Атомная энергетика Украины, проблемы и перспективы развития.
В истории человечества не было научного события, более выдающегося по своим последствиям, чем открытие деления ядер урана и овладение ядерной энергией. Человек получил в свое распоряжение огромную, ни с чем не сравнимую силу, новый могучий источник энергии, заложенный в ядрах атомов.
Начало ядерной физики положила опубликованная в декабре 1895г. работа В.Рентгена «О новом роде лучей». Он назвал их Х-лучами, впоследствии они получили название рентгеновских. До 1940г. все работы по ядерной физике широко публиковались. С началом второй мировой войны вся информация и обмен новыми данными были прекращены. Первый ядерный реактор был пущен в США 2/12/1942г. под руководством итальянского ученого Энрико Ферми. Первая в мире атомная электростанция вошла в строй в июне 1954г. а подмосковном городе Обнинске.
Научно-технический прогресс, повышение качества продукции, улучшение условий труда, интенсификация всего общественного производства определяются развитием энергетики страны, основой которой являтся топливная база. Поэтому закономерно, что во всех развитых странах инвестиции в топливно-энергетический комплекс составляют около 40% суммарных капиталовложений в промышленность.
В Украине темпы развития топливно-энергетического комплекса за последнее десятилетие уменьшились: производство электроэнергии уменьшилось на 36%, добыча нефти – на 23%, газа-на 35%, угля – на 49.4%.
Потребность в различных видах энергии и топлива растет высокими темпами при ограниченном использовании таких видов энергетических ресурсов, как нефть, природный газ, ядерное топливо и уголь. Размещение предприятий тяжелой индустрии, где затраты на топливо составляют значительную часть себестоимости готовой продукции, находятся под большим влиянием топливного фактора. На территориальную организацию продуктивных сил и на развитие всего народного хозяйства большое влияние оказывает электроэнергетика, которая является составной частью топливно-энергетического комплекса Украины.
Электроэнергетический комплекс Украины- это основа функционирования и развития национальной экономики, обеспечение цивилизованных условий жизни общества, поэтому его технический, технологический и интеллектуальный потенциал находится на достаточно высоком уровне. Строительство мощных линий электропередач дает возможность освоения топливных ресурсов независимо от отдаления районов потребления. Развитие электрического транспорта расширяет территориальные границы промышленности. Необходимое количество электроэнергии притягивает к себе предприятия и производства, в которых часть топливно-энергетических затрат значительно больше в себестоимости готовой продукции, чем в других отраслях промышленности. Энергетика имеет большое районообразовательное значение. В ряде районов Украины (Донбас, Приднепровье) она определяет производственную специализацию, является основой формирования территориально-производственного комплекса.
В развитии и размещении электроэнергетики в Украине определяющими являются следующие принципы:
-концентрация производства электроэнергии вследствие строительства больших районных электростанций, которые используют дешевое топливо и гидроэнергоресцурсы;
-комбинирование производства энергии и тепла с целью теплообеспечения городов и индустриальных центров;
-широкое освоение гидроэнергоресурсов с учетом комплексного решения задач электроэнергетики, транспорта, водоснабжения;
-опережающее развитие атомной энергетики, особенно в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом.
Размещение электроэнергетики зависит от следующих факторов:
-наличия топливно-энергетических ресурсов;
-потребителей электроэнергии.
В настоящее время почти 1/3 электроэнергии производится в районах ее потребления и 2/3 потребляется в районах ее производства. Географию электростанций может резко изменить технический прогресс.
Все электростанции Украины делятся на 4 вида:
-тепловые электростанции, которые работают на твердом, редком и газообразном топливе. Среди них различают конденсационные и теплоэлектроцентрали;
-гидравлические, которые используют соответственно гидроресурсы и делятся на гидроэлектростанции, гидростимуляционные и приплывные;
-атомные, которые в виде топлива используют обогащенный уран или другие радиоактивные элементы;
-электростанции, которые используют нетрадиционные источники энергии. Среди них перспективными являются ветровые и солнечные.
Распространенными в Украине являются тепловые электростанции. они производят почти 2/3всей электроэнергии. Преймуществом ТЕС является относительно свободное их размещение.
Преимущества ГЭС в том, что они вырабатываю энергия, которая в 5-6 раз дешевле, чем ДРЕС, коэффициент полезного действия энергии – 80%, но их размещение полностью зависит от природных условий и имеет сезонный характер.
Атомные электростанции по характеру используемого топлива не связаны с его месторождением, и это обеспечивает широкий спектр их размещения. АЭС ориентированы исколючительно на потребителей, особенно на районы с ограниченными ресурсами топлива и гидроэнергии.
