7 причин, по которым ядерная энергия не может решить проблему изменения климата
Новая ядерная энергетика стоит примерно в 5 раз больше, чем наземная ветровая энергия за кВтч.Атомная энергетика занимает от 5 до 17 лет больше времени между планированием и эксплуатацией и производит в среднем в 23 раза больше выбросов на единицу произведенной электроэнергии. Кроме того, это создает риски и затраты, связанные с распространением оружия, расплавлением, раком легких при добыче полезных ископаемых и риском отходов. Чистые возобновляемые источники энергии позволяют избежать всех подобных рисков.
26 апреля 2021 г.
Подпись к изображению тизера
АЭС Графенрайнфельд в Германии, выведенная из эксплуатации в 2015 году.
Есть небольшая группа ученых, которые предложили заменить 100% мировых электростанций, работающих на ископаемом топливе, ядерными реакторами, чтобы решить проблему изменения климата. Многие другие предлагают рост ядерной энергетики, чтобы удовлетворить до 20 процентов всех наших потребностей в энергии (не только в электричестве). Они выступают за то, чтобы атомная энергетика была «чистым» безуглеродным источником энергии, но не учитывали воздействие этих сценариев на человека. Давайте посчитаем.
Строительство одной атомной электростанции занимает в среднем около 14,5 лет, начиная с этапа планирования и заканчивая эксплуатацией. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 7,1 миллиона человек ежегодно умирают от загрязнения воздуха, причем более 90% из них — от сжигания топлива, связанного с энергетикой. Таким образом, переключение нашей энергетической системы на ядерную приведет к гибели около 93 миллионов человек, пока мы ждем, пока будут построены все новые атомные станции в полностью ядерном сценарии.
С другой стороны, для ветряных и солнечных электростанций коммунального масштаба требуется в среднем всего от 2 до 5 лет от этапа планирования до ввода в эксплуатацию. Проекты солнечных фотоэлектрических систем на крышах рассчитаны всего на 6 месяцев. Таким образом, скорейший переход на 100% возобновляемые источники энергии приведет к уменьшению количества смертей на десятки миллионов человек.
Это иллюстрирует серьезную проблему, связанную с ядерной энергетикой, и то, почему возобновляемые источники энергии, в частности ветер, вода и солнечная энергия (WWS), избегают этой проблемы. Однако у ядерного оружия есть не только одна проблема. В нем семь. Вот семь основных проблем, связанных с ядерной энергетикой:
1. Длительная задержка между планированием и эксплуатацией
Временной лаг между планированием и эксплуатацией ядерного реактора включает в себя время, необходимое для определения площадки, получения разрешения на площадку, покупки или аренды земли, получения разрешения на строительство, получения финансирования и страховки для строительства, установки линии электропередач, переговоров по соглашению о покупке электроэнергии. , получить разрешения, построить завод, подключить его к передаче и получить окончательную лицензию на эксплуатацию.
Время от планирования до эксплуатации (PTO) всех когда-либо построенных атомных станций составляло 10-19 лет и более. Например, реактор Olkiluoto 3 в Финляндии был предложен кабинету министров Финляндии в декабре 2000 года для добавления к существующей атомной электростанции. Его последняя предполагаемая дата завершения — 2020 год, что дает ему время ВОМ 20 лет.
Планировалось, что атомная электростанция в Хинкли-Пойнт будет запущена в 2008 году. Предполагаемый год ее завершения — с 2025 по 2027 год, что дает время ВОМ от 17 до 19 лет. Реакторы Vogtle 3 и 4 в Джорджии впервые были предложены в августе 2006 года для добавления к существующей площадке. Ожидаемые сроки завершения работ — ноябрь 2021 и ноябрь 2022 года соответственно, учитывая их время ВОМ, равное 15 и 16 годам соответственно.
Реакторы Haiyang 1 и 2 в Китае планировалось запустить в 2005 году. Haiyang 1 начал коммерческую эксплуатацию 22 октября 2018 года. Haiyang 2 начал работу 9 января 2019 года, что дает им время ВОМ 13 и 14 лет соответственно. Реакторы Taishan 1 и 2 в Китае были поданы в 2006 году. Taishan 1 начал коммерческую эксплуатацию 13 декабря 2018 года. Ожидается, что Taishan 2 не будет подключен до 2019 года, что дает им время PTO 12 и 13 лет соответственно. Планирование и закупка четырех реакторов в Рингхальсе, Швеция, начались в 1965 году. Строительство одного заняло 10 лет, второго — 11 лет, третьего — 16 лет, а четвертого — 18 лет.
Многие утверждают, что французский план Мессмера 1974 года привел к строительству 58 реакторов за 15 лет. Это неправда. Планирование нескольких таких ядерных реакторов началось задолго до этого.Например, реактор Фессенхайма получил разрешение на строительство в 1967 году, и его планировалось запустить за несколько лет до этого. Кроме того, 10 реакторов были построены в период с 1991 по 2000 год. Таким образом, весь период планирования до эксплуатации этих реакторов составлял не менее 32 лет, а не 15. Срок эксплуатации любого отдельного реактора составлял от 10 до 19 лет.
