Атомна енергетика Японії. Проблема забезпечення енергетичними

25.07.2015

Атомна енергетика Японії
Проблема забезпечення енергетичними ресурсами була і залишається для Японії досить гострою

Проблема забезпечення енергетичними ресурсами була і залишається для Японії досить гострою. Не маючи власних природних запасів вугілля, нафти, урану, Японія змушена імпортувати майже весь обсяг споживаних енергоресурсів, залишаючись в цьому відношенні мало не в повній залежності від інших країн. Враховуючи це, правлячі кола країни докладають величезні зусилля, щоб звернути на свою користь зміни, що відбуваються на світових ринках палива і сировини. В середині п’ятдесятих років, свідчить японська друк, енергетика країни була радикально переорієнтовано на використання нафти замість вугілля. Світові енергетичні кризи сімдесятих років, багатократне подорожчання нафти призвело до активізації пошуків альтернативних енергоджерел, в особливості до прагнення по можливості ширше використовувати атомну енергію.

Виняткові за своєю значимістю та економічної ефективності перспективи використання атомної енергії для розвитку самих різних сфер матеріального виробництва природно проявили себе і в Японії. Серед цих сфер — електроенергетика, створення нових технологій в енергомістких галузях на основі використання відхідного тепла ядерних реакторів, застосування радіоізотопів в сільському господарстві, медицині і т. д. При всьому різноманітті можливих галузей використання атомної енергії головним з погляду розвитку продуктивних сил суспільства в наш час у перспективі залишається виробництво електроенергії. У середині 1987 року атомна енергетика забезпечувала, за даними японської друку, майже 27% внутрішнього виробництва електроенергії в Японії. В даний час /дані на квітень 2000 року/ діє 51 промисловий ядерний реактор, який виробляють 35% усієї виробленої в країні електроенергії. Згідно з урядовими планами, цей показник до 2010 року має зрости до 42 проц. /оцінка Японського інституту атомної енергетики/.

Інвестиції енергетичних компаній в будівництво атомних електростанцій перевищили 1 трлн ієн. Однак темпи розвитку атомної індустрії Японії, які в 1975-1985 роках становили 19% в рік, в останні роки різко сповільнилися. Ці зміни пов’язані з тим, зазначив високопоставлений представник японського Науково-технічного управління, що в самій Японії АЕС стало будувати все складніше в умовах активізації руху противників атомної енергетики і захисників навколишнього середовища, що змушує японських виробників шукати нові ринки.

Існує два фактори, що сприяють розвитку атомної енергетики Японії:

1) стабільність виробництва електроенергії,

2) економічна ефективність виробництва електроенергії.

Атомна енергетика в меншій мірі, ніж теплова, схильна до коливань світових цін на паливо, а виробництво електроенергії на АЕС пов’язано з найменшими витратами. Формування потужної науково-виробничої бази атомної індустрії, розвиток державного сектора у сфері атомної науки і техніки дозволили Японії здійснити ряд успішних розробок в області технології реакторобудування і паливного циклу і обійти тим самим ліцензійні перешкоди на шляху здешевлення атомного енергетичного виробництва. Зроблені конкретні кроки на шляху до реалізації виробленої ще в кінці 60-х років концепції замкнутого паливного циклу, що базується на використанні плутонію в реакторах-размножителях на швидких нейтронах. Реалізація цієї концепції, за оцінками провідних японських фахівців, дозволить Японії в перспективі істотно послабити паливно-сировинну залежність атомної енергетики від зовнішніх ринків. Енергетичне використання плутонію стало вирішальним ділянкою науково-технічного прогресу в японській атомній енергетиці, концентруючи в собі все більшу частку коштів, що спрямовуються на енергетичні розробки.

Головним критерієм інвестиційної політики держави в цій галузі є економія уранових ресурсів і скорочення залежності від імпорту. Високі витрати на вилучення плутонію при існуючій технології регенерації в Японії, а також у країнах, з якими укладено відповідні контрактні угоди, зумовлюють необхідність інвестувати пошуки шляхів розробки альтернативних паливних циклів на перехідному етапі від легководной до бридерної енергетиці. Досягнення мети формування замкнутого циклу в умовах низької рентабельності досвідчених зразків реакторів-розмножувачів вимагає від держави здійснення цілої системи додаткових заходів щодо модифікації шляхів реалізації довгострокової програми.

На сучасному етапі розвиток атомного енерговиробництва характеризується зростаючим прагненням правлячих кіл Японії повніше використовувати науково-виробничий потенціал країни. Постійна технологічна залежність від США у ряді ланок паливного циклу АЕС, зростаючі масштаби науково-технічних завдань змушують державу більш гнучко підходити до організації механізму стимулювання науково-технічного прогресу в атомній енергетиці за рахунок поєднання традиційних і нових форм, реорганізації джерел фінансування і передачі технології, розробленої в державних лабораторіях, приватного сектору, а також спільної діяльності з іншими країнами, де особливо виділяється співпрацю з Росією.