В состав энергетической области Украины входят:
-8 гидроэлектростанций (ГЭС) мощностью 4.7млн.Квт.;
-44 тепловых электростанции (ТЭC) мощностью 36.5 млн.КВт.
-системообразующая и распределяющая линии свыше 1 млн.км.
-5 действующих мощных атомных электростанций (АЭС) - Запорожская, Южно-Украинская, Ривненская, Хмельницкая, Чернобыльская, мощностью 12.818 млн.КВт.ч. Под давлением общественности остановлено строительство Крымской, Чигиринской, Харьковской АЭС и Одесской ТЕЦ;
На 5 атомных станциях Украины находится 17 энергоблоков, в т.ч.:
-действующих - 14;
-снятых с эксплуатации (№ 1,2 Чернобыльской АЭС) - 2;
-разрушенный запроектной аварией 4 блок ЧАЭС - 1.
Реализация электроэнергии, вырабатываемой на АЭС составили: 1998г. -84,8 %, первое полугодие 1999г. - 66,8%. Сохраняется конкурентоспособность АЭС на рынке электроэнергии. Усредненный тариф электроэнергии, вырабатываемой АЭС, на 59 % ниже, чем произведенный на тепловых электростанциях (ТЭС).
Количество персонала на атомных электростанциях (АЭС) – 48.598 чел., в т.ч. промышленно-производственного персонала - 29.218 чел.
По количеству аварийных остановов энергоблоков украинские АЭС находятся на уровне мировых показателей. По международной шкале ИНЭС в 1998 г и в первом полугодии 1999г нарушений, относящихся к категории АВАРИЯ (уровень "4-7") на украинских АЭС не было, нарушение, относящегося к категории ИНЦИДЕНТ (уровень "2") было одно на Запорожской АЭС. В 1998 г нарушений, относящихся к категории АНОМАЛИЯ (уровень "1"), было семь: Чернобыльская АЭС - 4 нарушения; Запорожская, Южно-Украинская и Ровенская АЭС - по одному нарушению.
Также было 65 нарушений по уровню "0", в том числе:
Запорожская АЭС - 22 нарушения;
Ровенская АЭС - 21 нарушение;
Чернобыльская АЭС - 8 нарушений;
Хмельницкая и Южно-Украинская АЭС - по 7 нарушений.
В первом полугодии 1999 г было одно нарушение по уровню "1" и 31 по уровню "0".
Газо-аэрозольные радиоактивные выбросы АЭС значительно ниже нормы. Коллективные дозы облучения персонала АЭС Украины находятся на уровне ниже допустимых. Образование радиоактивных отходов на АЭС снижается.
Проблемы безопасности атомной энергетики Украины характеризуются следующими факторами:
7 блоков АЭС из 14 эксплуатируются уже более 15 лет. Практически все блоки (кроме блока №6 ЗАЭС) подлежат реконструкции. Необходимо увеличивать обьем и качество технического обслуживания, ремонтов и работ по диагностированию оборудования. Есть необходимость выполнения работ по модернизации существующих и созданию дополнительных систем безопасности. Сложилась критическая ситуация на заводах-поставщиках по производству оборудования, взамен выработавшего ресурс. Его поставки затруднены, что увеличивает расходование валютных средств.
В данное время высока степень заполнения хранилищ жидких и твердых радиоактивных отходов, необходим переход на новые нормы радиационной безопасности с уменьшением предельной годовой дозы персонала с 50 мзв/год до 20 мзв/год.
Финансовые трудности АЭС в основном связаны с неплатежами за электроэнергию. Так, к примеру, из-за неплатежей простаивал блок № 2 ЗАЭС.
Финансово-экономическое состояние АЭС характеризуется следующими основнымими негативными показателями:
-неплатежи (непокрытие товарной продукции денежыми средствами).
-низкий процент оплаты денежными средствами, отсюда большая задолженность в бюджет, по заработной плате, в пенсионный фонд, предприятиям и изготовителям оборудования и запчастей, задержка в оплате за топливо;
-избыточная численность персонала (при общей численности 48.598 чел. - промышленно-производственный персонал составляет 29.218 чел., или 60,1%;
-недовыработка электроэнергии по внутренним причинам составляет 1344 млн/кВт·ч;
-избыточная инфраструктура;
-необходимость затрат на социально-бытовую сферу.
Сегодняшний тариф не позволяет осуществлять дальнейшее развитие атомной энергетики.
Запорожская АЭС сегодня является самой мощной атомной станцией в Европе и третьей - в мире, в эксплуатации которой находятся 6 энергоблоков мощностью по 1 млн.кВт каждый. Первый энергоблок Запорожской АЭС был введен в эксплуатацию 10 декабря 1984 года. Ежегодно до 1989 года в строй вводился один энергоблок АЭС. Шестой энергоблок введен в эксплуатацию в декабре 1995 года. С начала эксплуатации Запорожская АЭС выработала 370,8 млрд.кВтч электроэнергии, что равно энергопотреблению всей Украины в течение более чем двух лет.
