные планы по развитию атомной генерации в Китае, Индии и Корее.

В странах СНГ и Восточной Европы (Россия, Армения, Болгария, Чехия, Венгрия, Румыния, Словакия, Словения, Украина) на конец 2010 г. насчитывалось 66 действующих реакторов.