Багаторазове збільшення цін на нафту стало причиною перегляду багатьох ключових аспектів енергетичної політики Японії, структурної перебудови всієї економіки. Особливу увагу було приділено заходам організаційно-регламентуючого характеру щодо економії енергії в усіх сферах. За період 1980-2000 років енергоємність знизилася в Японії більш ніж в два рази. Надалі, мабуть, збережеться тенденція зниження питомого енергоспоживання. Однак обсяг електроспоживання, згідно з Центру стратегічних досліджень, зросте приблизно вдвічі, що, природно, висуває для Японії завдання пошуку стабільних джерел енергопостачання. Одним з можливих шляхів рішення обрана атомна промисловість.

Урядові плани розвитку ядерної енергетики виходять з того, що аж до 2010 року середньорічні темпи зростання валового внутрішнього продукту Японії складуть 2 проц. викликаючи одночасно і підвищення попиту на електроенергію. Однак у 1999 році було зафіксовано скорочення її споживання на 1,1 відс. що стало першим зниженням за 16 років. До цього додалося різко негативне ставлення більшості населення Японії /68,2 відс. опитаних/ до АЕС із-за невпевненості в їх надійності. Громадська думка стурбована серією аварій на атомних станціях і скандалами навколо спроб властей приховати справжні масштаби. Однак в останні роки в силу ряду вищезазначених причин, що стримують розвиток атомної енергетики, спостерігається помітне відставання фактичних темпів введення нових АЕС від прогнозованих. У разі якщо АЕС, як і зараз, будуть завантажені потужності на 70 проц. і по часу — на 55 проц. і ефективність перетворення теплової енергії в електричну на них складе 35 проц. річна вироблення електроенергії в цій галузі складе близько 630 млрд кВт-ч. тобто АЕС, незважаючи ні на що, були і залишаються найбільш важливою частиною японської електроенергетики.

Становлення і структура

Всього через два роки після прийняття японським парламентом Основного закону з атомної енергії, юридично відкрив приватному сектору доступ в галузі атомної науки і техніки, з атомним виробництвом були вже зв’язані 230 компаній, а 90 з них мали спеціалізовані відділи для проведення атомних досліджень і розробок. Висока технічна складність і наукоємність виготовлення ядерної техніки вимагають до того ж величезних капіталовкладень. Це зумовило об’єднання промислових компаній, пов’язаних з атомним бізнесом, у промислові групи, які сформувалися в 1955-1956 роках, іноді в рамках найстаріших монополістичних об’єднань. У їх числі — «Міцубісі», «Міцуї», Токійська, «Дайіті» і «Сумітомо». Ці групи мають своїми спеціалізованими промисловими підприємствами, навчальними та науково-дослідними центрами і торговою мережею. Провідне місце серед них займає група «Міцубісі», друге місце — група «Міцуї», третє — Токійська. Подібний розподіл замовлень вказує на високий ступінь монополізації виробництва атомного обладнання. Головними компаніями в кожній атомнопромышленной групі є: «Міцубісі» — «Міцубісі гэнсиреку коге», «Міцуї» — «Тосиба денкі», Токійська — «Hitachi, «Дайіті» — «Фудзі денкі», «Сумітомо» — «Сумітомо гэнкиреку коге».

Урядова політика в області ядерного енергетичного виробництва передбачала і передбачає не тільки нарощування сумарних встановлених потужностей АЕС, що видно з правительстенных прогнозів, але і підвищення такого агрегованого показника, який визначає виробничі можливості японської атомної індустрії, як частка устаткування національного виробництва у вартості АЕС. Важливість цього показника підкреслювалася практично у всіх урядових планах в області використання атомної енергії. Для цього, зокрема, в даний час Японія в ході співпраці з Росією вкладає фінанси у ті види НДДКР, які дають їй необхідний технологічний досвід. Це визнавали у своїх заявах високопоставлені представники японського уряду.

Підвищення ролі атомної енергетики було б неможливим без збільшення інвестицій в атомну промисловість, а для стимулювання інвестиційної активності японських виробників атомноэнергетического устаткування уряд надав їм ряд податкових пільг:

1959-1983 рр .. — Введені податкові пільги з метою сприяння експорту техніки і технології;

1969-1982 рр. — Введені податкові пільги для розвитку експериментальної бази Корпорації енергетичних реакторів і ядерного палива.

1961-1982 рр .. — Запроваджено пільги з метою сприяння розвитку матеріально-технічної бази в атомній промисловості. Зменшення темпів зростання енергоспоживання в 70-х — початку 80-х років, невирішеність багатьох проблем, що стоять на шляху атомного енергетичного будівництва, фактори недостатню конкурентоспроможність атомної енергетики в порівнянні з традиційною тепловою призвели до перегляду в 1982 році прогнозних оцінок збільшення потужностей АЕС. Прогнози на 2000-е роки Консультативної ради з енергетики та двох інших впливових організацій — Токійського економічного інституту енергетики та Атомного промислового форуму, — як було згадано вище, передбачають зниження темпів зростання атомних енергопотужностей в середньому на 15-35%. порівняно з плановими ремарками на 2010 рік /згідно з цим планом, сумарна потужність всіх АЕС повинна була досягти 66-70 млн кіловат/.