Имея установленную мощность 6000 МВт, что составляет 12,1% от суммарной установленной мощности энергетики Украины, производство электрической энергии на Запорожской АЭС в последнее время составляет примерно 47% от общего производства электроэнергии атомными станциями Украины и почти 21 % от общей выработки электроэнергии на Украине.
Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) имеет тенденцию к повышению. За 1998 год КИУМ составил в среднем по энергоблокам ОП ЗАЭС - 67,3%, что является самым высоким показателем среди АЭС Украины с ВВЭР-1000 и отвечает стандартным показателям зарубежных АЭС.
Проверка Запорожской АЭС комиссией МАГАТЭ (апрель 1999 го-да) по программе "OSART", подтвердила высокую степень надежности и безопасности атомной станции. По состоянию на 13.10.99 в работе находятся 5 энергоблоков. Энергоблок № 4 сегодня в плановом ремонте.
Бесперебойное снабжение народного хозяйства электроэнергией обеспечивает коллектив профессионалов, понимающих, что электроэнергетика является стержнем экономики государства, жизнедеятельности страны и ее энергобезопасности.
На станции проводится большой комплекс мероприятий по продлению ресурса оборудования, по разработке модернизированного оборудования, соответствующего современным правилам.
Общий кризис неплатежей в электроэнергетике обуславливает необходимость установления дополнительной надбавки к тарифу на отпускаемую электроэнергию для завершения строительства. Неплатежи за отпущенную и потребленную электроэнергию приводят к вымыванию оборотных средств энергетики и к росту кредиторской задолженности.
Чернобыльская проблема.
Чернобыльская АЭС представляет собой объект атомной энергетики, состоящий из оборудования, зданий и сооружений как непосредственно связанных с выработкой электроэнергии, так и вспомогательных. В его состав входят:
-Энергоблок №1, остановленный в 1996 году в связи с постановлением правительства Украины, и находящийся в состоянии прекращения эксплуатации;
-Энергоблок №2, остановленный в октябре 1991 года после инцидента, связанного с возгоранием на 4-ом турбогенераторе, и находящийся в настоящее время в режиме восстановительного ремонта;
-Энергоблок №3, находящийся в режиме эксплуатации до 2000 года;
-Энергоблок №4, на котором в 1986 году произошла запроектная авария с полным разрушением активной зоны, на котором выполнены первоочередные мероприятия для уменьшения последствий аварии и продолжаются работы по обеспечению контроля его состояния, ядерной и радиационной безопасности;
-Энергоблоки №5 и №6 с незавершенным строительством в соответствии с решением о прекращении строительных работ, принятым после аварии 1986 года.
-Хранилища жидких и твердых радиоактивных отходов ХЖО, ХТО, ХЖТО;
-Хранилище отработанного ядерного топлива ХОЯТ-1;
-Пускорезервная отопительная котельная ПРК;
-Пруд-охладитель с гидротехническими сооружениями;
-Открытые распределительные устройства ОРУ-330 и ОРУ-750.
Чернобыльская проблема требует выполения следующих задач:
-закрытия ЧАЭС-3 со снятием с эксплуатации блоков №1, 2 и 3;
-превращения объекта "Укрытие" в экологически безопасную систему;
-создания централизованного хранилища отработавшего ядерного топлива;
-создания завода по переработке и хранению радиоактивных отходов.
К сожалению, созданные отдельные фрагменты научного обеспечения не отвечают требованиям сегодняшнего дня. Необходимо создание отраслевой науки по проблемам прочности, диагностирования, расчетных кодов, водной химии, технологии обращения с радиоактивными отходами, отработавшего ядерного топлива, сертификации оборудования, вывода из эксплуатации и т.д.
Учитывая высокую конкурентоспособность атомной энергетики, необходимо внимательно проанализировать тариф на электроэнергию для АЭС и включить в него все затраты, обеспечивающие развитие атомной энергетики в соответствии с Законом об атомной энергетике.
Стратегические задачи ядерной энергетики Украины следующие:
-продление срока службы энергоблоков;
-достройка блоков высокой и средней степени готовности;
-закрытие Чернобыльской АЭС со снятием блоков №1, 2 и 3 ЧАЭС с эксплуатации;
-превращение объекта "Укрытие" в экологически безопасную систему;
-создание АЭС на базе реакторов нового поколения;
-научное обеспечение;
-решение финансовых проблем.
