Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Перспективы ядерной энергетики в условиях исчерпания традиционных энергетических ресурсов

28.11.2017 2017 - №04 Актуальные проблемы ядерной энергетики

Ю.А. Ульянин В.В. Харитонов Д.Ю. Юршина

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2017.4.01

УДК: 621.039, 553.495 (063, 470)

Впервые получена аналитическая взаимосвязь между производством энергии на АЭС мира и их обеспеченностью природным ураном в условиях исчерпания традиционных ресурсов до конца текущего века. Приводятся результаты прогнозирования динамики возможного роста дефицита традиционных энергетических ресурсов – углеводородов (уголь, нефть, природный газ) и природного урана с течением времени вследствие возрастающих потребностей в энергии (с темпом 1 – 2% в год), с одной стороны, и исчерпания невозобновляемых ресурсов, с другой стороны. Прогнозирование основано на современных геологических данных об извлекаемых запасах углеводородов и урана, а также на математической модели динамики добычи невозобновляемых ресурсов. Все варианты расчетов показывают, что в рамках действующей парадигмы обращения с добываемыми традиционными источниками энергии их запасы будут в значительной мере исчерпаны до конца текущего века, а пики их добычи ожидаются до середины века. Динамика установленной мощности АЭС современного дизайна будет повторять динамику исчерпания природного урана, а вклад АЭС в обеспечение человечества энергией будет снижаться, увеличивая суммарный дефицит традиционных источников энергии. Тем не менее, к 2100 г. вклад ядерной энергии (на тепловых нейтронах) в первичные источники может увеличиться до 10%, потому что углеводороды будут выбывать еще быстрее, чем уран. Но это количество ядерной энергии будет ничтожно мало по сравнению с потребностью в первичной энергии после 40-х годов даже при самом низком темпе роста потребности (1%/год). Рост «вилки» между растущими потребностями в энергии и сокращающимся предложением исчерпаемых традиционных энергоресурсов делает необходимым развитие ядерного бридинга – расширенного воспроизводства искусственного ядерного топлива (239Pu из 238U и, возможно, 233U из 232Th) не позднее 30-х годов текущего века.

Ссылки

  1. Белая книга ядерной энергетики / Под общ. ред. проф. Е.О. Адамова. – М.: Изд-во ГУП НИКИ-ЭТ, 2001. – 270 с.
  2. Аврорин Е.Н., Адамов Е.О., Алексахин Р.М. и др. Концептуальные положения стратегии развития ядерной энергетики России в XXI веке. – М.: ОАО «НИКИЭТ», 2012. – 62 с.
  3. Харитонов В.В. Динамика развития ядерной энергетики. Экономико-аналитические модели. –М.: НИЯУ МИФИ, 2014. – 328 с.
  4. INPRO Methodology for Sustainability Assessment of Nuclear Energy Systems: Economics. INPRO Manual. IAEA Nuclear Energy Series No. NG-T-4.4. IAEA, Vienna, 2014. – 103 p.
  5. Велихов Е.П., Гагаринский А.Ю., Субботин С.А., Цибульский В.Ф. Энергетика в экономике XXI века. – М.: ИздАт, 2010. – 176 с.
  6. Конторович А.Э., Эпов М.И., Эдер Л.В. Долгосрочные и среднесрочные факторы и сценарии развития глобальной энергетической системы в XXI веке. // Геология и геофизика. – 2014. – Т. 55. – № 5-6. – С. 689-700.
  7. Лаверов Н.П. Топливно-энергетические ресурсы: состояние, динамика освоения, обеспеченность. Часть 1. Мир. Лекция в РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2011. Электронный ресурс http://borgolova.ampei.ru/sustainable/tek/reserves/laverov.
  8. Синев М.Н. Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. Экономика АЭС: Учеб. пособие для вузов. – 3-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 480 с.
  9. Борисевич В.Д., Борман В.Д., Сулаберидзе Г.А. Физические основы разделения изотопов в газовой центрифуге. / Под ред. В.Д. Бормана: Учебное пособие. – М.: МИФИ, 2005. – 320 с.
  10. World Nuclear Association. Information Library. Электронный ресурс http://www.world-nuclear.org/information-library.aspx
  11. Hubbert M. King. Nuclear Energy and the Fossil Fuels. American Petroleum Institute. Publication No. 95. Shell Development Company. June, 1956. P.1-40. Электронный ресурс http://www.hubbertpeak.com/hubbert/1956/1956.pdf
  12. Харитонов В.В., Кабашев К.В., Маликов Р.Р. Долгосрочные тренды исчерпания традиционных энергетических ресурсов и перспективы ядерной энергетики: Монография. – М.: НИЯУ МИФИ, 2016. – 96 с.
  13. Sverdrup H.U., Koca1 D. and Ragnarsdottir K.V. Peak Metals, Minerals, Energy, Wealth, Food and Population; Urgent Policy Considerations for A Sustainable Society. // Journal of Environmental Science and Engineering B 1. – 2012. – No. 5. – PP. 499-533.
  14. Харитонов В.В., Кабашев К.В. Аналитическая модель динамики добычи металлов. // Цветные металлы. – 2012. – № 10. – С. 20-24.
  15. Uranium 2016: Resources, Production and Demand. A Joint Report by the Nuclear Energy Agency and the International Atomic Energy Agency. OECD 2016. – 550 р.
  16. Живов В.Л., Бойцов А.В., Шумилин М.В. Уран: геология, добыча, экономика. – М.: РИС «ВИМС», 2012. – 304 с.
  17. Тарханов А.В. Современные тенденции развития мировой и российской урановой промышленности (2007 – 2012 гг.). «Минеральное сырье». Серия геолого-экономическая, №33. – М.: РИС «ВИМС», 2012. – 53 с.
  18. BP Statistical Review of World Energy. June 2017. Электронный ресурс http://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html
  19. BP Energy Outlook. 2017 edition. Электронный ресурс http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energy-economics/energy-outlook-2017/bp-energy-outlook-2017.pdf
  20. REthinking Energy 2017. Accelerating the global energy transformation. International Renewable Energy Agency (IRENA). Abu Dhabi, 2017. – 130 p.
  21. World Energy. Issues Monitor 2017. World Energy Council, 2017. – 156 р.
  22. Energy [R]Evolution. A Sustainable USA Energy Outlook. Greenpeace International; European Renewable Energy Council (EREC); Global Wind Energy Council (GWEC). Report 3rd edition, 2014 USA energy scenario. – 87 р.
  23. Да Роза А. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы: учебное пособие / Пер. с англ. под ред. С.П. Малышенко, О.С. Попеля. – Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект»; – М.: Издательский дом МЭИ, 2010. – 704 с.
  24. Адамов Е.О., Ганев И.Х. Экологически безупречная ядерная энергетика. – М.: НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля. 2007. – 147 с.
  25. The Generation IV International Forum. Электронный ресурс https://www.gen-4.org/gif/jcms/c_9260/public
  26. Poplavsky Vladimir, Chebeskov Alexander. State of the Art and Trends of Development of Fast Reactor Technology. Proceedings of GLOBAL 2011 International Conference, Makuhari, Japan, December 11-16, 2011, Paper No. 357127.

ядерная энергия глубина выгорания топлива природный уран невозобновляемые традиционные энергоресурсы углеводороды динамика добычи темп добычи пик добычи ядерные реакторы-бридеры