Дебаты об атомной энергетике — это давние споры [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] о рисках и преимуществах использования ядерных реакторов для выработки электроэнергии в гражданских целях. Дебаты об атомной энергетике достигли пика в 1970-х и 1980-х годах, когда строилось и вводилось в эксплуатацию все больше реакторов, и «достигли беспрецедентной в истории технологических споров интенсивности» в некоторых странах. [8] [9] В 2010-х годах, с ростом осведомленности общественности об изменении климата и критической роли, которую выбросы углекислого газа и метана играют в нагревании атмосферы Земли, произошел всплеск интенсивности дебатов об атомной энергетике.
Сторонники ядерной энергетики утверждают, что ядерная энергетика является единственным постоянно надежным чистым и устойчивым источником энергии, который обеспечивает большие объемы бесперебойной энергии, не загрязняя атмосферу и не выбрасывая выбросы углерода , вызывающие глобальное потепление . Они утверждают, что использование ядерной энергетики обеспечивает хорошо оплачиваемые рабочие места, энергетическую безопасность , снижает зависимость от импортного топлива и подверженность ценовым рискам, связанным со спекуляциями ресурсами и внешней политикой. [10] Ядерная энергетика практически не загрязняет воздух, [11] обеспечивая значительные экологические преимущества по сравнению со значительным объемом загрязнения и выбросов углерода, образующихся при сжигании ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и природный газ. [12] Некоторые сторонники также считают, что ядерная энергетика является единственным жизнеспособным курсом для страны, чтобы достичь энергетической независимости, а также выполнить свои национально определяемые вклады (NDC) для сокращения выбросов углерода в соответствии с Парижским соглашением . Они подчеркивают, что риски хранения отходов невелики, и существующие запасы могут быть сокращены за счет использования этих отходов для производства топлива для новейших технологий в новых реакторах. Показатели эксплуатационной безопасности атомной энергетики намного лучше, чем у других основных видов электростанций [13], и, предотвращая загрязнение, она спасает жизни. [14] [15]
Противники говорят, что ядерная энергетика представляет многочисленные угрозы для людей и окружающей среды, и указывают на исследования, которые ставят под сомнение, станет ли она когда-либо устойчивым источником энергии. Существуют риски для здоровья, [16] аварии и ущерб окружающей среде [17], связанные с добычей , переработкой и транспортировкой урана. Они подчеркивают высокую стоимость и задержки в строительстве и обслуживании атомных электростанций, а также страхи, связанные с распространением ядерного оружия , противники ядерной энергетики опасаются саботажа атомных электростанций террористами , утечки и нецелевого использования радиоактивного топлива или топливных отходов, а также естественной утечки из нерешенного и несовершенного процесса долгосрочного хранения радиоактивных ядерных отходов . [18] [19] [20] Они также утверждают, что сами реакторы являются чрезвычайно сложными машинами, в которых многое может пойти и действительно идет не так, и было много серьезных ядерных аварий , [21] [22] хотя по сравнению с другими источниками энергии ядерная энергетика (наряду с солнечной и ветровой энергией) является одной из самых безопасных. [23] [24] [25] [26] Критики не верят, что эти риски можно снизить с помощью новых технологий . [27] Они также утверждают, что если учесть все энергоемкие этапы ядерной топливной цепочки , от добычи урана до вывода из эксплуатации ядерных объектов , то ядерная энергетика не является источником электроэнергии с низким содержанием углерода. [28] [29] [30]
В 1963 году на церемонии закладки фундамента для того, что впоследствии станет крупнейшей в мире атомной электростанцией, президент Джон Ф. Кеннеди заявил, что ядерная энергетика является «шагом на долгом пути к миру», и что, используя «науку и технологии для достижения значительных прорывов», мы могли бы «сохранить ресурсы», чтобы оставить мир в лучшем состоянии. Однако он также признал, что атомный век был «ужасным веком» и «когда мы раскололи атом, мы изменили историю мира». [32] Десятилетие спустя в Германии строительство атомной электростанции в Виле было предотвращено местными протестующими и антиядерными группами. [33] Успешное использование гражданского неповиновения для предотвращения строительства этой станции стало ключевым моментом в движении против ядерной энергетики, поскольку оно вызвало создание других групп не только в Германии, но и по всему миру. [33] Рост антиатомных настроений усилился после частичного расплавления реактора на Три-Майл-Айленде и Чернобыльской катастрофы, что еще больше настроило общественное мнение против атомной энергетики. [34] Однако группы, выступающие за атомную энергетику, все чаще указывают на потенциал ядерной энергетики в сокращении выбросов углерода, поскольку она является более безопасной альтернативой таким средствам производства, как уголь, и на общую опасность, связанную с атомной энергетикой, которая преувеличивается средствами массовой информации. [35]
Производство ядерной энергии в мире медленно, но устойчиво росло до 2006 года, когда оно достигло пика в 2791 ТВт·ч , [36] а затем упало с самым низким уровнем генерации в 2012 году, в основном из-за того, что японские реакторы были отключены в течение целого года. [37] С тех пор производство продолжало расти за счет недавно подключенных реакторов, вернувшись к уровню до Фукусимы в 2019 году, когда МЭА описало ядерную энергетику как «исторически одного из крупнейших поставщиков электроэнергии без выбросов углерода» с 452 реакторами, которые в общей сложности произвели 2789 ТВт·ч электроэнергии. [36] В том же году парк ядерных реакторов Соединенных Штатов произвел 800 ТВт·ч электроэнергии с низким уровнем выбросов углерода при среднем коэффициенте использования мощности 92%. [38]
Для многих стран ядерная энергетика обеспечивает энергетическую независимость — например, кризис ископаемого топлива в 1970-х годах был основным драйвером плана Мессмера во Франции . Ядерная энергетика была относительно не затронута эмбарго , а уран добывается в странах, готовых экспортировать, включая Австралию и Канаду. [39] [40] Периоды низких цен на ископаемое топливо и возобновляемые источники энергии, как правило, снижали политический интерес к ядерной энергетике, в то время как периоды дорогого ископаемого топлива и неэффективного использования возобновляемых источников энергии повышали его. [41] [42] [43] Возросший интерес к смягчению последствий изменения климата , низкоуглеродной энергетике и глобальному энергетическому кризису привели к тому, что было описано как еще один « ядерный ренессанс » в начале 2020-х годов. [44] [45]
Ядерная энергетика используется с 1950-х годов как низкоуглеродный источник базовой электроэнергии. [47] Атомные электростанции в более чем 30 странах вырабатывают около 10% мировой электроэнергии. [48] По состоянию на 2019 год ядерная энергетика вырабатывала более четверти всей низкоуглеродной энергии , что делает ее вторым по величине источником после гидроэнергетики. [49]
Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла ядерной энергетики, включая добычу и переработку урана , аналогичны выбросам от возобновляемых источников энергии. [50] Ядерная энергетика использует мало земли на единицу произведенной энергии по сравнению с основными возобновляемыми источниками энергии. Кроме того, ядерная энергетика не создает локального загрязнения воздуха. [51] [52] Хотя урановая руда, используемая для топлива атомных электростанций, является невозобновляемым ресурсом, ее достаточно для обеспечения поставок на сотни или тысячи лет. [53] [54] Однако ресурсы урана, которые могут быть доступны экономически целесообразным способом, в настоящее время ограничены, и производство урана вряд ли сможет поспевать за фазой расширения. [55] Пути смягчения последствий изменения климата, соответствующие амбициозным целям, обычно предусматривают увеличение поставок энергии от ядерной энергетики. [56]
Существуют разногласия относительно того, является ли ядерная энергетика устойчивой, отчасти из-за проблем, связанных с ядерными отходами , распространением ядерного оружия и авариями . [57] Радиоактивные ядерные отходы должны утилизироваться в течение тысяч лет [57], а атомные электростанции создают расщепляющийся материал , который может быть использован для оружия. [57] На каждую единицу произведенной энергии ядерная энергия вызвала гораздо меньше несчастных случаев и смертей, связанных с загрязнением, чем ископаемое топливо, а исторический уровень смертности от ядерной энергии сопоставим с возобновляемыми источниками. [58] Общественное противодействие ядерной энергии часто делает атомные электростанции политически сложными для реализации. [57]
Сокращение времени и стоимости строительства новых атомных электростанций было целью на протяжении десятилетий, но стоимость остается высокой , а сроки длительными. [59] Различные новые формы ядерной энергии находятся в стадии разработки, в надежде устранить недостатки обычных электростанций. Реакторы на быстрых нейтронах способны перерабатывать ядерные отходы и, следовательно, могут значительно сократить количество отходов, требующих геологического захоронения , но пока не были развернуты на крупномасштабной коммерческой основе. [60] Ядерная энергетика на основе тория (а не урана) может обеспечить более высокую энергетическую безопасность для стран, не имеющих больших запасов урана. [61] Малые модульные реакторы могут иметь несколько преимуществ по сравнению с нынешними большими реакторами: их можно будет строить быстрее, а их модульность позволит снизить затраты за счет обучения на практике . [62]
Несколько стран пытаются разработать ядерные термоядерные реакторы, которые будут производить небольшое количество отходов и не будут иметь риска взрывов. [63] Хотя термоядерная энергетика сделала шаги вперед в лабораторных условиях, многодесятилетний период времени, необходимый для ее коммерциализации и затем масштабирования, означает, что она не будет способствовать достижению нулевой чистой цели по смягчению последствий изменения климата к 2050 году. [64]В 2019 году ядерный парк реакторов США произвел 800 ТВт·ч электроэнергии с нулевым уровнем выбросов при среднем коэффициенте использования установленной мощности 92% [38] .
В 2010 году средний мировой коэффициент мощности составил 80,1%. [65] В 2005 году средний мировой коэффициент мощности составил 86,8%, количество аварийных остановок на 7000 часов критического значения составило 0,6, а коэффициент незапланированной потери мощности составил 1,6%. [66] Коэффициент мощности — это чистая произведенная мощность, деленная на максимально возможное количество при работе на 100% все время, таким образом, сюда входят все запланированные простои на техническое обслуживание/дозаправку, а также незапланированные потери. 7000 часов примерно представляют, как долго любой данный реактор будет оставаться критическим в течение года, что означает, что показатели аварийной остановки означают внезапную и незапланированную остановку примерно 0,6 раза в год для любого данного реактора в мире. Коэффициент незапланированной потери мощности представляет собой количество энергии, не произведенной из-за незапланированных аварийных остановок и отложенных перезапусков.
