Спасут ли АЭС от глобального потепления?

Глобальное потепление — одна из самых серьезных экологических угроз. Ученые разных стран предлагают свои разработки и сценарии для предотвращения всеобщего экологического апокалипсиса. Одним из последних научных "веяний" стало утверждение о том, что мир от глобального потепления спасет ядерная энергетика. Но так ли это?

Неоспоримый факт: уровни выбросов в атмосферу парниковых газов от ядерной энергетики намного ниже по сравнению с ископаемыми видами топлива. И это стало главным основанием для вывода некоторых ученых (например, во Франции, где доля ядерной энергии в общем балансе страны доходит до 80%) о том, что именно скорейшее развитие атомной энергии в мире повлияет на снижение выбросов парниковых газов.

"Важнейший практический вопрос, редко возникающий в обсуждении этой проблемы, звучит так: сколько АЭС потребуется для того, чтобы серьезно повлиять на снижение выбросов в атмосферу углекислого газа от электростанций на ископаемом топливе?" — говорит американский ученый Брайс Смит (Институт исследования проблем энергетики и окружающей среды).

Чтобы найти ответ, в Массачусетском технологическом институте (МТИ) и в Институте исследования проблем ядерной энергетики и окружающей среды было разработано два сценария дальнейшего развития ядерной энергетики. При этом принималось за основу, что предположительный темп роста электроэнергии в мире одинаков для обоих сценариев — 2,1% в год.

Ученые МТИ предположили "вариант глобального роста" ядерной энергетики с базовой мощностью в 1000 гигаватт (гВт), установленной по всему миру к 2050 году. Оговаривалось, что к этому времени будут выведены из эксплуатации все действующие на сегодняшний день атомные реакторы. Чистый рост такой мощности примерно в три раза превысил бы сегодняшнюю, для чего с 2010 года по 2050-й год каждые 15 дней в мире следовало бы вводить в эксплуатацию один атомный реактор.

Что же произойдет в таком случае с выбросами углекислого газа, которые разрушают экологию планеты и ставят под угрозу саму жизнь? Выводы малоутешительны: несмотря на предполагаемое глобальное увеличение атомной энергии, прирост электричества, которое генерируют АЭС, все равно будет незначительным — примерно 16-20%. За это время возрастет также и производство сгораемого ископаемого топлива. Выбросы углекислого газа от электроэнергетического сектора, который и порождает в основном так называемый "парниковый эффект", продолжат расти.

Второй сценарий ("сценарий устойчивого роста") предложила группа ученых во главе с Брайсом Смитом. Используя заданные в работе ученых из МТИ параметры роста спроса на электроэнергию, они подсчитали количество атомных реакторов, которые потребуются для того, чтобы даже не сократить, а просто сохранить мировые выбросы углекислого газа на уровне 2000 года. Оказалось, что даже если принять во внимание планы по использованию возобновляемых источников энергии и заводы, работающие на природном газе, то для этого потребуется от 1900 до 3300 гВт "ядерной" мощности. Для упрощения расчетов ученые взяли за основу средний показатель — 2500 гВт мощности. Оказалось, для того, чтобы значительно сократить выбросы углекислого газа, используя АЭС, на возведение одной атомной электростанции в мире должно уходить меньше недели.

В итоге ученые из обоих институтов были вынуждены отказаться от идеи использования атомной энергии для снижения выбросов парниковых газов — слишком уж это опасно для спасения мира (по аналогии с известным высказыванием: борьба за мир будет такой, что камня на камне от него не останется).

Объясняя бесперспективность ядерной энергетики как панацеи от "парникового эффекта", ученые Института проблем ядерной энергетики и окружающей среды акцентируют внимание на проблемах, которые могут возникнуть, если пойти по этому пути. Прежде всего, это потенциальная связь широкого развития ядерной энергетики с распространением ядерного оружия. "Для того, чтобы обеспечить всех топливом по двум описанным сценариям – "глобального роста ядерной энергетики", предложенному учеными из МТИ, и по нашему варианту ее "устойчивого роста", мировое обогащение урана должно вырасти примерно с двух с половиной до шести раз. Но всего лишь одного процента мощности обогащения по сценарию "глобального роста" ядерной энергетики хватило бы для получения высокообогащенного урана и производства примерно 210 единиц ядерного оружия в год", — сказал "Росбалту" директор Института проблем ядерной энергетики и окружающей среды доктор Арджун Макхиджани.

Этого же опасается и Брайс Смит: "Предложения по снижению рисков распространения ядерного оружия вряд ли принесут результаты в мире, где пять признанных ядерных держав стремятся навсегда сохранить свои ядерные арсеналы. Система, при которой некоторым странам позволено аккумулировать ядерное оружие, при этом навязывая агрессивные проверки и ограничивая деятельность других стран, вряд ли будет устойчиво развиваться. Без конкретной верификационной программы по полной ликвидации десятков тысяч единиц ядерного оружия ни один план по его нераспространению не будет реализован, каким бы хорошим он ни был". А широкое "насаждение" ядерной энергетики, даже с благими намерениями, по мнению этой группы ученых, может подхлестнуть страны развивать ее вовсе с другими целями.