2. Расходы
Приведенная стоимость энергии (LCOE) для новой атомной электростанции в 2018 году, по данным Лазарда, составляет 151 доллар США (от 112 до 189)/МВтч. Это сопоставимо с 43 долларами (от 29 до 56)/МВтч для берегового ветра и 41 долларом (от 36 до 46)/МВтч для солнечных фотоэлектрических систем коммунального масштаба из того же источника.
Эта ядерная LCOE занижена по нескольким причинам. Во-первых, Лазар предполагает, что время строительства атомной станции составляет 5,75 года. Однако для завершения строительства реакторов Vogtle 3 и 4 потребуется не менее 8,5–9 лет. Одна только эта дополнительная задержка приводит к расчетной LCOE для атомной электростанции примерно в 172 доллара (от 128 до 215) / МВтч, или в 2,3–7,4 раза больше, чем стоимость береговой ветровой электростанции (или фотоэлектрической электростанции).
Далее, LCOE не включает стоимость крупнейших ядерных аварий в истории. Например, предполагаемая стоимость ликвидации последствий трех расплавлений активной зоны ядерного реактора Фукусима-дай-ичи составила от 460 до 640 миллиардов долларов. Это 1,2 миллиарда долларов, или от 10 до 18,5 процентов капитальных затрат на каждый ядерный реактор в мире.
Кроме того, LCOE не включает стоимость хранения ядерных отходов в течение сотен тысяч лет. Только в США ежегодно тратится около 500 миллионов долларов на защиту ядерных отходов примерно 100 гражданских атомных электростанций. Эта сумма будет только увеличиваться по мере накопления отходов. После того, как электростанции выйдут из эксплуатации, расходы должны продолжаться в течение сотен тысяч лет без поступления доходов от продажи электроэнергии для оплаты хранения.
3. Риск распространения оружия
Развитие ядерной энергетики исторически увеличивало возможности стран получать или собирать плутоний или обогащать уран для производства ядерного оружия.Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) признает этот факт. В кратком изложении своего отчета об энергетике за 2014 год они заключили: «надежные доказательства и высокая степень согласия” что озабоченность по поводу распространения ядерного оружия является барьером и риском для все более интенсивного развития ядерной энергетики:
Барьеры и риски, связанные с более широким использованием ядерной энергии, включают операционные риски и связанные с ними проблемы безопасности, риски добычи урана, финансовые и нормативные риски, нерешенные вопросы обращения с отходами, опасения по поводу распространения ядерного оружияи отрицательное общественное мнение.
Строительство ядерного реактора для получения энергии в стране, которая в настоящее время не имеет реактора, позволяет стране импортировать уран для использования на объекте ядерной энергетики. Если страна того пожелает, она может тайно обогащать уран для создания урана оружейного качества и собирать плутоний из урановых топливных стержней для использования в ядерном оружии. Это не означает, что любая или каждая страна будет делать это, но исторически некоторые из них делали это, и риск высок, как отмечает МГЭИК. Строительство и распространение малых модульных реакторов (ММР) может еще больше увеличить этот риск.
4. Риск расплавления
На сегодняшний день 1,5% всех когда-либо построенных атомных электростанций в той или иной степени расплавились. Плавления были либо катастрофическими (Чернобыль, Россия, 1986 г.; три реактора на Фукусима-дай-ити, Япония, 2011 г.), либо разрушительными (Три-Майл-Айленд, Пенсильвания, 1979 г., Сен-Лоран, Франция, 1980 г.). Ядерная промышленность предложила новые конструкции реакторов, которые, по их мнению, являются более безопасными. Однако эти конструкции, как правило, не тестировались, и нет никакой гарантии, что реакторы будут спроектированы, построены и будут эксплуатироваться правильно или что стихийное бедствие или террористический акт, например, самолет, влетающий в реактор, не приведет к отказу реактора. , что привело к крупной катастрофе.
5. Риск рака легких при добыче полезных ископаемых
Добыча урана вызывает рак легких у большого числа горняков, потому что урановые рудники содержат природный газ радон, некоторые из продуктов распада которого являются канцерогенными. Исследование 4000 добытчиков урана в период с 1950 по 2000 год показало, что 405 (10 процентов) умерли от рака легких, что в шесть раз превышает ожидаемый показатель, основанный только на количестве курильщиков. 61 человек умер от болезней легких, связанных с горнодобывающей промышленностью. Чистая, возобновляемая энергия не несет такого риска, потому что (а) она не требует непрерывной добычи какого-либо материала, а только разовую добычу для производства генераторов энергии; и (b) добыча полезных ископаемых не сопряжена с таким же риском рака легких, как добыча урана.