Поскольку атомные электростанции по сути являются тепловыми двигателями , утилизация отработанного тепла становится проблемой при высокой температуре окружающей среды . Засухи и продолжительные периоды высокой температуры могут «нарушить производство атомной энергии, и часто именно в это время спрос на электроэнергию самый высокий из-за нагрузок на кондиционирование воздуха и охлаждение, а также снижения гидроэнергетических мощностей». [67] В такую очень жаркую погоду энергетический реактор может работать на пониженном уровне мощности или даже останавливаться. [68] В 2009 году в Германии восемь ядерных реакторов пришлось остановить одновременно в жаркие летние дни по причинам, связанным с перегревом оборудования или рек. [67] Перегретая сбросная вода в прошлом приводила к значительной гибели рыбы, нанося вред средствам к существованию и вызывая обеспокоенность общественности. [69] Эта проблема в равной степени касается всех тепловых электростанций, включая электростанции на ископаемом газе, угле, CSP и атомные. [70]
Экономика новых атомных электростанций является спорным вопросом, поскольку существуют различные мнения по этому вопросу, а многомиллиардные инвестиции зависят от выбора источника энергии. Атомные электростанции, как правило, имеют высокие капитальные затраты на строительство станции, но низкие прямые затраты на топливо (при этом большая часть затрат на добычу, переработку, использование и долгосрочное хранение топлива выносится на внешние рынки). Поэтому сравнение с другими методами производства электроэнергии сильно зависит от предположений о сроках строительства и капитальном финансировании атомных электростанций. Оценки затрат также должны учитывать расходы на вывод станции из эксплуатации и хранение ядерных отходов . С другой стороны, меры по смягчению глобального потепления , такие как налог на выбросы углерода или торговля квотами на выбросы углерода , могут благоприятствовать экономике ядерной энергетики.
В последние годы наблюдается замедление роста спроса на электроэнергию, а финансирование становится более сложным, что затрудняет реализацию крупных проектов, таких как ядерные реакторы, с очень большими первоначальными затратами и длительными проектными циклами, которые несут в себе множество рисков. [73] В Восточной Европе ряд давно существующих проектов испытывают трудности с поиском финансирования, в частности, Белене в Болгарии и дополнительные реакторы в Чернаводе в Румынии, и некоторые потенциальные спонсоры вышли из проекта. [73] Надежная доступность дешевого газа является серьезным экономическим препятствием для ядерных проектов. [73]
Анализ экономики ядерной энергетики должен учитывать, кто несет риски будущих неопределенностей. До настоящего времени все действующие атомные электростанции были разработаны государственными или регулируемыми коммунальными монополиями [74], где многие риски, связанные со стоимостью строительства, эксплуатационными показателями, ценой на топливо и другими факторами, несли потребители, а не поставщики. Многие страны в настоящее время либерализовали рынок электроэнергии , где эти риски и риск появления более дешевых конкурентов до возмещения капитальных затрат несут поставщики и операторы электростанций, а не потребители, что приводит к существенно иной оценке экономики новых атомных электростанций. [75]
После ядерной катастрофы на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году расходы на ныне действующие и новые атомные электростанции, вероятно, возрастут из-за возросших требований к управлению отработанным топливом на месте и возросших проектных угроз. [76]
Новые атомные электростанции требуют значительных первоначальных инвестиций, которые до сих пор были в основном вызваны высокоиндивидуальными проектами крупных установок, но могут быть снижены за счет стандартизированных, многоразовых проектов (как это было в Южной Корее [77] ). Хотя новые атомные электростанции обходятся дороже, чем новые возобновляемые источники энергии в плане первоначальных инвестиций, ожидается, что стоимость последних будет расти, поскольку сеть насыщена прерывистыми источниками и накопителями энергии, а использование земли становится основным препятствием для их расширения. [78] Парк малых модульных реакторов также может быть значительно дешевле, чем эквивалентный одиночный реактор обычного размера из-за стандартизированной конструкции и гораздо меньшей сложности. [78]
В 2020 году Международное энергетическое агентство призвало к созданию глобальной системы лицензирования атомной энергетики, поскольку в существующей правовой ситуации каждый проект станции должен лицензироваться отдельно в каждой стране. [79]
Цена энергозатрат и экологические издержки каждой атомной электростанции продолжаются еще долго после того, как объект закончил вырабатывать свою последнюю полезную электроэнергию. Как ядерные реакторы, так и установки по обогащению урана должны быть выведены из эксплуатации, [ нужна цитата ] возвращая установку и ее части на достаточно безопасный уровень, чтобы доверить им другое использование. После периода охлаждения, который может длиться до столетия, [ нужна цитата ] реакторы должны быть демонтированы и разрезаны на мелкие части, чтобы упаковать в контейнеры для окончательной утилизации. Этот процесс очень дорогой, трудоемкий, потенциально опасный для окружающей среды и представляет новые возможности для человеческих ошибок, аварий или саботажа. [80] [ нужен сторонний источник ] Однако, несмотря на эти риски, по данным Всемирной ядерной ассоциации, «За более чем 50 лет опыта гражданской ядерной энергетики управление и утилизация гражданских ядерных отходов не вызвали никаких серьезных проблем со здоровьем или окружающей средой, а также не представляли никакого реального риска для широкой общественности». [81]
Общая энергия, необходимая для вывода из эксплуатации, может быть на 50% больше, чем энергия, необходимая для первоначального строительства. [ требуется цитата ] В большинстве случаев процесс вывода из эксплуатации стоит от 300 миллионов до 5,6 миллиардов долларов США. [ требуется цитата ] Вывод из эксплуатации на ядерных объектах, на которых произошла серьезная авария, является самым дорогим и длительным. В США есть 13 реакторов, которые были окончательно остановлены и находятся на некоторой стадии вывода из эксплуатации, и ни один из них не завершил этот процесс. [80]
Ожидается, что расходы на вывод из эксплуатации действующих в Великобритании АЭС превысят 73 млрд фунтов стерлингов . [82]
Критики ядерной энергетики утверждают, что она является бенефициаром необоснованно больших экономических субсидий , принимающих форму исследований и разработок, финансовой поддержки строительства новых реакторов и вывода из эксплуатации старых реакторов и отходов, и что эти субсидии часто упускаются из виду при сравнении экономики ядерной энергетики с другими формами производства электроэнергии. [85] [86]
Сторонники ядерной энергетики утверждают, что конкурирующие источники энергии также получают субсидии. Ископаемое топливо получает крупные прямые и косвенные субсидии, такие как налоговые льготы и отсутствие необходимости платить за парниковые газы , которые они выбрасывают, например, через налог на выбросы углерода . Возобновляемые источники энергии получают пропорционально крупные прямые субсидии на производство и налоговые льготы во многих странах, хотя в абсолютном выражении они часто меньше субсидий, получаемых невозобновляемыми источниками энергии. [87]
В Европе исследовательская программа FP7 предусматривает больше субсидий на ядерную энергетику, чем на возобновляемые источники энергии и энергоэффективность вместе взятые; более 70% из них направлено на проект термоядерного синтеза ITER . [88] [89] В США государственные средства на исследования ядерного деления сократились с 2179 до 35 миллионов долларов в период с 1980 по 2000 год. [87]
В отчете Глобальной инициативы по субсидиям за 2010 год сравнивались относительные субсидии наиболее распространенных источников энергии. Было обнаружено, что ядерная энергетика получает 1,7 цента США за киловатт-час (кВт·ч) произведенной ею энергии, по сравнению с ископаемым топливом, получающим 0,8 цента США за кВт·ч, возобновляемой энергией, получающей 5,0 цента США за кВт·ч, и биотопливом, получающим 5,1 цента США за кВт·ч. [90]
Налогообложение выбросов углерода является значительным положительным фактором в экономике как атомных электростанций, так и возобновляемых источников энергии, все из которых имеют низкий уровень выбросов парниковых газов в течение своего жизненного цикла . [78]
В 2019 году в Европейском союзе разгорелись жаркие дебаты по созданию списка «зеленой финансовой таксономии», призванного создать инвестиционные возможности для энергетических технологий с нулевым уровнем выбросов. Первоначально основным критерием для включения были выбросы за жизненный цикл на уровне 100 гCO2-экв/кВт·ч или менее, что включало бы ядерную энергетику, которая значительно ниже этого порога (12). Под лоббированием европейских зеленых и Германии был введен дополнительный критерий «не навреди», специально предназначенный для исключения ядерной энергетики, которые по их намерению должны были исключить ядерную энергетику из списка. [91] [92]
В июле 2020 года бывший министр общественных работ Либерии В. Джиуде Мур призвал международные организации начать (или возобновить) финансирование ядерных проектов в Африке по примеру Корпорации финансирования развития США. Мур обвинил страны с высоким уровнем дохода, такие как Германия и Австралия, в «лицемерии» и «подтягивании лестницы за собой», поскольку они построили свою сильную экономику за десятилетия дешевой ископаемой или ядерной энергии, а теперь фактически не дают африканским странам использовать единственную низкоуглеродную и бесперебойную альтернативу — ядерную энергетику. [93]
Также в июле 2020 года Венгрия заявила, что ее ядерная энергетика будет использоваться в качестве источника энергии с низким уровнем выбросов для производства водорода, [94] в то время как Чехия начала процесс одобрения государственного кредита для атомной электростанции CEZ. [95]
Кристин Шрейдер-Фрешетт заявила, что «если бы реакторы были безопасными, ядерная промышленность не требовала бы гарантированной правительством защиты от ответственности за несчастные случаи в качестве условия для выработки электроэнергии». [96] [ необходим сторонний источник ] Ни одна частная страховая компания или даже консорциум страховых компаний «не взяли бы на себя устрашающую ответственность, возникающую в результате серьезных ядерных аварий». [97] [ необходим сторонний источник ]
Потенциальные издержки, возникающие в результате ядерной аварии (включая вызванную террористической атакой или стихийным бедствием), велики. Ответственность владельцев атомных электростанций в США в настоящее время ограничена Законом Прайса-Андерсона (PAA). Закон Прайса-Андерсона, принятый в 1957 году, был «подразумеваемым признанием того, что ядерная энергетика несет риски, которые производители не желают брать на себя без федеральной поддержки». [98] Закон Прайса-Андерсона «защищает ядерные коммунальные службы, продавцов и поставщиков от исков об ответственности в случае катастрофической аварии, устанавливая верхний предел ответственности частного сектора». Без такой защиты частные компании не желали участвовать. Ни одна другая технология в истории американской промышленности не пользовалась такой постоянной всеобъемлющей защитой. [99] [ необходим сторонний источник ]
Срок действия PAA истекал в 2002 году, и бывший вице-президент США Дик Чейни заявил в 2001 году, что «никто не будет инвестировать в атомные электростанции», если PAA не будет продлен. [100]
В 1983 году Комиссия по ядерному регулированию США (USNRC) пришла к выводу, что пределы ответственности, налагаемые на ядерное страхование, были достаточно значительными, чтобы представлять собой субсидию, но не пыталась количественно оценить стоимость такой субсидии в то время. [101] Вскоре после этого в 1990 году Дубин и Ротвелл были первыми, кто оценил стоимость ограничения ответственности для атомных электростанций в соответствии с Законом Прайса-Андерсона для ядерной промышленности США. Их основной метод заключался в экстраполяции премий, которые операторы платят в настоящее время, по сравнению с полной ответственностью, которую им пришлось бы платить за полное страхование при отсутствии ограничений PAA. Размер предполагаемой субсидии на реактор в год составлял 60 миллионов долларов до поправок 1982 года и до 22 миллионов долларов после поправок 1988 года. [102] В отдельной статье в 2003 году Энтони Хейес обновляет оценку 1988 года в 22 миллиона долларов в год до 33 миллионов долларов (в долларах 2001 года). [103]
В случае ядерной аварии, если претензии превышают эту первичную ответственность, PAA требует от всех лицензиатов дополнительно внести максимум $95,8 млн в аварийный пул — в общей сложности около $10 млрд, если бы все реакторы были обязаны выплатить максимум. Этого все равно недостаточно в случае серьезной аварии, поскольку стоимость ущерба может превысить $10 млрд. [104] [105] [106] Согласно PAA, если стоимость ущерба от аварии превысит $10 млрд., процесс покрытия оставшейся части расходов будет определяться Конгрессом. В 1982 году исследование Sandia National Laboratories пришло к выводу, что в зависимости от размера реактора и «неблагоприятных условий» серьезная ядерная авария может привести к имущественному ущербу до $314 млрд., а число жертв может достичь 50 000. [107]
Ядерная генерация не производит напрямую диоксид серы, оксиды азота, ртуть или другие загрязняющие вещества, связанные со сжиганием ископаемого топлива. Ядерная энергетика также имеет очень высокую поверхностную плотность мощности , что означает, что для производства того же количества энергии требуется гораздо меньше места (в тысячи раз меньше по сравнению с ветровой или солнечной энергией). [108]
Основные экологические последствия ядерной энергетики связаны с добычей урана , выбросами радиоактивных отходов и отходящим теплом . Ядерная промышленность, включая все прошлые испытания ядерного оружия и ядерные аварии, вносит менее 1% в общий фон радиации в мире.