Второй причиной отказа от идеи спасения мира от глобального потепления с помощью тотального развития ядерной энергетики американские ученые называют "потенциальную опасность чрезвычайной аварии с ядерным реактором или хорошо спланированной террористической атаки с серьезной радиационной утечкой". Это — еще одна проблема исключительно ядерной энергетики. В частности, научные исследования Национальной лаборатории Сэндиа (Sandia National Laboratories) показали, что "чрезвычайная авария на одной из действующих сегодня АЭС в США может в некоторых случаях привести к десяткам тысяч моментальных и отложенных по времени смертей, а также нанести ущерб на сотни миллиардов долларов". Причем речь идет о разрушении только одного контейнмента ядерного реактора.

В этом смысле интересно высказывание бывшего члена Комиссии США по ядерному регулированию Питера Брэдфорда: "Хороший урок, который преподала АЭС на Три Майл Айленд (Three Mile Island) (авария на АЭС в 1979 году – "Росбалт") для Уолл-стрит заключался в том, что группе операторов ядерного реактора, профессионалов, лицензированных Комиссией, удалось примерно за полтора часа превратить активы в $2 млрд в очистительные работы стоимостью $1 млрд".

Группа ученых Брайса Смита приводит следующие данные: в течение почти 3000 реакторо-лет эксплуатации АЭС в США (столько получается, если умножить количество реакторов на годы их работы) произошло одно частичное разрушение активной зоны ядерного реактора и ряд предаварийных неполадок. Учитывая это, вероятность аварии составляет между 1 к 8440 и 1 к 630 в год. Взяв за основу предположение исследователей из МТИ о том, что в будущем АЭС будут в десять раз надежнее действующих, а также среднюю вероятность аварии 1 к 1800 в год, ученые из Института проблем энергетики и окружающей среды пришли к интересным выводам. Оказалось, что в таком случае вероятность как минимум одной аварии в мире к 2050 году превысит 75% по сценарию "глобального роста ядерной энергетики" и более 90% — по сценарию ее "устойчивого развития". (Здесь следует отметить, что гражданская ядерная промышленность существует вот уже более 50 лет, а с момента последнего заказа на возведение ядерного реактора в США прошло уже более 25 лет.)

Третья серьезная причина, из-за которой ученые отказались от обоих сценариев использования ядерной энергетики для снижения "парникового эффекта", — проблема обращения с радиоактивными отходами, которая усугубляется присутствием в них плутония, применяемого для ядерного оружия. "Несмотря на то, что обращение с низкоактивными отходами останется трудновыполнимой задачей, намного большие опасения вызывает проблема отработанного ядерного топлива, — сказал обозревателю "Росбалта" Брайс Смит. — Ее решение усложняет длительный период полураспада некоторых радионуклидов в ядерных отходах". Речь идет, например, о плутонии-239 (период полураспада — 24 тыс. лет), технеции-99 (полураспад – 212 тыс. лет), йоде-129 (полураспад — 15,7 млн лет).

По сценарию "глобального роста ядерной энергетики", к 2050 году "средний темп наработки отработанного топлива практически удвоится, пропорционально возрастут темпы роста при сценарии ее "устойчивого развития". По расчетам ученых из МТИ это значит, что при интенсивном развитии ядерной энергетики в мире раз в пять с половиной лет должно "открываться" одно хранилище ядерных отходов на 70 тыс. метрических тонн. (Такое, как в Юкка Маунтин, США.) А это не так просто, как на первый взгляд может показаться.

Как отмечает Арджун Макхиджани, поиски и исследование места под хранилище ядерных отходов в Юкка-Маунтин заняло более 20 лет. Пока это единственное место в США, на котором остановилось Министерство энергетики страны. На него уже потрачено $9 млрд американских налогоплательщиков, но до сих пор никто не заявил о желании получить лицензию для дальнейшей работы — слишком много "головной боли". И, насколько известно, ни одна страна в обозримом будущем (до 2020 года) не планирует открытие хранилища ядерных отходов.

И последней причиной, из-за которой сценарии использования ядерной энергетики в решении проблемы глобального потепления были отвергнуты, ученые называют ее дороговизну. "Атомная энергия, безусловно, является дорогостоящим источником электроэнергии, проектные затраты которой варьируются от шести до семи центов за киловатт в час (кВт/ч) для новых реакторов", — отмечает Брайс Смит. А авторы научного отчета МТИ пошли еще дальше: "Среди всех источников энергоснабжения такие аспекты, как потенциальное воздействие на людей, вызванное недостатками в защите или обращении с отходами, а также связь с технологией ядерных взрывчатых веществ, относятся только к атомной энергии. Эти характеристики и тот факт, что атомная энергия обходится дороже, на сегодняшний день дискредитируют возможность ее немедленного широкого применения".

Так что снижение выбросов углекислого газа посредством наращивания АЭС по всему миру – это не тот случай, когда клин выбивают клином.

Алла Ярошинская