Топ-9 крупнейших атомных электростанций мира: как они обеспечивают стабильность и экологию

В Казахстане 6 октября 2024 года состоитя республиканский референдум по вопросу строительства в стране АЭС. По итогам проведенных исследований в качестве наиболее предпочтительного района строительства АЭС с мощностью станции до 2800 МВт была выбрана территория села Улькен Жамбылского района Алматинской области. Атомная энергетика является одной из ключевых отраслей мирового энергетического комплекса. Несмотря на вызовы, связанные с безопасностью и отходами, атомные электростанции (АЭС) продолжают развиваться, и многие страны видят в них эффективный и стабильный источник энергии для удовлетворения растущих потребностей в электроэнергии. В этом расширенном обзоре мы рассмотрим крупнейшие АЭС мира, их историю, технические особенности и стратегическое значение для их стран, передает El.kz.

Что такое атомная энергетика?

Атомная энергетика — это технология, использующая цепную реакцию деления ядер атомов для выработки энергии. Это позволяет генерировать огромное количество электроэнергии с минимальными выбросами углекислого газа, что делает АЭС важным компонентом в глобальных усилиях по борьбе с изменением климата. Однако вопросы, связанные с безопасностью, хранением радиоактивных отходов и возможностью аварий, продолжают вызывать дебаты в международном сообществе.

На сегодняшний день в мире действует около 440 атомных реакторов в 32 странах. Крупнейшие атомные державы, такие как США, Франция, Китай и Россия, лидируют в производстве атомной энергии, однако и другие страны активно развивают свои ядерные программы. Давайте подробнее рассмотрим крупнейшие АЭС, каждая из которых вносит значительный вклад в энергетический баланс своих стран.

1. Запорожская АЭС, Украина

История и технические характеристики: Запорожская АЭС была построена в ответ на потребности Украины в увеличении производства электроэнергии в советские годы. Строительство первой очереди началось в 1977 году, а первый энергоблок был введён в эксплуатацию в 1984 году. Окончательное завершение строительства всех шести энергоблоков заняло почти 20 лет. Каждый блок представляет собой водо-водяной энергетический реактор (ВВЭР) с тепловой мощностью 3000 МВт и электрической мощностью 1000 МВт. Это реакторы поколения II, которые являются одними из самых распространённых в мире.

Станция имеет открытую систему охлаждения с использованием воды из Каховского водохранилища. Это связано с географическим положением станции и её необходимостью в значительных водных ресурсах для охлаждения реакторов.

Безопасность и международное значение: После Чернобыльской катастрофы в 1986 году меры безопасности на всех советских и постсоветских АЭС были значительно ужесточены. Запорожская АЭС не стала исключением: были внедрены дополнительные системы защиты, и уровень безопасности станции соответствует международным стандартам.

Однако за последние годы, начиная с 2022 года, станция оказалась в эпицентре конфликта, что стало причиной серьёзных опасений о возможных катастрофах. Запорожская АЭС находится под контролем вооружённых сил, и военные действия рядом с объектом вызывают тревогу по поводу потенциальной аварии. Международные организации, включая МАГАТЭ, неоднократно направляли миссии для проверки безопасности станции и предотвращения возможных аварий.

Энергетическое значение: До начала конфликта Запорожская АЭС вырабатывала до 40% электроэнергии, производимой на атомных электростанциях Украины, и до 20% от всей электроэнергии, потребляемой в стране. Введение в эксплуатацию всех шести энергоблоков сделало Украину одной из крупнейших стран-производителей атомной энергии в Европе. Станция также играла важную роль в экспортных поставках электроэнергии в соседние страны.

2. Касивадзаки-Карива, Япония

История и технические характеристики: АЭС Касивадзаки-Карива является одной из наиболее технологически продвинутых станций в мире. Строительство станции началось в 1970-х годах, и она стала одним из символов японского экономического чуда. Первый реактор был введён в эксплуатацию в 1980 году, а затем последовательно запускались остальные. Всего станция включает семь реакторов: пять кипящих водяных реакторов (BWR) и два усовершенствованных кипящих водяных реактора (ABWR).

ABWR — это модернизированная версия BWR, разработанная для повышения эффективности, безопасности и уменьшения воздействия на окружающую среду. Эти реакторы позволяют производить больше энергии с меньшими затратами на эксплуатацию, а также значительно снижают вероятность аварий.

Сейсмическая активность и безопасность: Особое внимание уделяется вопросам безопасности из-за высокого уровня сейсмической активности в Японии. АЭС Касивадзаки-Карива находится в зоне сейсмической активности, и после землетрясения в Ниигате в 2007 году станция была временно остановлена для проверки и модернизации. После землетрясения и цунами 2011 года, которые привели к катастрофе на АЭС Фукусима-1, японское правительство закрыло большинство своих АЭС для проведения дополнительных проверок.

С момента закрытия станции идут интенсивные работы по улучшению сейсмической устойчивости и внедрению дополнительных систем охлаждения, чтобы предотвратить повторение событий, подобных Фукусиме. Несмотря на это, общественное мнение в Японии остаётся крайне негативным по отношению к атомной энергетике.