Многокритериальный анализ факторов воздействия, критически важных для биоразнообразия, экономической и экологической устойчивости, проведенный в 2014 году , показал, что ядерная и ветровая энергетика имеют наилучшее соотношение выгод и затрат, и призвал экологические движения пересмотреть свою позицию в отношении ядерной энергетики и разработки политики на основе фактических данных. [109] В 2013 году открытое письмо с тем же сообщением подписали климатологи Кен Калдейра , Керри Эмануэль , Джеймс Хансен , Том Уигли [110] [111] , а затем его подписали многие другие. [112]
Использование ресурсов при добыче урана составляет 840 м3 воды (до 90% воды перерабатывается) и 30 тонн CO2 на тонну добытого урана. [17] Коэффициент окупаемости инвестиций в энергию (EROEI) для атомной электростанции PWR составляет от 75 до 100, что означает, что вся энергия, вложенная в электростанцию, возвращается за 2 месяца. Средние выбросы парниковых газов за жизненный цикл атомной электростанции составляют 12 гCO2-экв/кВт·ч. Оба показателя являются одними из самых конкурентоспособных среди всех доступных источников энергии. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) признает ядерную энергетику одним из самых низкоэмиссионных источников энергии, доступных на рынке, ниже, чем солнечная, и уступает только ветровой. [113] Национальная лаборатория возобновляемой энергии США (NREL) также называет ядерную энергетику источником очень низких эмиссий за жизненный цикл.
С точки зрения поверхностной плотности мощности жизненного цикла (площадь поверхности земли, используемая на единицу вырабатываемой энергии), ядерная энергетика имеет медианную плотность 240 Вт/м2 , что в 34 раза больше, чем солнечная энергия (6,63 Вт/м2 ) и в 130 раз больше, чем ветровая энергия (1,84 Вт/м2 ) . Это означает, что когда та же самая выходная мощность должна быть обеспечена ядерными или возобновляемыми источниками, последние будут использовать в десятки или сотни раз большую площадь поверхности земли для того же количества вырабатываемой энергии.
Greenpeace и некоторые другие экологические организации подверглись критике за распространение заявлений о выбросах CO2 от ядерной энергетики, которые не подкреплены научными данными. Их влияние было приписано «шокирующим» результатам опроса 2020 года во Франции, где 69% респондентов считали, что ядерная энергетика способствует изменению климата. [114] Например, Greenpeace Australia заявила, что «нет значительной экономии на выбросах углерода» в ядерной энергетике, [115] что напрямую противоречит анализу жизненного цикла МГЭИК . В 2018 году Greenpeace Spain проигнорировала выводы из отчета Университета Комильяса , который она закупила, показывающего самые низкие выбросы CO2 в сценариях с участием ядерной энергетики, и вместо этого поддержала альтернативный сценарий с участием ископаемого топлива с гораздо более высокими выбросами. [116]
Использование земли в течение жизненного цикла атомной энергетики (включая добычу и хранение отходов, прямое и косвенное) составляет 100 м 2 / ГВт·ч, что составляет 1/2 солнечной энергии и 1/10 энергии ветра. [117] Использование поверхности земли является основной причиной сопротивления наземным ветряным электростанциям. [118] [119]
В июне 2020 года представительница Extinction Rebellion UK Зион Лайтс заявила о своей поддержке ядерной энергетики как важнейшей части энергетического баланса наряду с возобновляемыми источниками энергии и призвала коллег-экологов признать, что ядерная энергетика является частью «научно обоснованных решений по борьбе с изменением климата». [120]
В июле 2020 года в США была сформирована Good Energy Collective — первая женская группа давления, выступающая за ядерную энергетику как часть решений по смягчению последствий изменения климата. [121] В марте 2021 года 46 экологических организаций из Европейского союза написали открытое письмо президенту Европейской комиссии, призывая увеличить долю ядерной энергетики как наиболее эффективный способ снижения зависимости ЕС от ископаемого топлива. В письме также осуждались «многогранное искажение информации» и «фальсифицированная информация об атомной энергетике, мнение о которой формируется под влиянием страха», что приводит к закрытию стабильных низкоуглеродных атомных электростанций. [122]
Исследование 2023 года показало, что потребление ядерной энергии на поверхности земли составляет 0,15 км2 / ТВт ·ч , что является самым низким показателем среди всех источников энергии. [123]
В мае 2023 года газета Washington Post написала: «Если бы Германия продолжала работать на своих атомных электростанциях с 2010 года, она могла бы сократить использование угля для производства электроэнергии до 13 процентов к настоящему времени. Сегодня этот показатель составляет 31 процент... Только в Германии из-за загрязнения воздуха угольной электростанцией уже могло бы погибнуть больше жизней, чем из-за всех ядерных аварий в мире на сегодняшний день, включая Фукусиму и Чернобыль». [124]
Всесторонняя дискуссия о роли ядерной энергетики продолжалась с 2020 года в рамках нормативной работы по таксономии Европейского союза экологически устойчивых технологий . [125] Низкая углеродоемкость ядерной энергетики не оспаривалась, но оппоненты подняли вопрос о ядерных отходах и тепловом загрязнении как о неустойчивом элементе, который должен быть исключен из устойчивой таксономии. Подробный технический анализ был делегирован Объединенному исследовательскому центру Европейской комиссии (JRC), который рассмотрел все потенциальные проблемы ядерной энергетики с научной, инженерной и нормативной точек зрения и в марте 2021 года опубликовал 387-страничный отчет, в котором сделан следующий вывод: [26]
Анализ не выявил никаких научно обоснованных доказательств того, что ядерная энергетика наносит больший вред здоровью человека или окружающей среде, чем другие технологии производства электроэнергии, уже включенные в Таксономию как виды деятельности, способствующие смягчению последствий изменения климата.
— Техническая оценка ядерной энергетики с учетом критерия «не нанести существенного вреда» Регламента (ЕС) 2020/852 («Таксономический регламент»)
ЕС поручил двум дополнительным экспертным комиссиям подтвердить выводы JRC — экспертной группе Евратома по статье 31 по радиационной защите и SCHEER (Научный комитет по здравоохранению, окружающей среде и новым рискам). Обе группы опубликовали свои отчеты в июле 2021 года, в значительной степени подтвердив выводы JRC, с рядом тем, которые требуют дальнейшего изучения. [126]
SCHEER считает, что выводы и рекомендации отчета относительно нерадиологических воздействий в целом являются всеобъемлющими. (...) SCHEER в целом согласен с этими заявлениями, однако SCHEER считает, что зависимость от операционной нормативной базы сама по себе недостаточна для смягчения этих воздействий, например, в горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, где бремя воздействий ощущается за пределами Европы.
— Обзор SCHEER отчета JRC по технической оценке ядерной энергетики в отношении критериев «не нанести существенного вреда» Регламента (ЕС) 2020/852 («Таксономическое регулирование»)
SCHEER также указал, что вывод JRC о том, что ядерная энергетика «наносит меньше вреда», чем другие (например, возобновляемые) технологии, с которыми она сравнивалась, не полностью эквивалентен критерию «не наносит существенного вреда», постулируемому таксономией. Анализ JRC теплового загрязнения не полностью учитывает ограниченное смешивание воды на мелководье. [127]
Группа «Статья 31» подтвердила выводы JRC: [128]
Выводы отчета JRC основаны на общепризнанных результатах научных исследований, подробно рассмотренных международно признанными организациями и комитетами.
