Реферат: Прогнози І реалії альтернативна енергетика як один із оптимальних варіантів вирішення

АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА: ПРОГНОЗИ І РЕАЛІЇ

Альтернативна енергетика як один із оптимальних варіантів вирішення

енергетичної та екологічної кризи


У другій половині 40-х рр., ще до закінчення робіт зі створення першої радянської атомної бомби (її випробування відбулося 29 серпня 1949 року), радянські вчені розпочали розробку перших проектів мирного використання атомної енергії, генеральним напрямом якого відразу ж стала електроенергетика.

А все почалося в 1948 р., коли за пропозицією академіка І. В. Курчатова почалися перші роботи з практичного застосування енергії атома для отримання електроенергії. У травні 1950 року поблизу міста Обнінська Калузької області розпочалися роботи з будівництва першої у світі АЕС. Було споруджено один атомний енергоблок на першій у світі атомній електростанції потужністю всього 5 МВт. Це було тільки початком подальшого ланцюжка трагічних подій і наслідків.

Чи небезпечна ядерна енергетика? Цим питанням особливо часто стали задаватися останнім часом, особливо після аварій на атомних електростанціях Тримайл-Айленд, Чорнобильській, японській "Фукусіма Дайчи". У світі щорічно відбувається кілька десятків радіаційних аварій на АЕС.

Перша велика радіаційна катастрофа сталася в Челябінській області на ядерному комбінаті «Маяк» 29 вересня 1957 року. Викид радіації при аварії 1957 оцінюється в 20 мільйонів кюрі. Викид Чорнобиля - 50 мільйонів кюрі. Джерела радіації були різні: в Чорнобилі - ядерний енергетичний реактор, на «Маяку» - ємності з радіоактивними відходами. Але наслідки цих двох катастроф схожі - сотні тисяч людей, які зазнали впливу радіації, десятки тисяч квадратних кілометрів зараженої території, страждання екологічних біженців, героїзм ліквідаторів. Про аварію 1957 року говорили менше і рідше, ніж про Чорнобильську катастрофу. Довгий час аварія була засекречена, та й сталася вона за 29 років до Чорнобиля, 54 роки тому. Але забувати про неї не можна. Хворіють і гинуть ліквідатори, наслідки тієї аварії і тепер позначаються на здоров'ї їхніх дітей і онуків. Усе ще небезпечний Східно-Уральський радіоактивний слід. Ще не всі жителі переселені із заражених територій. І головне - комбінат «Маяк» продовжує працювати, приймати відходи з атомних електростанцій, скидати відходи в навколишнє середовище. Якщо б не сталося Чорнобильської катастрофи, люди ніколи б не дізналися, що в центрі Росії, у підніжжя Уральських гір, там, де Європа зустрічається з Азією, вже була раніше аварія, аналогічна за масштабами Чорнобильській. Місце, де сталася ця перша велика ядерна катастрофа, довгий час було засекречене, у нього не було офіційної назви. Обмеженому колу людей воно було відоме під назвою «Челябінськ-65». На ядерному заводі «Маяк» сталася страшна радіаційна катастрофа, ще задовго до того, як було вирішено застосовувати атомну енергію для виробництва електроенергії. Її жахлива руйнівна сила була використана для виробництва ядерної зброї - зброї, яка може знищити життя на Землі. І перш, ніж Радянський Союз зробив свою першу атомну бомбу, на Уралі був побудований завод, щоб зробити для неї начинку. Це був завод «Маяк». У процесі виготовлення матеріалів для атомної бомби не дбали про навколишнє середовище і здоров'я людей. Важливо було виконати завдання. Щоб отримати заряд для атомної бомби, довелося не тільки запустити військові ядерні реактори, а й створити складне хімічне виробництво, в результаті роботи якого отримували уран, плутоній, величезну кількість твердих і рідких радіоактивних відходів. У цих відходах містилася велика кількість залишків урану, стронцію, цезію та плутонію. Радіоактивні відходи зливали просто в річку, на якій стоїть завод. Потім, коли в селах на берегах річки стали хворіти і вмирати люди, вирішили виливати у річку тільки низькоактивні відходи. Середньоактивні відходи стали зливати в найближче озеро. Високоактивні відходи стали зберігати в підземних бетонних сховищах.