Энергетическое значение и будущее: Касивадзаки-Карива долгое время обеспечивала значительную часть потребностей Японии в электроэнергии. Однако после катастрофы на Фукусиме страна вынуждена была пересмотреть свою энергетическую политику. На данный момент станции, как и другим японским АЭС, предстоит пройти строгую проверку, прежде чем они смогут возобновить полную работу. Это вызывает серьёзные дебаты в обществе, где атомная энергия всё чаще уступает место возобновляемым источникам энергии.

3. АЭС Ханьян, Китай

История и технические характеристики: Китайская АЭС Ханьян является примером стремительного роста атомной энергетики в Китае. Первый блок был введён в эксплуатацию в 1994 году, и с тех пор страна активно расширяет мощности станции. В АЭС Ханьян используется технология прессованных водо-водяных реакторов (PWR), которая считается одной из самых безопасных и надёжных на сегодняшний день.

Кроме традиционных реакторов, Китай активно развивает собственные технологии, такие как реактор Hualong One. Это национальная разработка, которая направлена на обеспечение максимальной безопасности и эффективности. Строительство реакторов Hualong One и их введение в эксплуатацию на различных станциях, включая Ханьян, позволяют Китаю не только обеспечивать внутренние потребности, но и экспортировать свои технологии за границу.

Развитие атомной энергетики в Китае: Китай видит в атомной энергетике ключевую составляющую своей энергетической политики. Страна активно инвестирует в строительство новых станций и модернизацию существующих, чтобы сократить зависимость от угля и других ископаемых источников энергии, а также уменьшить выбросы углекислого газа. Китай ставит перед собой амбициозные цели по снижению загрязнения воздуха в крупных городах, и атомные станции играют важную роль в этих планах.

4. Гравелин, Франция

История и технические характеристики: АЭС Гравелин была введена в эксплуатацию в конце 1970-х годов как часть национальной программы Франции по развитию атомной энергетики. Эта программа позволила Франции стать одним из мировых лидеров по использованию атомной энергии, а её опыт по проектированию и эксплуатации реакторов активно используется другими странами.

На станции Гравелин установлены шесть реакторов типа PWR (прессованного водо-водяного типа). Каждый реактор имеет мощность 900 МВт. Станция использует морскую воду из Ла-Манша для охлаждения, что позволяет эффективно снижать температуру реакторов.

Франция и атомная энергетика: АЭС Гравелин, как и многие другие атомные станции во Франции, играет важную роль в обеспечении энергетической независимости страны. После нефтяного кризиса 1970-х годов Франция сделала стратегический выбор в пользу атомной энергетики, что позволило стране сократить свою зависимость от импорта углеводородов. Сегодня около 70% всей электроэнергии во Франции производится на атомных станциях.

Станция также служит важным экспортным центром, поскольку Франция поставляет электроэнергию в соседние страны, такие как Германия, Бельгия и Испания. Это делает атомную энергетику одним из ключевых источников доходов для французской экономики.

5. АЭС Пало-Верде, США

История и технические особенности: АЭС Пало-Верде — это уникальная станция, которая находится в пустыне Аризона. Её строительство началось в 1976 году, а первый энергоблок был введён в эксплуатацию в 1986 году. Станция состоит из трёх энергоблоков с реакторами типа PWR, общей мощностью почти 4 ГВт.

Одной из отличительных особенностей станции является использование переработанных сточных вод для охлаждения реакторов. Это решение стало инновационным шагом, учитывая недостаток пресной воды в регионе. Использование сточных вод позволяет минимизировать экологическое воздействие на окружающую среду.

Роль в энергетической системе США: Пало-Верде — одна из ключевых станций на юго-западе США, которая обеспечивает электроэнергией штаты Аризона, Калифорния, Нью-Мексико и Невада. США остаются мировым лидером в области атомной энергетики, и Пало-Верде — важная часть национальной энергетической инфраструктуры.

6. АЭС Брюс, Канада

История и технические особенности: АЭС Брюс в Канаде, введённая в эксплуатацию в 1970-х годах, использует уникальную канадскую технологию CANDU (Канадский Дейтерий-Уран). 

Реакторы CANDU являются одним из самых инновационных типов реакторов, разработанных в Канаде. Они используют тяжёлую воду (дейтериевый оксид) в качестве замедлителя и охлаждающей жидкости, что позволяет им работать на природном, а не обогащённом уране. Это существенно снижает затраты на топливо и делает эксплуатацию таких реакторов более экономичной в долгосрочной перспективе. АЭС Брюс состоит из восьми реакторов CANDU, каждый из которых имеет мощность около 800 МВт, что даёт суммарную мощность станции примерно 6,3 ГВт, обеспечивая значительный вклад в энергоснабжение страны.

Планы по модернизации и расширению: Станция Брюс в последние годы проходит программы модернизации, направленные на продление срока службы её реакторов. Программа Life-Extension (продление жизненного цикла) стартовала в 2016 году и должна завершиться к 2033 году. Это крупнейший инфраструктурный проект в истории Канады, касающийся атомной энергетики. Благодаря этим работам станция сможет оставаться активным источником электроэнергии ещё несколько десятилетий, что позволит Канаде и далее использовать атомную энергетику как важнейший компонент своего энергобаланса.