— Мнение Группы экспертов, упомянутой в статье 31 Договора о Евратоме, по отчету Объединенного исследовательского центра «Техническая оценка ядерной энергетики в отношении критерия «не нанести существенного вреда» Регламента (ЕС) 2020/852 («Таксономическое регулирование»)
Также в июле 2021 года группа из 87 членов Европейского парламента подписала открытое письмо, призывающее Европейскую комиссию включить ядерную энергетику в устойчивую таксономию после благоприятных научных отчетов, и предостерегающее от антиядерной коалиции, которая «игнорирует научные выводы и активно выступает против ядерной энергетики». [129]
В феврале 2022 года Европейская комиссия опубликовала Дополнительный акт о делегировании мер по борьбе с изменением климата к таксономии, который устанавливает конкретные критерии, согласно которым ядерная энергетика может быть включена в схемы финансирования устойчивой энергетики. [130] Включение ядерной энергетики и ископаемого газа в таксономию было обосновано вышеупомянутыми научными отчетами и основано в первую очередь на очень большом потенциале ядерной энергетики для декарбонизации производства электроэнергии. [131] Для ядерной энергетики таксономия охватывает исследования и разработки новых реакторов поколения IV, новых атомных электростанций, построенных с реакторами поколения III, и продление срока службы существующих атомных электростанций. Все проекты должны соответствовать требованиям в отношении безопасности, теплового загрязнения и управления отходами.
Средняя атомная электростанция предотвращает выбросы 2 000 000 метрических тонн CO 2 , 5 200 метрических тонн SO 2 и 2 200 метрических тонн NO x в год по сравнению со средней электростанцией, работающей на ископаемом топливе. [133]
Хотя ядерная энергетика не является источником прямых выбросов парниковых газов, выбросы происходят, как и в случае с любым источником энергии, на протяжении жизненного цикла объекта: добыча и производство строительных материалов, строительство завода, эксплуатация, добыча и переработка урана, а также вывод завода из эксплуатации.
Межправительственная группа экспертов по изменению климата обнаружила медианное значение в 12 г (0,42 унции) эквивалентных выбросов углекислого газа за жизненный цикл на киловатт-час (кВт-ч) для ядерной энергетики, что является одним из самых низких показателей среди всех источников энергии и сопоставимо только с ветровой энергией. [134] [135] Данные Международного агентства по атомной энергии показали аналогичный результат: ядерная энергетика имеет самые низкие выбросы среди всех источников энергии, если учитывать как прямые, так и косвенные выбросы от всей энергетической цепочки. [14]
Ученые, занимающиеся климатом и энергетикой, Джеймс Хансен , Кен Калдейра , Керри Эмануэль и Том Уигли опубликовали открытое письмо [136] , в котором, в частности, говорится, что
Возобновляемые источники энергии, такие как ветер, солнце и биомасса, безусловно, будут играть роль в будущей энергетической экономике, но эти источники энергии не могут масштабироваться достаточно быстро, чтобы поставлять дешевую и надежную энергию в масштабах, требуемых мировой экономикой. Хотя теоретически возможно стабилизировать климат без ядерной энергетики, в реальном мире нет надежного пути к стабилизации климата, который не включал бы существенную роль ядерной энергетики.
Это заявление широко обсуждалось в научном сообществе, причем высказывались как «за», так и «против». [137] Также было признано, что выбросы CO2 в течение жизненного цикла ядерной энергетики в конечном итоге увеличатся, как только будет израсходована высококачественная урановая руда, и потребуется добывать и измельчать низкосортный уран с использованием ископаемого топлива, хотя существуют разногласия относительно того, когда это может произойти. [138] [139]
По мере продолжения дебатов по поводу ядерной энергетики выбросы парниковых газов растут. Прогнозы показывают, что даже при драконовских сокращениях выбросов в течение десяти лет мир все равно превысит 650 ppm углекислого газа и катастрофическое среднее повышение температуры на 4 °C (7,2 °F). [140] Общественное мнение таково, что возобновляемые источники энергии, такие как ветер, солнце, биомасса и геотермальная энергия, существенно влияют на глобальное потепление. [141] Все эти источники в совокупности поставляли только 1,3% мировой энергии в 2013 году, поскольку ежегодно сжигалось 8 миллиардов тонн (1,8 × 1013 фунтов) угля. [142] Это «слишком мало, слишком поздно» усилие может быть массовой формой отрицания изменения климата или идеалистическим стремлением к зеленой энергии .
В 2015 году в открытом письме 65 ведущих биологов мира ядерная энергетика была описана как один из источников энергии, наиболее благоприятных для биоразнообразия из-за ее высокой плотности энергии и низкого воздействия на окружающую среду: [143]
Подобно тому, как ведущие климатологи недавно выступили за разработку безопасных ядерных энергетических систем нового поколения для борьбы с изменением климата, мы призываем сообщество по охране природы и окружающей среды взвесить все «за» и «против» различных источников энергии, используя объективные данные и прагматичные компромиссы, а не просто полагаться на идеалистические представления о том, что является «зеленым».
— Открытое письмо Brave New Climate
В ответ на Парижское соглашение 2016 года ряд стран прямо указали ядерную энергетику как часть своих обязательств по сокращению выбросов парниковых газов. [144] В июне 2019 года открытое письмо «руководству и народу Германии», написанное почти 100 польскими экологами и учеными, призвало Германию «пересмотреть решение об окончательном выводе из эксплуатации полностью функциональных атомных электростанций» в интересах борьбы с глобальным потеплением. [145]
В 2020 году группа европейских ученых опубликовала открытое письмо в Европейскую комиссию, призывающее включить ядерную энергетику в качестве «элемента стабильности в безуглеродной Европе». [146] Также в 2020 году коалиция из 30 европейских компаний ядерной промышленности и исследовательских организаций опубликовала открытое письмо, в котором подчеркивается, что ядерная энергетика остается крупнейшим источником энергии с нулевым уровнем выбросов в Европейском союзе. [147]
В 2021 году премьер-министры Венгрии , Франции , Чехии , Румынии , Словакии , Польши и Словении подписали открытое письмо в Европейскую комиссию, призывающее признать важную роль ядерной энергетики как единственного непрерывного источника энергии с низким содержанием углерода, доступного в настоящее время в промышленных масштабах в Европе. [148]
В 2021 году ЕЭК ООН описала предлагаемые пути создания устойчивого энергоснабжения с возросшей ролью низкоуглеродной ядерной энергетики. [149] В апреле 2021 года План инфраструктуры президента США Джо Байдена предусматривал, что 100% электроэнергии в США будет вырабатываться из низкоуглеродных источников, среди которых ядерная энергетика будет значительным компонентом. [150]
Пути МЭА «Чистый ноль к 2050 году», опубликованные в 2021 году, предполагают рост мощности ядерной энергетики на 104% в сочетании с ростом возобновляемых источников энергии, в основном солнечной энергии, на 714%. [151] В июне 2021 года более 100 организаций опубликовали позиционный документ для климатической конференции COP26 , в котором подчеркивается тот факт, что ядерная энергетика является низкоуглеродным управляемым источником энергии, который оказался наиболее успешным в сокращении выбросов CO2 в энергетическом секторе. [152]
В августе 2021 года Европейская экономическая комиссия ООН (ЕЭК ООН) охарактеризовала ядерную энергетику как важный инструмент смягчения последствий изменения климата, который позволил предотвратить 74 Гт выбросов CO2 за последние полвека, обеспечивает 20% энергии в Европе и 43% низкоуглеродной энергии. [153]
Столкнувшись с ростом цен на ископаемый газ и повторным открытием новых угольных и газовых электростанций, ряд европейских лидеров подвергли сомнению антиатомную политику Бельгии и Германии. Европейский комиссар по внутреннему рынку Тьерри Бретон охарактеризовал закрытие действующих атомных электростанций как лишение Европы низкоуглеродных энергетических мощностей. Такие организации, как Climate Bonds Initiative, Stand Up for Nuclear, Nuklearia и Mothers for Nuclear Germany-Austria-Switzerland, организуют периодические мероприятия в защиту подлежащих закрытию электростанций. [154]
Мировой ядерный флот ежегодно производит около 10 000 метрических тонн (22 000 000 фунтов) высокоактивного отработанного ядерного топлива. [14] [155] Управление высокоактивными радиоактивными отходами касается управления и утилизации высокорадиоактивных материалов , образующихся при производстве ядерной энергии. Это требует использования «геологического захоронения» или захоронения из-за чрезвычайно длительных периодов времени, в течение которых радиоактивные отходы остаются смертельными для живых организмов. Особую озабоченность вызывают два долгоживущих продукта деления , технеций-99 ( период полураспада 220 000 лет) и йод-129 (период полураспада 15,7 миллионов лет), [156] которые доминируют в радиоактивности отработанного ядерного топлива через несколько тысяч лет. Наиболее проблемными трансурановыми элементами в отработанном топливе являются нептуний-237 (период полураспада два миллиона лет) и плутоний-239 (период полураспада 24 000 лет). [157] Однако многие побочные продукты ядерной энергетики сами по себе пригодны для использования в качестве ядерного топлива; извлечение пригодного для использования энергопроизводящего содержимого из ядерных отходов называется « ядерной переработкой ». Около 80% побочных продуктов могут быть переработаны и переработаны обратно в ядерное топливо, [158] сводя на нет этот эффект. Оставшиеся высокоактивные радиоактивные отходы требуют сложной обработки и управления для успешной изоляции их от биосферы . Обычно это требует обработки, за которой следует долгосрочная стратегия управления, включающая постоянное хранение, утилизацию или преобразование отходов в нетоксичную форму. [159]
Около 95% ядерных отходов по объему классифицируются как очень низкоактивные отходы (ОНАО) или низкоактивные отходы (НАО), при этом 4% составляют отходы среднего уровня активности (СУА) и менее 1% — высокоактивные отходы (ВАО). [160] С 1954 года (начало производства ядерной энергии) до конца 2016 года во всем мире было произведено около 390 000 тонн отработанного топлива. Около трети из них было переработано, а остальное находилось на хранении. [160]
Правительства по всему миру рассматривают ряд вариантов управления отходами и их утилизации, обычно включающих глубокое геологическое размещение, хотя был достигнут ограниченный прогресс в реализации долгосрочных решений по управлению отходами. [161] Это отчасти объясняется тем, что рассматриваемые временные рамки при работе с радиоактивными отходами варьируются от 10 000 до миллионов лет, [162] [163] согласно исследованиям, основанным на эффекте расчетных доз радиации. [164]
Поскольку доля атомов радиоизотопа , распадающихся за единицу времени, обратно пропорциональна его периоду полураспада, относительная радиоактивность некоторого количества захороненных радиоактивных отходов жизнедеятельности человека со временем будет уменьшаться по сравнению с естественными радиоизотопами (такими как цепочка распада 120 триллионов тонн тория и 40 триллионов тонн урана, которые находятся в относительно следовых концентрациях частей на миллион каждый в земной коре 3 × 10Масса 19 тонн). [165] [166] [167]
Например, в течение тысяч лет, после того как распадутся наиболее активные радиоизотопы с коротким периодом полураспада, захоронение ядерных отходов США увеличит радиоактивность в верхних 2000 футах (610 м) скальных пород и почвы в Соединенных Штатах (100 миллионов км2 или 39 миллионов квадратных миль) [ необходима ссылка ] примерно на 0,1 части на миллион по сравнению с совокупным количеством естественных радиоизотопов в таком объеме, хотя в окрестностях этого места концентрация искусственных радиоизотопов под землей будет намного выше, чем в среднем. [168] [ссылка не работает]
Утилизация ядерных отходов является одним из самых спорных аспектов дебатов об атомной энергетике. В настоящее время отходы в основном хранятся на отдельных площадках реакторов, и в мире существует более 430 мест, где радиоактивные материалы продолжают накапливаться. [ требуется ссылка ] Эксперты сходятся во мнении, что централизованные подземные хранилища, которые хорошо управляются, охраняются и контролируются, были бы огромным улучшением. [169] Существует международный консенсус относительно целесообразности хранения ядерных отходов в глубоких подземных хранилищах, [170] но ни одна страна в мире еще не открыла такое хранилище по состоянию на 2009 год. [170] [171] [172] [173] Существуют специальные хранилища отходов на пилотном заводе по изоляции отходов в Нью-Мексико и два в немецких соляных шахтах, хранилище Морслебен и Шахт Ассе II .