А потім були: у США АЕС "Енріко Фермі" (аварія в системі охолодження ядерного реактора 5 жовтня 1966 р., яка призвела до часткового розплавлення активної зони); у Франції АЕС "Сант-Лоурен" (17 жовтня 1969 р. 50 кг розплавленого палива потрапило всередину корпусу реактора, стався викид радіоактивних продуктів у навколишнє середовище); в США АЕС "Брауні Феррі" (пожежа 20 березня 1975 р. на двох реакторах); у Чехословаччині АЕС "Богуніце" в 1976 р., аварія пов'язана з перевантаженням палива); СРСР / Росія, Белоярська АЕС 1978 р. (пожежа на другому енергоблоці, загинуло 8 осіб); СРСР / Росія, Ленінградська АЕС, 1975 р. (аварія з викидом великої кількості радіоактивних речовин, пошкоджений реактор) ... Таких сумних прикладів за роки існування атомної енергетики накопичилося кілька десятків. Страшні, трагічні віхи в історії всього людства.

Зараз світовими лідерами у виробництві ядерної електроенергії є: США (836 630 000 000 кВт • год / рік), Франція (439 730 000 000 кВт • год / рік), Японія (263 830 000 000 кВт • год / рік), Росія ( 160 040 000 000 кВт • год / рік), Корея (142 940 000 000 кВт • год / рік) і Німеччина (140 530 000 000 кВт • год / рік). У світі діє 441 енергетичний ядерний реактор загальною потужністю 374,692 ГВт. Останні події в Японії змушують задуматися про те, наскільки ця «дешева» й «екологічно чиста» електроенергія безпечна для навколишнього середовища. Плани зведення нових атомних реакторів на території України можуть бути переглянуті, а проекти по збірці касет із паливом для реакторів згорнуті.

Атомна енергія була б найбільш перспективною, якщо були б відомі рентабельні способи переробки радіоактивних відходів і якщо б існувала абсолютно безвідмовна техніка. Способи поховання відходів (наприклад, у підземних сховищах), які застосовуються сьогодні, не можуть гарантувати того, що відходи в доступному для огляду майбутньому не отруять навколишнє середовище, і при цьому навіть такі сховища настільки дорогі, що як альтернатива розглядається поховання радіоактивних відходів на навколоземній орбіті, а це - величезна вартість доставки їх у космос. Неминучі відмови техніки внаслідок людських помилок, як у Чорнобилі, або внаслідок природних катастроф, як у Фукусіма, призводять до людських жертв і гігантських фінансових витрат.

Головний недолік АЕС - важкі наслідки аварій.

Серйозною проблемою для АЕС є їх ліквідація після вироблення ресурсу, за оцінками вона може скласти до 20% від вартості їхнього будівництва.

Відразу після японських подій у Верховній Раді з'явився законопроект про денонсацію угоди з Росією про фінансування і будівництво реакторів. Автор проекту, депутат В'ячеслав Кириленко мотивує свою ініціативу тим, що події в Японії "стали ще одним доказом небезпеки, яку несуть атомні станції". Після аварії на японській АЕС українці стривожилися – чи не дійде до нас радіація. Офіційно японська влада продовжує заявляти, що вітер несе радіоактивні частинки у східному напрямку в бік Тихого океану. У світі виникли побоювання, що радіоактивні речовини від "Фукусіма-1" долетять до багатьох країн. Є великі підозри, що влада Японії говорить не всю правду. Вони кажуть, що все нормально, а з незалежних джерел була інформація, що стався новий вибух і дві пожежі. Є знімки з космосу, які свідчать про те, що захисна оболонка одного з реакторів порушена і виходить радіація.

Те, що був евакуйований персонал АЕС, свідчить, що вони не можуть контролювати ситуацію на станції. Тому дуже велике питання, скільки насправді радіоактивних речовин потрапило в атмосферу. Ці відходи можуть потрапити до нас і з повітряними масами, і з дощовими хмарами. А далі - радіоактивний дощ в Україні.

Щоб знешкодити українські атомні енергоблоки, термін експлуатації яких підійшов до кінця, не вистачить навіть тих коштів, які заробляють самі атомні електростанції, Тому, економічної доцільності у використанні АЕС в Україні, а тим більше у продовженні термінів експлуатації ядерних енергоблоків немає.

По всій імовірності, прихильники атомної енергетики вважають, що масовий психоз вляжеться приблизно за кілька років, і всі розвинені країни знову повернуться до розробки своїх проектів у цій галузі. Ймовірно, це будуть нові стандарти безпеки, нові вимоги, але ніхто не застрахований від нових українських Чорнобилів, американської Тримайл-Айленду, японської "Фукусіма Дайчи".