Программа развития атомной энергетики до 2010 г. определена в Национальной энергетической программе Украины, утвержденной Верховной Радой Украины в мае 1999г. По постановлению Верховной Рады Украины в эту программу вносятся изменения и дополнения на основе сложившейся на сегодня финансово-экономической ситуации в стране. "Концепция развития атомной энергетики Украины до 2030 года" в настоящее время разрабатывается Минэнерго Украины. Концепция предполагает достижение уровня выработки электроэнергии до 100млрд/кВт·ч и поддержание его после 2010 г., что должно быть достигнуто за счет:
-ввода двух блоков высокой степени готовности ХАЭС-2 и РАЭС-4;
-ввода двух блоков средней степени готовности ХАЭС-3 и ХАЭС-4;
-продления срока службы действующих энергоблоков;
-проектирования новых АЭС на основе реакторов нового поколения.
-полный отказ от услуг предприятий Минатома России до 2004г.
Физическая защита и медико-санитарное обеспечение предприятий атомной энергетики и промышленности
В системе Министерства действует схема обеспечения физической защиты объектов атомной энергетики и промышленности (ядерные установки, ядерные материалы, радиоактивные отходы, другие источники ионизирующего излучения).
Система медико-санитарного обеспечения предприятий атомной энергетики и промышленности в составе девяти специализированных медико-санитарных частей и восьми санитарно-эпидемиологических станций (СЭС) в городах-спутниках АЭС и объектах атомной промышленности обслуживает, кроме производственного персонала, население в городах-спутниках общей численностью свыше 350 тыс. чел.
Основная проблема медико-санитарного обеспечения - финансирование. Из госбюджета выделяются средства только на текущую заработную плату.
В таких районах, как Киевская, Харьковская, Ивано-Франковская, Винницкая, Ровенская, Хмельницкая, Запорожская и Одесская областях уровень загрязнения окружающей среды достаточно высокий вследствие размещения больших объектов электроэнергетики (тепловые и атомные электростанции). Особенно сложная экологическая обстановка, связанная с радиоактивным загрязнением, в районах, прилегающих к Чернобыльской АЭС.
Необходимо провести реконструкцию атомной энергетики на новой технологической основе, создавать энергоблоки, которые использовали бы уран низкого обогащения. Целесообразно строительство новых блоков средник за мощностью атомных электростанций под землей с высочайшим уровнем техники безопасности. Их захоронение после эксплуатации не требует много времени и финансирования. Необохимо увеличивать производство электроэнергии от нетрадиционных источников.
Важная тенденция в развитии электроэнергетики – объединение электростанций в энергосистемы, которые осуществляют производство, транспортирование и разделение электроэнергии между потребителями. Создание энергосистем обуславливается потребностью ритмического обеспеченияпотребителей электроэнергией. Энергосистемы дают возможность маневрировать производством электроэнергии как во времени, так и в пространстве.
Структурное перестроение народного хозяйства, экономное использование топлива и энергии и использование экономических стимулов будут способствовать уменьшению энергоемкости национального продукта. Сегодня в Украине отсутствует механизм стимулирования уменьшения потребления электроэнергии, который должен включать государственную систему энергосбережения на длительную перспективу, систему стандартов и нормативных затрат топливно-энергетических ресурсов.
В настоящее время ситуация в электроэнергетике сложная, прежде всего из-за неплатежей за использованную электрическую и тепловую энергию. Задолженность потребителей составляеть приблизительно 7 млрд.грн. Правительство принимает меры по ограничению и отключению потребителей-должников. Деятельность отрасли находится под постоянным контролем со стороны Президента и Кабинета министров, особенно вопрос о структурном переустройстве электроэнергетического комплекса.
В соответствии с Постановлением Кабинета Министров № 1268 от 17/10/1996г. на базе имущества атомных станций и их инфраструктур было создано государственное предприятие «Национальная атомная энергогенерирующаяч компания «Энергоатом» с возложением на нее функций эксплуатирующей организации, часть из которых в переходный период она делегирует атомным электростанциям. Следующим этапом реформирования отрасли было объединение в мае 1997г. Министерства энергетики и электрификации с государственным комитетом по использованию ядерной энергии, в резуотате чего было создано Министерство энергетики Украины. Указ Президента Украины от 2/08/1999 № 944 «Про деякi вопроси приватизацii об’ектiв электроэнергетического комплекса» оказывает содействие созданию условий для привлечения стратегических инвестиций в отрасль, что даст возможность провести реконструкцию и медернизацию физически изношенного и морально устаревшего оборудования электрообъектов.
Использованная литература.
1.»Розмiщення продуктивних сил Украiни» под. ред. Е.П.Качана, Киев 1999.
2.»Ядерная энергетика» А.М.Петросьянц М.1991
3.»Почти все о ядерном реакторе» Л.В.Матвеев, А.П.Рудик М.1990
4.Материалы компьютерной сети Интернет.