Публичные дебаты по этому вопросу часто фокусируются только на ядерных отходах, игнорируя тот факт, что существующие глубокие геологические хранилища по всему миру (включая Канаду и Германию) уже существуют и хранят высокотоксичные отходы, такие как мышьяк, ртуть и цианид, которые, в отличие от ядерных отходов, не теряют токсичности со временем. [174] Многочисленные сообщения СМИ о предполагаемых «радиоактивных утечках» из ядерных хранилищ в Германии также путают отходы с атомных электростанций с низкоактивными медицинскими отходами (такими как облученные рентгеновские пластины и устройства). [175]
В отчете Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии за 2021 год (см. выше) сделан вывод: [26]
Управление радиоактивными отходами и их безопасная и надежная утилизация являются необходимым шагом в жизненном цикле всех приложений ядерной науки и технологий (атомная энергетика, исследования, промышленность, образование, медицина и т. д.). Таким образом, радиоактивные отходы образуются практически в каждой стране, причем наибольший вклад вносит жизненный цикл ядерной энергетики в странах, эксплуатирующих атомные электростанции. В настоящее время существует широкий научный и технический консенсус в отношении того, что утилизация высокоактивных, долгоживущих радиоактивных отходов в глубоких геологических формациях, на уровне сегодняшних знаний, рассматривается как подходящий и безопасный способ их изоляции от биосферы на очень длительные сроки.
В марте 2013 года климатологи Пушкер Хареча и Джеймс Хансен опубликовали статью в журнале Environmental Science & Technology под названием «Предотвращение смертности и выбросов парниковых газов от исторической и прогнозируемой ядерной энергетики» . [176] В ней подсчитано, что в среднем 1,8 миллиона жизней были спасены во всем мире благодаря использованию ядерной энергетики вместо ископаемого топлива в период с 1971 по 2009 год. В статье рассматриваются уровни смертности на единицу электроэнергии, произведенной из ископаемого топлива (угля и природного газа), а также ядерной энергетики. Хареча и Хансен утверждают, что их результаты, вероятно, консервативны, поскольку они анализируют только случаи смерти и не включают ряд серьезных, но не смертельных респираторных заболеваний, рака, наследственных эффектов и проблем с сердцем, а также не учитывают тот факт, что сжигание ископаемого топлива в развивающихся странах, как правило, имеет более высокий углеродный и воздушный след, чем в развитых странах. [177] Авторы также приходят к выводу, что в период с 1971 по 2009 год ядерная энергетика позволила избежать выбросов около 64 миллиардов тонн (7,1 × 10 10 тонн ) эквивалента углекислого газа, а в период с 2010 по 2050 год ядерная энергетика могла бы дополнительно предотвратить выбросы до 80–240 миллиардов тонн (8,8 × 10 10 –2,65 × 10 11 тонн).
Исследование Energiewende, проведенное в 2020 году , показало, что если бы Германия отложила отказ от атомной энергетики и сначала отказалась от угля, это могло бы спасти 1100 жизней и сэкономить 12 миллиардов долларов социальных расходов в год. [178] [179]
В 2020 году Ватикан высоко оценил «мирные ядерные технологии» как важный фактор «сокращения масштабов нищеты и способности стран достигать своих целей в области развития устойчивым образом». [180]
По сравнению с другими источниками энергии, ядерная энергетика (наряду с солнечной и ветровой энергией) относится к самым безопасным, [23] [24] [25] [26] учитывая все риски от добычи до производства и хранения, включая риски впечатляющих ядерных аварий. Источники воздействия на здоровье от ядерной энергетики включают профессиональное воздействие (в основном во время добычи), повседневное воздействие от производства электроэнергии, вывода из эксплуатации, переработки, утилизации отходов и аварий. [14] Количество смертей, вызванных этими эффектами, крайне мало. [14]
Аварии в ядерной промышленности были менее разрушительными, чем аварии в гидроэнергетике , и менее разрушительными, чем постоянный, непрерывный ущерб от загрязняющих воздух веществ из ископаемого топлива. Например, при эксплуатации атомной электростанции мощностью 1000 МВт , включая добычу урана, эксплуатацию реактора и утилизацию отходов, доза облучения составляет 136 человеко-бэр/год, в то время как доза составляет 490 человеко-бэр/год для эквивалентной угольной электростанции. [181] [182] Всемирная ядерная ассоциация приводит сравнение смертей от несчастных случаев в ходе различных форм производства энергии. В их сравнении количество смертей на ТВт-год электроэнергии, произведенной с 1970 по 1992 год, указано как 885 для гидроэнергетики, 342 для угля, 85 для природного газа и 8 для ядерной энергетики. [183] Аварии на атомных электростанциях занимают первое место по экономическим затратам, составляя 41 процент всего ущерба имуществу, связанного с энергетическими авариями по состоянию на 2008 год. [22]
Исследование EU JRC в 2021 году сравнило фактические и потенциальные показатели смертности для различных технологий генерации энергии на основе базы данных о тяжелых авариях, связанных с энергетикой (ENSAD). В связи с тем, что фактических ядерных аварий было очень мало по сравнению с такими технологиями, как уголь или ископаемый газ, было применено дополнительное моделирование с использованием методологии вероятностной оценки безопасности (PSA) для оценки и количественной оценки риска гипотетических тяжелых ядерных аварий в будущем. Анализ рассматривал реакторы поколения II ( PWR ) и поколения III ( EPR ) и оценивал два показателя — показатель смертности на ГВт·ч (отражающий потери, связанные с нормальной эксплуатацией), и максимальное вероятное количество жертв в одной гипотетической аварии, отражающее общее неприятие риска. В отношении показателя смертности на ГВт·ч в реакторах поколения II был сделан следующий вывод: [26]
Что касается первой метрики, показателей смертности, результаты показывают, что на современных атомных электростанциях второго поколения уровень смертности очень низкий по сравнению со всеми формами энергии на ископаемом топливе и сопоставим с гидроэнергетикой в странах ОЭСР и ветровой энергетикой. Только солнечная энергетика имеет значительно более низкие показатели смертности. (...) Действующие атомные электростанции постоянно совершенствуются. В результате уроков, извлеченных из опыта эксплуатации, развития научных знаний или по мере обновления стандартов безопасности, на существующих атомных электростанциях внедряются разумно осуществимые улучшения безопасности.
В отношении коэффициента смертности на ГВт·ч реакторов поколения III (EPR): [26]
Атомные электростанции поколения III проектируются в полном соответствии с новейшими международными стандартами безопасности, которые постоянно обновляются с учетом прогресса в знаниях и уроков, извлеченных из опыта эксплуатации, включая такие крупные события, как аварии на Три-Майл-Айленде, Чернобыле и Фукусиме. Последние стандарты включают расширенные требования, связанные с предотвращением и смягчением последствий серьезных аварий. Диапазон постулируемых исходных событий, учитываемых при проектировании станции, был расширен и теперь включает в себя систематически множественные отказы оборудования и другие весьма маловероятные события, что приводит к очень высокому уровню предотвращения аварий, приводящих к расплавлению топлива. Несмотря на высокий уровень предотвращения аварий с расплавлением активной зоны, проект должен быть таким, чтобы обеспечить возможность смягчения последствий серьезной деградации активной зоны реактора. Для этого необходимо постулировать репрезентативный набор последовательностей аварий с расплавлением активной зоны, которые будут использоваться для проектирования смягчающих функций, которые будут реализованы в проекте станции, чтобы обеспечить защиту функции локализации и избежать крупных или ранних радиоактивных выбросов в окружающую среду. Согласно WENRA [3.5-3], цель состоит в том, чтобы гарантировать, что даже в худшем случае воздействие любых радиоактивных выбросов в окружающую среду будет ограничено в пределах нескольких км от границы площадки. Эти последние требования отражены в очень низком уровне смертности для Европейского реактора с водой под давлением (EPR) третьего поколения, показанном на рисунке 3.5-1. Уровень смертности, связанный с будущей ядерной энергетикой, является самым низким из всех технологий.
Вторая оценка, максимальное количество жертв в худшем случае, намного выше, и вероятность такой аварии оценивается в 10−10 на реактор в год, или один раз в десять миллиардов лет: [26]
Максимальное вероятное число погибших в результате гипотетической ядерной аварии на АЭС третьего поколения, рассчитанное Хиршбергом и др. [3.5-1], сопоставимо с соответствующим числом для гидроэлектростанций, которое составляет около 10 000 погибших из-за гипотетического прорыва плотины. В этом случае все погибшие или в основном являются немедленными и, как предполагается, имеют более высокую частоту возникновения.