6. Выбросы в углеродном эквиваленте и загрязнение воздуха
Не существует такой вещи, как атомная электростанция с нулевым или близким к нулю уровнем выбросов. Даже существующие заводы выбрасывают из-за непрерывной добычи и переработки урана, необходимого для завода. Выбросы от новых атомных электростанций составляют от 78 до 178 г CO2/кВтч, что не близко к 0. Из них от 64 до 102 г CO2/кВтч за 100 лет приходится на выбросы из фоновой сети, в то время как потребители ждут появления атомной энергии от 10 до 19 лет. онлайн или быть отремонтированным, по сравнению с 2-5 годами для ветра или солнца. Кроме того, все атомные электростанции выбрасывают 4,4 г CO2-экв./кВтч в виде водяного пара и тепла, которые они выделяют. Это контрастирует с солнечными панелями и ветряными турбинами, которые уменьшают потоки тепла или водяного пара в воздух примерно на 2,2 г-экв. CO2/кВт-ч, а чистая разница только от этого фактора составляет 6,6 г-экв. CO2/кВт-ч.
Фактически, инвестиции Китая в атомные электростанции, которые занимают так много времени между планированием и эксплуатацией, вместо ветровых или солнечных, привели к тому, что выбросы CO2 в Китае увеличились на 1,3 процента с 2016 по 2017 год, а не снизились в среднем на 3 процента. Возникшая в результате разница в выбросах загрязняющих воздух веществ могла стать причиной 69 000 дополнительных смертей от загрязнения воздуха в Китае только в 2016 году, а также дополнительных смертей в предшествующие и последующие годы.
7. Риск отходов
И последнее, но не менее важное: израсходованные топливные стержни атомных станций являются радиоактивными отходами.Большинство топливных стержней хранится на том же месте, что и реактор, который их израсходовал. Это привело к появлению сотен мест захоронения радиоактивных отходов во многих странах, которые необходимо обслуживать и финансировать в течение как минимум 200 000 лет, что намного превышает срок службы любой атомной электростанции. Чем больше ядерных отходов накапливается, тем выше риск радиоактивных утечек, которые могут нанести ущерб водоснабжению, сельскохозяйственным культурам, животным и людям.
Резюме
Напомним, новая ядерная энергетика стоит примерно в 5 раз больше, чем наземная ветровая энергия за кВтч (от 2,3 до 7,4 раза в зависимости от местоположения и проблем интеграции). Атомная энергетика занимает от 5 до 17 лет больше времени между планированием и эксплуатацией и производит в среднем в 23 раза больше выбросов на единицу произведенной электроэнергии (от 9 до 37 раз в зависимости от размера станции и графика строительства). Кроме того, это создает риски и затраты, связанные с распространением оружия, расплавлением, раком легких при добыче полезных ископаемых и риском отходов. Чистые возобновляемые источники энергии позволяют избежать всех подобных рисков.
Сторонники ядерной энергетики утверждают, что атомная энергия по-прежнему необходима, потому что возобновляемые источники энергии прерывисты и нуждаются в природном газе для резервного копирования. Однако сама ядерная энергия никогда не соответствует спросу на электроэнергию, поэтому она нуждается в резерве. Даже во Франции с одной из самых передовых ядерно-энергетических программ максимальная скорость нарастания составляет от 1 до 5 % в минуту, а это означает, что им нужен природный газ, гидроэнергия или батареи, которые разгоняются в 5-100 раз быстрее, чтобы справиться с пиковыми нагрузками. требование. Фактически, сегодня аккумуляторы вытесняют природный газ для нужд ветровой и солнечной энергии во всем мире. Кроме того, дюжина независимых научных групп обнаружила, что прерывистый спрос на электроэнергию можно сочетать с поставками и хранением чистой возобновляемой энергии без атомной энергии и с низкими затратами.
Наконец, многие существующие атомные электростанции настолько дороги, что их владельцы требуют субсидий, чтобы оставаться открытыми. Например, в 2016 году три существующие атомные электростанции в северной части штата Нью-Йорк запросили и получили субсидии, чтобы остаться открытыми, аргументируя это тем, что станции необходимы для поддержания низкого уровня выбросов.Однако субсидирование таких электростанций может увеличить выбросы углерода и затраты по сравнению с заменой электростанций ветровыми или солнечными в кратчайшие сроки. Таким образом, субсидирование ядерной энергетики приведет к более высоким выбросам и затратам в долгосрочной перспективе, чем замена ядерной энергии возобновляемыми источниками энергии.
Выводы и источники приведенных здесь чисел можно найти здесь.
Данные из этой статьи взяты из Jacobson, M.Z., 100% Clean, Renewable Energy and Storage for Everything, Cambridge University Press, Нью-Йорк, 427 стр., 2020 г., https://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson. /WWSBook/WWSBook.html
Эта статья была впервые опубликована Фондом Леонардо ди Каприо.