Сьогодні атомна енергетика в будь-якій країні не в змозі переробити і захоронити ядерні відходи без шкоди для навколишнього середовища. Якщо змусити атомні електростанції платити за ту шкоду, якої вони завдають людям і природі, або за те, щоб якісно ховати відходи, то атомна енергетика стане економічно абсолютно невиправданою. Кращим виходом із ситуації може бути тільки поступове виведення з експлуатації всіх небезпечних об'єктів атомної енергетики та спрямування коштів, які витрачалися на їх підтримку, на розвиток альтернативних джерел енергії.

Енергетична стратегія України передбачає введення в експлуатацію протягом 2015-2030 років дев'яти нових атомних реакторів. А необхідно скоротити будівництво нових блоків атомних електростанцій і переглянути енергетичну стратегію України.

Вже сьогодні по всьому світу прокотилася хвиля заяв про призупинення або перегляд ядерних програм. У Німеччині уряд призупинив на три місяці експлуатацію всіх АЕС, яким більше 40 років. Про намір згорнути будівництво атомних електростанцій заявив Таїланд. Там планувалося запустити п'ять нових реакторів, у тому числі за японськими проектами.

Ядерні програми призупинили Швейцарія, Венесуела, аналогічні заклики звучать у Бразилії. Франції. Деякі країни Старого Світу закликали Білорусію відмовитися від планів будівництва першої АЕС.

Нарівні з цим, не слід забувати, що наслідки Чорнобильської аварії жахливі і зараз, після 25 років після аварії. Близько 600 тисяч людей зазнали великих доз опромінення. Багато радіоактивних речовин, викинутих із реактора, все ще знаходяться в навколишньому середовищі, переносяться водою, вітром і все ще небезпечні для нас. Величезними є витрати на боротьбу з наслідками аварії. Основне навантаження несуть три країни - Білорусь, Україна і Росія. Якщо б ці гроші були спрямовані на будівництво менш небезпечних електростанцій, наприклад, сонячних, вітрових, ми давно б змогли відмовитися від невиправдано високих ризиків, пов'язаних із роботою атомних електростанцій. Від Чорнобиля постраждав увесь світ. І багато поколінь у майбутньому, так як і ми зараз, будуть змушені боротися з наслідками тієї аварії. Наслідки Чорнобиля глобальні і вічні. Глобальні, тому що радіоактивні речовини з реактора, що вибухнув, були рознесені потоками повітря по всій планеті. Немає місця, де після квітня 1986 року не було б зазначено підвищення рівня радіації. Вічні, тому що термін життя деяких із радіоактивних забруднювачів - тисячі років. Наприклад, період напіврозпаду плутонію - 24 тисячі років - це більше, ніж час, що минув від зародження цивілізації до наших днів. А повністю безпечним плутоній стане через 240 тисяч років. Людині не дано уявити такі проміжки часу, важко уявити, що 10 тисяч поколінь землян будуть відчувати на собі згубний подих Чорнобиля. Головний урок трагедії в тому, що не можна покладатися на техніку, якою б надійною вона не здавалася. Сліпа віра в безпеку «мирного атома» призвела до катастрофи. Якщо б не герої, які віддали свої життя для приборкання атомного монстра, наслідки були б набагато страшнішими.

Адже радіоактивне забруднення великих територій при руйнуванні ядерних реакторів у результаті великих аварій, стихійних лих, воєнних дій, терористичних актів надзвичайно небезпечне. При роботі АЕС відбувається накопичення плутонію, який використовується для створення ядерної зброї; отже, країни, де діють атомні станції, можуть бути розповсюджувачами ядерної зброї, що загрожує світу небезпекою її застосування. А ще радіоактивне забруднення навколишнього середовища неминуче виникає через необхідність поховання ядерних відходів.

Приборкання енергії ядра стало справжнім проривом у сфері енергетики та дамокловим мечем над головою мешканців усієї планети на ім'я ЗЕМЛЯ.

У результаті Чорнобильської катастрофи з реактора було викинуто 3,5% (77 кг) активної речовини, але при цьому довгоживучі радіонукліди в одній тільки Білорусії забруднили понад 40 тис. км2 (п'яту частину республіки), що викликало безліч бід для населення: близько 116 тис. осіб довелося евакуювати, і вони втратили свої рідні домівки; 600 тис. отримали підвищені дози опромінення, які завдали шкоди їх здоров'ю; мільйони живуть під страхом радіаційних наслідків. Особливість радіоактивного забруднення - залучення радіонуклідів у біологічний цикл через їжу і дихання, що навіть при малих дозах призводить до великої захворюваності мешканців забруднених районів.