В отчете JRC отмечается, что «такое количество смертей, даже если оно основано на очень пессимистичных предположениях, влияет на общественное восприятие из-за неприятия катастроф (или риска)», объясняя, что широкая общественность придает большую кажущуюся важность событиям с низкой частотой и большим числом жертв, в то время как даже гораздо большее число жертв, но равномерно распределенное во времени, не воспринимается как одинаково важное. Для сравнения, в ЕС более 400 000 преждевременных смертей в год приписываются загрязнению воздуха, а 480 000 преждевременных смертей в год среди курильщиков и 40 000 среди некурящих в год — табаку в США. [26]
Бенджамин К. Совакул сообщил, что во всем мире произошло 99 аварий на атомных электростанциях. [184] Пятьдесят семь аварий произошло после Чернобыльской катастрофы , и 57% (56 из 99) всех аварий, связанных с ядерной промышленностью, произошли в США. [184] Серьезные аварии на атомных электростанциях включают ядерную катастрофу Фукусима-1 (2011), Чернобыльскую катастрофу (1986), аварию на Три-Майл-Айленде (1979) и аварию SL-1 (1961). [185] Аварии на атомных подводных лодках включают аварию USS Thresher (1963), [186] аварию реактора K-19 (1961), [187] аварию реактора K-27 (1968), [188] и аварию реактора K-431 (1985). [185]
Влияние ядерных аварий было предметом дебатов практически с момента строительства первых ядерных реакторов . Это также было ключевым фактором общественной обеспокоенности по поводу ядерных объектов . [189] Были приняты некоторые технические меры по снижению риска аварий или минимизации количества радиоактивности, выбрасываемой в окружающую среду. Таким образом, количество смертей, вызванных этими авариями, минимально, вплоть до того, что усилия по эвакуации Фукусимы привели к примерно в 32 раза большему количеству смертей, вызванных самой аварией, с 1000 до 1600 смертей в результате эвакуации и 40-50 смертей в результате самой аварии. [190] Несмотря на использование таких мер безопасности, «было много аварий с различными последствиями, а также промахов и инцидентов». [189]
Атомные электростанции представляют собой сложную энергетическую систему [191] [192], и противники ядерной энергетики критиковали сложность и запутанность этой технологии. Хелен Колдикотт сказала: «... по сути, ядерный реактор — это просто очень сложный и опасный способ вскипятить воду — аналогично тому, как резать фунт масла цепной пилой». [193] Авария на Три-Майл-Айленде в 1979 году вдохновила Чарльза Перроу на книгу «Обычные аварии », в которой ядерная авария происходит в результате непредвиденного взаимодействия множественных отказов в сложной системе. Авария на атомной электростанции была примером обычной аварии, поскольку она считалась «неожиданной, непостижимой, неконтролируемой и неизбежной». [194]
Перроу пришел к выводу, что авария на Три-Майл-Айленде стала следствием огромной сложности системы. Он понял, что такие современные системы с высоким уровнем риска подвержены сбоям, как бы хорошо ими ни управляли. Было неизбежно, что в конечном итоге они пострадают от того, что он назвал «нормальной аварией». Поэтому, предположил он, нам лучше подумать о радикальной переделке или, если это невозможно, полностью отказаться от такой технологии. [195] Эти проблемы были решены с помощью современных пассивных систем безопасности, которые не требуют вмешательства человека для функционирования. [196]
Большинство аспектов безопасности на атомных электростанциях улучшаются с 1990 года. [14] Новые конструкции реакторов безопаснее старых, а старые реакторы, которые все еще находятся в эксплуатации, также улучшились благодаря усовершенствованным процедурам безопасности. [14]
Катастрофические сценарии, включающие террористические атаки, также возможны. [197] Междисциплинарная группа из Массачусетского технологического института (MIT) подсчитала, что с учетом трехкратного увеличения ядерной энергетики с 2005 по 2055 год и неизменной частоты аварий, за этот период можно ожидать четыре аварии с повреждением активной зоны. [198]
В 2020 году парламентское расследование в Австралии показало, что ядерная энергетика является одной из самых безопасных и чистых среди 140 конкретных технологий, проанализированных на основе данных, предоставленных Массачусетским технологическим институтом. [199]
В отчете Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии за 2021 год (см. выше) сделан вывод: [26]
Серьёзные аварии с расплавлением активной зоны действительно случались на атомных электростанциях, и общественность хорошо знает последствия трёх крупных аварий, а именно Три-Майл-Айленд (1979, США), Чернобыль (1986, Советский Союз) и Фукусима (2011, Япония). АЭС, участвовавшие в этих авариях, были разных типов (PWR, RBMK и BWR), и обстоятельства, приведшие к этим событиям, также были очень разными. Серьёзные аварии — это события с крайне низкой вероятностью, но с потенциально серьёзными последствиями, и их нельзя исключить со 100% уверенностью. После аварии на Чернобыльской АЭС международные и национальные усилия были сосредоточены на разработке атомных электростанций третьего поколения, спроектированных в соответствии с повышенными требованиями, связанными с предотвращением и смягчением последствий серьёзных аварий. Развёртывание различных конструкций станций третьего поколения началось в последние 15 лет по всему миру, и сейчас практически строятся и вводятся в эксплуатацию только реакторы третьего поколения. Эти новейшие технологии 10-10 смертельных случаев/ГВт·ч, см. Рисунок 3.5-1 (Части A). Показатели смертности на современных АЭС третьего поколения являются самыми низкими среди всех технологий производства электроэнергии.
Чернобыльский паровой взрыв был ядерной аварией , которая произошла 26 апреля 1986 года на Чернобыльской атомной электростанции в Украине . Паровой взрыв и графитовый пожар высвободили большое количество радиоактивного загрязнения в атмосферу, которое распространилось по большей части западного СССР и Европы. Это считается самой страшной аварией на атомной электростанции в истории и является одной из двух, классифицированных как событие уровня 7 по Международной шкале ядерных событий (другой — ядерная катастрофа на Фукусиме-1 ). [200] В борьбе за сдерживание загрязнения и предотвращение большей катастрофы в конечном итоге участвовало более 500 000 рабочих и стоило, по оценкам, 18 миллиардов рублей , что нанесло ущерб советской экономике. [201] Авария вызвала обеспокоенность по поводу безопасности ядерной энергетики, замедлив ее развитие на несколько лет. [202]
Несмотря на то, что катастрофа на Чернобыльской АЭС стала символом дебатов о безопасности ядерной энергетики, в СССР произошли и другие ядерные аварии на заводе по производству ядерного оружия «Маяк» (недалеко от Челябинска , Россия), а общие радиоактивные выбросы в результате аварий в Челябинске в 1949, 1957 и 1967 годах вместе взятые были значительно выше, чем в Чернобыле. [203] Однако регион около Челябинска был и остается гораздо менее населенным, чем регион вокруг Чернобыля.
Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) провел 20 лет детальных научных и эпидемиологических исследований последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Помимо 57 прямых смертей в результате самой аварии, НКДАР ООН в 2005 году предсказал, что до 4000 дополнительных случаев смерти от рака , связанных с аварией, появятся «среди 600 000 человек, получивших более значительное облучение (ликвидаторы, работавшие в 1986–1987 годах, эвакуированные и жители наиболее загрязненных территорий)». [204] По данным BBC , «убедительно, что около 5000 случаев рака щитовидной железы — большинство из которых были вылечены и излечены — были вызваны загрязнением. Многие подозревают, что радиация вызвала или вызовет другие виды рака, но доказательства разрозненны. На фоне сообщений о других проблемах со здоровьем — включая врожденные дефекты — все еще не ясно, можно ли отнести их к радиации». [205] Россия, Украина и Беларусь несли бремя постоянных и существенных расходов на дезактивацию и здравоохранение после Чернобыльской катастрофы. [206] [ необходим сторонний источник ]
После землетрясения, цунами и отказа систем охлаждения на АЭС «Фукусима I» , а также проблем, связанных с другими ядерными объектами в Японии 11 марта 2011 года, была объявлена ядерная чрезвычайная ситуация. Это был первый случай объявления ядерной чрезвычайной ситуации в Японии, и 140 000 жителей в радиусе 20 км (12 миль) от станции были эвакуированы. [211] Взрывы и пожар привели к повышению уровня радиации , что вызвало обвал фондового рынка и паническую скупку товаров в супермаркетах. [212] Великобритания, Франция и некоторые другие страны рекомендовали своим гражданам рассмотреть возможность покинуть Токио в ответ на опасения по поводу распространения ядерного заражения. Аварии привлекли внимание к сохраняющейся обеспокоенности по поводу японских стандартов проектирования ядерных сейсмических объектов и заставили другие правительства пересмотреть свои ядерные программы . Джон Прайс, бывший член отдела политики безопасности Национальной ядерной корпорации Великобритании, заявил, что «может пройти 100 лет, прежде чем расплавленные топливные стержни можно будет безопасно удалить с японской атомной электростанции Фукусима». [213] [ необходим сторонний источник ]
Авария на Три-Майл-Айленде произошла в 1979 году, когда расплавилась активная зона второго блока ( водо-водяной реактор, произведенный компанией Babcock & Wilcox ) атомной электростанции Три-Майл-Айленд в округе Дофин, штат Пенсильвания, недалеко от Гаррисберга , США . Это была самая значительная авария в истории американской коммерческой атомной энергетики, в результате которой произошло высвобождение около 2,5 миллионов кюри радиоактивных благородных газов и около 15 кюри йода-131 . [214] Очистка началась в августе 1979 года и официально завершилась в декабре 1993 года, общая стоимость очистки составила около 1 миллиарда долларов. [215] Инциденту была присвоена оценка пять по семибалльной Международной шкале ядерных событий : авария с более широкими последствиями. [216] [217] [ необходим сторонний источник ]
Последствия для здоровья от ядерной аварии на Три-Майл-Айленде широко, хотя и не повсеместно, признаны очень низкими. Тем не менее, из этого района была эвакуирована 140 000 беременных женщин и детей дошкольного возраста. [218] [219] [220] Авария кристаллизовала антиядерные опасения по поводу безопасности среди активистов и широкой общественности, привела к новым правилам для ядерной промышленности и была названа фактором, способствовавшим снижению строительства новых реакторов, которое уже велось в 1970-х годах. [221]
Ядерная энергетика перешла к улучшению инженерного проектирования. Реакторы поколения IV сейчас находятся на поздней стадии проектирования и разработки для повышения безопасности, устойчивости, эффективности и стоимости. Ключом к последним разработкам является концепция пассивной ядерной безопасности . Пассивная ядерная безопасность не требует действий оператора или электронной обратной связи для безопасного отключения в случае определенного типа чрезвычайной ситуации (обычно перегрева в результате потери охладителя или потери потока охладителя). Это контрастирует со старыми, но распространенными конструкциями реакторов, где естественной тенденцией реакции было быстрое ускорение от повышенных температур. В таком случае системы охлаждения должны быть работоспособны, чтобы предотвратить расплавление. Прошлые ошибки проектирования, такие как Фукусима в Японии, не предполагали, что цунами, вызванное землетрясением, отключит резервные системы, которые должны были стабилизировать реактор после землетрясения. [222] Новые реакторы с пассивной ядерной безопасностью устраняют этот режим отказа.