Экологическая и экономическая значимость: АЭС Брюс играет ключевую роль в обеспечении устойчивого энергоснабжения в Онтарио, провинции, которая активно снижает свою зависимость от углеродных источников энергии. Атомная энергетика на базе технологий CANDU позволяет минимизировать выбросы CO2, и благодаря работе станции Брюс регион добился значительного сокращения использования угля для генерации электроэнергии. Станция также оказывает значительное влияние на местную экономику, создавая тысячи рабочих мест как напрямую на объекте, так и в связанных отраслях.

7. АЭС Олкилуото, Финляндия

История и технические особенности: АЭС Олкилуото, расположенная на западном побережье Финляндии, считается одним из самых передовых объектов атомной энергетики в мире. Строительство станции началось в 1970-х годах, и первый реактор был введён в эксплуатацию в 1979 году. Впоследствии станция расширялась, и в 2022 году был завершён ввод в эксплуатацию третьего реактора типа EPR (European Pressurized Reactor). EPR — это реактор нового поколения, который разработан с учётом самых высоких стандартов безопасности и эффективности. Его мощность составляет 1,6 ГВт, что делает его одним из самых мощных атомных реакторов в мире.

Продолжительное строительство и технические сложности: Проект Олкилуото-3 стал одним из самых долгосрочных и дорогостоящих атомных проектов в Европе. Строительство реактора началось в 2005 году и должно было завершиться к 2009 году, однако из-за множества технических сложностей и задержек ввод в эксплуатацию был отложен на более чем десятилетие. В результате этого проект стал примером вызовов, с которыми сталкиваются страны при разработке и внедрении новейших атомных технологий. Однако после завершения строительства Олкилуото-3 стал важной частью финской энергетической стратегии.

Значение для Финляндии и региональной энергетической безопасности: Финляндия, обладая холодным климатом и относительно небольшой зависимостью от ископаемых источников энергии, давно делает ставку на атомную энергетику для обеспечения стабильного и надёжного энергоснабжения. Станция Олкилуото играет ключевую роль в удовлетворении этих потребностей, производя около 30% всей атомной энергии страны. Финляндия также активно развивает планы по строительству дополнительных атомных объектов, несмотря на вызовы, связанные с длительным процессом разработки и строительства.

8. АЭС Тайшань, Китай

История и технические особенности: АЭС Тайшань, расположенная в провинции Гуандун на юге Китая, является одной из самых современных атомных станций в мире. Она включает два реактора типа EPR, каждый из которых имеет мощность 1,75 ГВт. Станция была построена в рамках партнёрства между китайской компанией China General Nuclear Power Group (CGN) и французской компанией EDF, что сделало её важным символом международного сотрудничества в области атомной энергетики.

Первый реактор Тайшань был введён в эксплуатацию в 2018 году, а второй — в 2019 году. Тайшань стал первым в мире объектом, на котором были введены в эксплуатацию реакторы типа EPR. Эта технология предоставляет более высокие уровни безопасности и эффективности по сравнению с предыдущими поколениями реакторов. Она также позволяет производить больше энергии на единицу топлива, что снижает затраты на эксплуатацию.

Роль в китайской энергетической политике: АЭС Тайшань — часть амбициозного плана Китая по снижению выбросов углекислого газа и развитию "чистой" энергии. Китай активно строит новые атомные станции, чтобы сократить свою зависимость от угля, который является основным источником загрязнения воздуха и выбросов CO2 в стране. Атомные станции, такие как Тайшань, играют ключевую роль в достижении целей страны по углеродной нейтральности к 2060 году.

9. Будущее атомной энергетики: новые технологии и вызовы

Современные вызовы в атомной энергетике включают не только обеспечение безопасности и экономической эффективности станций, но и необходимость адаптации к новым условиям глобального энергоперехода. В последние годы внимание к разработке малых модульных реакторов (SMR) значительно возросло. Эти реакторы обладают рядом преимуществ, включая более низкие капитальные затраты, более быстрые сроки строительства и повышенную безопасность за счёт меньшего масштаба.

Технологии реакторов поколения IV, такие как быстрые реакторы с жидкометаллическим теплоносителем и реакторы с высокой температурой, представляют собой будущее атомной энергетики. Эти реакторы будут способны работать на переработанном топливе и значительно снизить количество радиоактивных отходов.

Кроме того, важно развивать инфраструктуру для безопасного обращения с отработанным топливом. Проекты глубокого захоронения отходов, такие как хранилища в Финляндии (Олкилуото) и Швеции, представляют собой одно из наиболее перспективных решений для минимизации долгосрочных рисков, связанных с радиоактивными отходами.

Атомная энергетика продолжит играть важную роль в глобальном энергобалансе, особенно в условиях борьбы с изменением климата и перехода к низкоуглеродной экономике.

Подпишитесь на наш Telegram-канал и узнавайте новости первыми!