Радіоактивні речовини в будь-якому стані, в будь-яких умовах випускають смертоносні промені - радіацію. Радіація згубна для всього живого. Радіація непомітна. Людина не може її побачити, відчути. Можна перебувати в небезпечній близькості від джерела радіації і нічого не відчувати. Важка хвороба і смерть можуть настати лише через деякий час. А в якості відходів утворюється величезна кількість нових, набагато більш небезпечних радіоактивних елементів: радіоактивних ізотопів йоду, водню. Переробка та захоронення цих відходів - складний, небезпечний і дорогий процес. Аварії на атомних електростанціях мають найважчі наслідки в порівнянні з аваріями на електростанціях інших типів.

Про доцільність закриття відпрацьованих реакторів говорить світовий досвід: на кінець 2010 року в світі було зупинено 127 реакторів, а продовжено термін експлуатації всього для декількох десятків. Проте термін експлуатації продовжено в розвинених країнах: 54 реактори в США, 8 - у Великобританії, 6 - у Німеччині і 2 - у Франції. Хоча при експлуатації реакторів більше 20 років ризик аварії з радіоактивними викидами значно збільшується.

Енергетика є ключовою галуззю, яка визначає економічний і соціально-політичний стан будь-якої держави, ступінь її національної безпеки, залишається пріоритетним напрямом розвитку науки і техніки. Будь-які кризові моменти в області енергетики загрожують серйозними наслідками для розвитку економіки країни, її екології, для формування її соціально-правового устрою і визначення вектора зовнішньополітичного розвитку.

На жаль, незважаючи на значний потенціал, частка альтернативної енергетики на українському ринку мізерно мала.

На користь альтернативної енергетики говорять і темпи зростання світового ринку відновлюваної енергії. А найголовніше - це те, що вибору немає: це рух в одному напрямку, і ми всі до цього прийдемо. Питання тільки - коли. І термін входження України у процес формування нової енергетичної цивілізації має знаковий характер - він визначить її подальше місце і рейтинг у співтоваристві розвинутих країн.

Безсумнівно, майбутнє за електростанціями, що безпосередньо виробляють електрику - сонячними на фотоелементах, вітряними, геотермальними джерелами, гідроелектростанціями.

Існують проекти по створенню екологічно чистих і збалансованих міст і сіл майбутнього. Основою для їх створення буде служити застосування економічних матеріалів, а також оптимальний режим використання енергії, який зможуть підтримувати за допомогою комп'ютерних програм.

Теплові труби, теплові насоси і вузол нагріву води вмонтовані в будинок на заводі-виробнику. Принцип економного вторинного обігріву такий: із використаного повітря ванної кімнати, кухні і допоміжних приміщень теплова енергія повертається в систему опалення традиційного типу і утилізується водогрійним котлом. Додаткові калорії від зовнішніх джерел газу або рідкого палива відбираються для цих цілей лише в міру необхідності. Особливі клапани у зовнішніх стінах забезпечені спеціальним фільтром і входять до комплекту установки, забезпечують підведення чистого повітря і рівномірну зміну повітря в будинку. Це досягнення комп'ютерної теплотехніки призначене, перш за все, для односімейних будинків, наприклад, для заміських котеджів, і наполовину скорочує звичайні витрати енергії.

Для оптимального використання сонячного світла "розумні" будинки самі почнуть регулювати внутрішню температуру. Це дозволяє як нова технологія, так і самі матеріали - каркас із алюмінію і полікарбонату з величезними заскленими поверхнями, де циркулює прозора рідина. Вийде своєрідний щит, що впускае сонячне світло, але утримує тепло. Температура взимку і влітку буде однакова - +20° - +22°. Надлишок енергії надійде в термічні теплонакопичувачі. Електроенергію стануть виробляти також вітряні млини і сонячні батареї, надлишок її, знову ж таки, збережуть величезні акумулятори. Біоочисна установка перетворить органічні відходи - сміття та стічні води - на метан, що перетворюється потім в електрику. Структура будівлі гарантує збереження понад 85% енергії. На біофермі можна вирощувати продукти сільського господарства.

Однак такі проекти поки неможливо реалізувати в значних масштабах. До серійного виробництва "розумних" екологічно чистих будинків ще далеко, але вже зараз реалізація деяких проектів цілком реальна. Адже дуже важливо, чи будуть використовуватися традиційні ресурси в такому обсязі, як зараз, або люди перейдуть на джерела, поновлювані самою природою.

Я, як громадянин України, як учений-теплотехнік маю всі підстави висловитися з порушеного у статті питання. Дай Бог, щоб я був почутий.


Ігор Конвісер, професор Університету «Україна»