Комиссия по ядерному регулированию США официально занялась предварительной подачей заявок с четырьмя заявителями, у которых есть реакторы поколения IV. Из проектов этих четырех заявителей два являются реакторами на расплавленных солях , один — компактным быстрым реактором, а один — модульным высокотемпературным газоохлаждаемым реактором . [223]
Главной проблемой в ядерных дебатах является то, каковы долгосрочные последствия проживания вблизи атомной электростанции или работы на ней. Эти проблемы обычно сосредоточены на потенциальном повышении риска рака. Однако исследования, проведенные некоммерческими нейтральными агентствами, не нашли убедительных доказательств корреляции между проживанием вблизи атомных электростанций и риском рака. [224]
Было проведено значительное исследование влияния низкоуровневой радиации на человека. Продолжаются дебаты о применимости линейной беспороговой модели по сравнению с радиационным гормезисом и другими конкурирующими моделями, однако прогнозируемый низкий уровень рака при низкой дозе означает, что для осмысленных выводов требуются большие размеры выборки. Исследование, проведенное Национальной академией наук, показало, что канцерогенные эффекты радиации увеличиваются с дозой. [225] Самое крупное исследование работников атомной промышленности в истории охватило почти полмиллиона человек и пришло к выводу, что 1–2% смертей от рака, вероятно, были вызваны профессиональной дозой. Это было в верхнем диапазоне того, что теория предсказывала LNT, но было «статистически совместимым». [226] Исследование случай-контроль, в котором рассматривались работники атомной промышленности в Бельгии, Франции и Великобритании, подвергшиеся воздействию альфа-излучателей, обнаружило убедительные доказательства связи между низкими дозами альфа-излучения и риском рака легких. Результаты этого исследования, выраженные как риск на эквивалентную дозу в зивертах (Зв), оказались соответствующими результатам для выживших после атомной бомбардировки и, следовательно, подтверждают существующие принятые оценки риска, связанные с внутренними альфа-излучателями и системами радиационной защиты, основанными на них. [227]
Комиссия по ядерному регулированию (NRC) опубликовала информационный листок, в котором изложены 6 различных исследований. В 1990 году Конгресс США поручил Национальному институту рака провести исследование показателей смертности от рака вокруг атомных электростанций и других объектов с 1950 по 1984 год, сосредоточившись на изменении после начала эксплуатации соответствующих объектов. Они пришли к выводу об отсутствии связи. В 2000 году Университет Питтсбурга не обнаружил связи с повышенной смертностью от рака у людей, проживавших в радиусе 5 миль от станции во время аварии на Три-Майл-Айленде . В том же году Департамент общественного здравоохранения Иллинойса не обнаружил статистических отклонений от нормы в отношении детского рака в округах с атомными электростанциями. В 2001 году Академия наук и техники Коннектикута подтвердила, что выбросы радиации на атомной электростанции «Коннектикут Янки» были пренебрежимо низкими . В том же году Американское онкологическое общество исследовало скопления раковых заболеваний вокруг атомных электростанций и пришло к выводу об отсутствии связи с радиацией, отметив, что скопления раковых заболеваний регулярно возникают по не связанным с ними причинам. В 2001 году Флоридское бюро эпидемиологии окружающей среды снова рассмотрело заявления о повышении уровня заболеваемости раком в округах с атомными электростанциями, однако, используя те же данные, что и заявители, они не обнаружили никаких отклонений. [228]
Ученые узнали о воздействии высокой радиации из исследований последствий бомбардировок населения Хиросимы и Нагасаки. Однако трудно проследить связь воздействия низкой радиации с последующими раковыми заболеваниями и мутациями. Это связано с тем, что латентный период между воздействием и эффектом может составлять 25 лет и более для рака и поколение и более для генетических повреждений. Поскольку атомные электростанции имеют короткую историю, еще рано судить об эффектах. [229]
Большая часть воздействия радиации на человека происходит из-за естественного фонового излучения . Естественные источники радиации составляют среднюю годовую дозу радиации в 295 миллибэр (0,00295 зиверта ). В среднем человек получает около 53 мбэр (0,00053 Зв) от медицинских процедур и 10 мбэр от потребительских товаров в год, по состоянию на май 2011 года. [230] По данным Национального совета по безопасности , люди, живущие в радиусе 50 миль (80 км) от атомной электростанции, получают дополнительно 0,01 мбэр в год. Проживание в радиусе 50 миль от угольной электростанции добавляет 0,03 мбэр в год. [231]
В своем отчете 2000 года « Источники и эффекты ионизирующего излучения » [232] НКДАР ООН также приводит некоторые значения для областей, где радиационный фон очень высок. [233] Например, вы можете иметь некоторое значение, как 370 наногрей в час (0,32 рад / год ) в среднем в Янцзяне, Китай (что означает 3,24 мЗв в год или 324 мбэр), или 1800 нГр/ч (1,6 рад/год) в Керале, Индия (что означает 15,8 мЗв в год или 1580 мбэр). Это также некоторые другие «горячие точки», с некоторыми максимальными значениями 17 000 нГр/ч (15 рад/год) в горячих источниках Рамсара, Иран (что было бы эквивалентно 149 мЗв в год или 14 900 мбэр в год). Самый высокий фон, по-видимому, наблюдается в Гуарапари , где сообщается о 175 мЗв в год (или 17 500 мбэр в год) и максимальном значении 90 000 нГр/ч (79 рад/год), указанном в отчете НКДАР ООН (на пляжах). [233] Исследование радиационного фона в Керале с участием группы из 385 103 жителей пришло к выводу, что «не было выявлено избыточного риска рака от воздействия земного гамма-излучения» и что «хотя статистическая мощность исследования может быть недостаточной из-за низкой дозы, наше исследование заболеваемости раком [...] предполагает, что маловероятно, что оценки риска при низких дозах существенно выше, чем считается в настоящее время». [234]
Текущие руководящие принципы, установленные NRC, требуют обширного планирования действий в чрезвычайных ситуациях между атомными электростанциями, Федеральным агентством по управлению в чрезвычайных ситуациях (FEMA) и местными органами власти. Планы предусматривают различные зоны, определяемые расстоянием от станции и преобладающими погодными условиями, а также защитные меры. В цитируемой ссылке планы подробно описывают различные категории чрезвычайных ситуаций и защитные меры, включая возможную эвакуацию. [235]
Немецкое исследование детского рака вблизи атомных электростанций, названное «исследованием KiKK», было опубликовано в декабре 2007 года. [236] По словам Яна Фэрли, оно «вызвало общественный резонанс и дебаты в СМИ в Германии, которые в других местах не получили должного внимания». Оно было установлено «частично в результате более раннего исследования Кёрблейна и Хоффмана [237] , которые обнаружили статистически значимое увеличение солидных раков (54%) и лейкемии (76%) у детей в возрасте до 5 лет в радиусе 5 км (3,1 мили) от 15 немецких атомных электростанций. Оно показало 2,2-кратное увеличение лейкемии и 1,6-кратное увеличение солидных (в основном эмбриональных) раков среди детей, живущих в радиусе 5 км от всех немецких атомных электростанций». [238] В 2011 году новое исследование данных KiKK было включено в оценку Комитета по медицинским аспектам радиации в окружающей среде (COMARE) заболеваемости детской лейкемией вокруг британских атомных электростанций. Было обнаружено, что контрольная выборка населения, использованная для сравнения в немецком исследовании, могла быть неправильно выбрана, а другие возможные сопутствующие факторы, такие как социально-экономическое положение, не были приняты во внимание. Комитет пришел к выводу, что нет существенных доказательств связи между риском детской лейкемии (у детей младше 5 лет) и проживанием в непосредственной близости от атомной электростанции. [239]
В отчете Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии за 2021 год (см. выше) сделан вывод: [26]
Среднегодовое воздействие на члена населения из-за эффектов, связанных с производством электроэнергии на основе ядерной энергии, составляет около 0,2 микрозиверта, что в десять тысяч раз меньше средней годовой дозы из-за естественного фонового излучения. Согласно исследованиям LCIA (анализ воздействия на жизненный цикл), проанализированным в Главе 3.4 Части A, общее воздействие на здоровье человека как радиологических, так и нерадиологических выбросов из ядерной энергетической цепочки сопоставимо с воздействием на здоровье человека от морской ветроэнергетики.
Некоторые развивающиеся страны , которые планируют перейти на ядерную энергетику, имеют очень плохие показатели промышленной безопасности и проблемы с политической коррупцией . [240] Внутри Китая и за его пределами скорость программы строительства ядерных объектов вызвала обеспокоенность по поводу безопасности. Профессор Хэ Цзосю , который был связан с программой атомной бомбы Китая, сказал, что планы по расширению производства ядерной энергии в двадцать раз к 2030 году могут оказаться катастрофическими, поскольку Китай был серьезно неподготовлен в плане безопасности.
Быстрорастущий ядерный сектор Китая выбирает дешевые технологии, которым «будет 100 лет к тому времени, когда десятки его реакторов достигнут конца своего срока службы», согласно дипломатическим телеграммам из посольства США в Пекине. [241] Спешка в строительстве новых атомных электростанций может «создать проблемы для эффективного управления, эксплуатации и нормативного надзора», причем самым большим потенциальным узким местом являются человеческие ресурсы — «найти достаточно обученного персонала для строительства и эксплуатации всех этих новых электростанций, а также для регулирования отрасли». [241] Задача правительства и ядерных компаний — «следить за растущей армией подрядчиков и субподрядчиков, которые могут поддаться искушению сэкономить». [242] Китаю рекомендуется поддерживать ядерную безопасность в деловой культуре, где качество и безопасность иногда приносятся в жертву сокращению расходов, прибыли и коррупции. Китай запросил международную помощь в обучении большего количества инспекторов атомных электростанций. [242]
Противодействие ядерной энергетике часто связывают с противодействием ядерному оружию. [243] Антиатомный ученый Марк З. Якобсон считает, что рост ядерной энергетики «исторически увеличил способность стран получать или обогащать уран для ядерного оружия ». [197] Однако многие страны имеют гражданские программы ядерной энергетики, не разрабатывая при этом ядерное оружие, и все гражданские реакторы охвачены гарантиями нераспространения МАГАТЭ , включая международные инспекции на заводах. [244]
Иран разработал программу ядерной энергетики под контролем МАГАТЭ и попытался разработать параллельную программу ядерного оружия в строгом отделении от последней, чтобы избежать инспекций МАГАТЭ. [244] Современные легководные реакторы, используемые на большинстве гражданских атомных электростанций, не могут использоваться для производства оружейного урана. [245]
Программа «Мегатонны в мегаватты» 1993–2013 годов успешно привела к переработке 500 тонн российского высокообогащенного урана для боеголовок (эквивалент 20 008 ядерных боеголовок) в низкообогащенный уран, используемый в качестве топлива для гражданских электростанций, и стала самой успешной программой нераспространения в истории. [246]
Четыре реактора AP1000 , которые были спроектированы американской компанией Westinghouse Electric Company , в настоящее время, по состоянию на 2011 год, строятся в Китае [247] , а еще два реактора AP1000 должны быть построены в США. [248] Hyperion Power Generation , которая проектирует модульные реакторные сборки, устойчивые к распространению, является частной американской корпорацией, как и Terrapower , которая имеет финансовую поддержку Билла Гейтса и его Фонда Билла и Мелинды Гейтс . [249]
Развитие тайных и враждебных ядерных установок иногда предотвращалось военными операциями, которые описываются как «радикальные контрраспространенческие» мероприятия. [250] [251]
Ни одна военная операция не была направлена против работающих ядерных реакторов, и ни одна операция не привела к ядерным инцидентам. Ни одна террористическая атака не была направлена против работающих реакторов, за исключением единственной зафиксированной квазитеррористической атаки на строительные площадки атомной электростанции, организованной антиядерными активистами:
Согласно отчету Бюджетного управления Конгресса США за 2004 год , «человеческие, экологические и экономические издержки от успешной атаки на атомную электростанцию, которая приводит к выбросу значительного количества радиоактивных материалов в окружающую среду, могут быть огромными». [252] Комиссия США по 9/11 заявила, что атомные электростанции были потенциальными целями, первоначально рассматриваемыми для атак 11 сентября 2001 года . Если террористические группы могли бы достаточно повредить системы безопасности, чтобы вызвать расплавление активной зоны на атомной электростанции, и/или достаточно повредить бассейны с отработанным топливом, такая атака могла бы привести к широкомасштабному радиоактивному загрязнению. [253]
Новые конструкции реакторов имеют черты пассивной безопасности , такие как затопление активной зоны реактора без активного вмешательства операторов реактора. Но эти меры безопасности, как правило, разрабатывались и изучались в отношении аварий, а не преднамеренной атаки реактора террористической группой. Однако Комиссия по ядерному регулированию США теперь также требует, чтобы новые заявки на получение лицензии на реактор учитывали безопасность на этапе проектирования. [253]
Существует опасение, что если побочные продукты ядерного деления (ядерные отходы, образующиеся на заводе) останутся незащищенными, их можно будет украсть и использовать в качестве радиологического оружия , в просторечии известного как « грязная бомба ». Никаких реальных террористических атак с использованием «грязной бомбы» зафиксировано не было, хотя имели место случаи незаконной торговли расщепляющимися материалами. [254] [255] [256] [257]
Существуют дополнительные опасения, что транспортировка ядерных отходов по дорогам или железным дорогам открывает их для потенциальной кражи. С тех пор Организация Объединенных Наций призвала мировых лидеров улучшить безопасность, чтобы предотвратить попадание радиоактивных материалов в руки террористов , [258] и такие опасения использовались в качестве оправдания централизованных, постоянных и безопасных хранилищ отходов и усиления безопасности вдоль транспортных маршрутов. [259]
Отработанное расщепляющееся топливо недостаточно радиоактивно для создания какого-либо эффективного ядерного оружия в традиционном смысле, где радиоактивный материал является средством взрыва. Заводы по переработке ядерного топлива также получают уран из отработанного реакторного топлива и принимают оставшиеся отходы под свою опеку.
Поддержка ядерной энергетики различается в разных странах и существенно менялась с течением времени.
.png/1280px-Global_public_support_for_energy_sources_(Ipsos_2011).png)
После ядерной катастрофы на Фукусиме Международное энергетическое агентство вдвое снизило свою оценку дополнительных ядерных генерирующих мощностей, которые должны быть построены к 2035 году. [261] Platts сообщило, что «кризис на японских атомных электростанциях Фукусима побудил ведущие страны-потребители энергии пересмотреть безопасность своих существующих реакторов и поставить под сомнение скорость и масштабы планируемых расширений по всему миру». [262] В 2011 году The Economist сообщил, что ядерная энергетика «выглядит опасной, непопулярной, дорогой и рискованной», и что «ее можно сравнительно легко заменить, и от нее можно отказаться без огромных структурных сдвигов в том, как работает мир». [263]
В сентябре 2011 года немецкий инжиниринговый гигант Siemens объявил о полном уходе из ядерной промышленности в ответ на ядерную катастрофу на Фукусиме в Японии. [264] Компания намерена активизировать свою работу в секторе возобновляемых источников энергии . [265] [ требуется обновление ] Комментируя политику правительства Германии по закрытию атомных электростанций, Вернер Зинн, президент Института экономических исследований Ifo при Мюнхенском университете , заявил: «Неправильно закрывать атомные электростанции, потому что это дешевый источник энергии, а ветряная и солнечная энергия никоим образом не могут обеспечить замену. Они намного дороже, а получаемая энергия имеет низкое качество. Энергоемкие отрасли промышленности будут выведены, а конкурентоспособность немецкого производственного сектора снизится или заработные платы будут снижены». [266]
Но что касается предложения о том, что «улучшение коммуникации в промышленности может помочь преодолеть текущие страхи относительно ядерной энергетики», физик Принстонского университета М. В. Рамана говорит, что основная проблема заключается в том, что существует «недоверие к социальным институтам, которые управляют ядерной энергетикой», а опрос Европейской комиссии 2001 года показал, что «только 10,1 процента европейцев доверяют ядерной промышленности». Это общественное недоверие периодически усиливается нарушениями безопасности со стороны ядерных компаний, [ необходима ссылка ] или неэффективностью или коррупцией со стороны органов ядерного регулирования. Однажды утраченное доверие, говорит Рамана, чрезвычайно трудно восстановить. [267] Столкнувшись с общественной антипатией, ядерная промышленность «испробовала множество стратегий, чтобы убедить общественность принять ядерную энергетику», включая публикацию многочисленных «информационных листов», в которых обсуждаются вопросы, вызывающие общественную озабоченность. Рамана говорит, что ни одна из этих стратегий не была очень успешной. [267]
В марте 2012 года компании E.ON UK и RWE npower объявили, что они откажутся от разработки новых атомных электростанций в Великобритании, поставив под сомнение будущее атомной энергетики в Великобритании. [268] Совсем недавно, 4 февраля 2013 года, компания Centrica (владеющая British Gas ) вышла из гонки, отказавшись от своего 20%-ного опциона на четыре новых атомных станции. [269] Совет графства Камбрия (местный орган власти) отклонил заявку на окончательное хранилище отходов 30 января 2013 года — в настоящее время альтернативного места для предложения нет. [270]
С точки зрения текущего ядерного статуса и будущих перспектив: [271]
В феврале 2020 года в США была запущена первая в мире платформа с открытым исходным кодом для проектирования, строительства и финансирования атомных электростанций OPEN100 . [279] Цель этого проекта — обеспечить четкий путь к устойчивому, недорогому будущему с нулевым выбросом углерода. В проекте OPEN100 принимают участие Framatome, Studsvik, Национальная ядерная лаборатория Великобритании, Siemens, Pillsbury, Научно-исследовательский институт электроэнергетики, Национальная лаборатория Айдахо Министерства энергетики США и Национальная лаборатория Ок-Ридж. [280]
В октябре 2020 года Министерство энергетики США объявило о выборе двух американских команд, которые получат 160 миллионов долларов первоначального финансирования в рамках новой Программы демонстрации усовершенствованных реакторов (ARDP). [281] [282] TerraPower LLC (Белвью, Вашингтон) и X-energy (Роквилл, Мэриленд) получили по 80 миллионов долларов каждая на строительство двух усовершенствованных ядерных реакторов, которые могут быть введены в эксплуатацию в течение семи лет. [282]
Большинство экспертов по ядерной энергетике согласны с тем, что ядерная энергетика не имеет негативных последствий для здоровья при нормальной работе, и что даже редкие инциденты привели лишь к ограниченному числу жертв. Все эксперты также сходятся во мнении, что ядерная энергетика выделяет мало парниковых газов, и большинство согласны с тем, что ядерная энергетика должна быть частью решения по борьбе с изменением климата.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Многочисленные исследования с тех пор показывают, что Германия принесла больше вреда, чем пользы. В последнем из этих исследований, рабочем документе, недавно опубликованном Национальным бюро экономических исследований, три экономиста смоделировали электрическую систему Германии, чтобы увидеть, что произошло бы, если бы она продолжала работать на этих атомных электростанциях. Их вывод: это спасло бы жизни 1100 человек в год, которые становятся жертвами загрязнения воздуха, выбрасываемого угольными электростанциями.
теперь есть первоначальный, гораздо более полный анализ затрат и выгод. Основной вывод: выраженный в долларовом эквиваленте 2017 года, отказ от ядерной энергетики обходится более чем в 12 миллиардов долларов в год. Большая часть из них связана с человеческими страданиями.
На сегодняшний день зарегистрировано 237 случаев острой лучевой болезни и 31 смерть.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