Тим не менш роль атомної енергетики, як і раніше оцінювалася планувальними організаціями дуже високо. Особливе значення в цьому зв’язку надавалося не тільки заходів з подолання труднощів, що перешкоджають розширенню будівництва, але і рішенням задачі поліпшення економічних показників атомної енергетики в майбутньому. Програма подальшого розвитку атомної промисловості ставила завдання підвищення і прискорення переведення легководной атомної енергетики на використання плутонію. Переорієнтація на новий вид палива була викликана уповільненням темпів освоєння економічною технології і розробки власне уран-плутонієвих реакторів-розмножувачів. Відображенням лінії на посилення ролі легководной атомної енергетики, що функціонує на уран-плутонієвому паливі, стала активізація діяльності японських промислових компаній за двома напрямками:

— співробітництво з іноземними фірмами;

— власна розробка удосконалених теплових реакторів.

До середини 90-х років метою НДДКР було створення таких конструкцій і схем управління атомними електростанціями, що використовують в паливному циклі плутоній, які б забезпечували легкість управління і проведення контрольних перевірок, підвищили експлуатаційну надійність і безпека для персоналу і навколишнього середовища.

Всією цією роботою керував Комітет науково-технічного узгодження, куди входять 30 представників груп і енергетичних компаній. Враховуючи перспективну важливість для країни розробок, які велися новим інститутом, уряд надав субсидії в розмірі 13,6 млрд ієн (в середньому по 2 млрд ієн щорічно), з яких 90 проц. повинні були надійти на спецрахунки сприяння розвитку енергоджерел.

Консультативна Рада з енергетики при міністерстві зовнішньої торгівлі і промисловості рекомендував здійснити в період 1995-2013 років повномасштабне використання плутонію в леговодной атомній енергетиці. На цьому етапі намічалося завершити вивчення комплексу економічних і політичних проблем, пов’язаних з його використанням. Тому до початку цього етапу /1995-2013 рр./ планувалася підготовка умов для широкого енергетичного використання плутонію в легководной атомній енергетиці.

Новий погляд на енергетичну роль плутонію як палива, потенційно здатного підвищити економічну ефективність легководной атомної енергетики, став особливістю довгострокового плану розвитку атомної енергетики Японії 90-х років. Японія намагалася також налагодити збут своїх атомних реакторів за кордоном, однак при цьому виникли труднощі, пов’язані з тим, що на території самої Японії немає уранової руди і, отже, для вивозу і встановлення японських реакторів потрібен дозвіл на реекспорт ядерного палива. Тому для Японії величезне значення має китайський ринок, на якому є власна руда. У 1984 році туди, вперше для Японії, компанія «Міцубісі дзюкоге», яка є найбільшим виробником ядерних реакторів, уклала контракт з КНР на спорудження малогабаритної АЕС. У числі організацій, створених для вивчення можливостей і умов експорту японського обладнання для АЕС в країни, що розвиваються, а також для координації зусиль національних атомних промислових і енергетичних компаній, слід зазначити японський Комітет по співпраці з країнами, що розвиваються при Комісії з атомної енергії.

В даний час, за даними МЗС Японії на квітень 2000 року атомна енергетика Японії базується на реакторах водо-водяного типу /легководних/ під тиском і киплячих, які досить економічні і дають меншу кількість відходів порівняно з традиційними теплоелектростанціями. Зараз всі японські реактори працюють на плутонии. Як вже було сказано вище, до середини 90-х років в ядерній енергетиці Японії головний наголос робився на розвиток реакторів на швидких нейтронах /бридерные/, які працюють на цьому паливі. У лютому 1997 року кабінет міністрів Японії схвалив пропозиції Комісії з ядерної енергії про переведення 18 атомних електростанцій до 2010 року на нове, змішане паливо і про скорочення програми створення брідерної реакторів, що працюють на плутонии. Ці реактори будуть розглядатися як «один з альтернативних варіантів використання нетрадиційних енергоносіїв». Для виконання цієї програми в 1997 році Японія уклала з Бельгією угоду про ефективне використання в мирних цілях плутонію, згідно з яким бельгійська сторона займеться переробкою плутонію, що утворюється в результаті роботи японських АЕС, і виготовленням з нього змішаного оксидного палива. За новою технологією воно буде потім повністю спалюватися в модернізованих ядерних реакторів на легкій воді.

Значна частина асигнувань на атомні НДДКР йде з загального рахунку держбюджету і розподіляється майже повністю по лінії Управління по науці та техніці. З вказаного рахунку держбюджету виділяються, крім того, кошти на атомні НДДКР різним відомчим інститутів при міністерствах — зовнішньої торгівлі і промисловості, транспорту, охорони здоров’я, сільського господарства і землеробства. На їх частку в 1987 році в сукупності довелося 4,5 млрд ієн, що склало 2% від суми асигнувань на ці цілі, які розподіляються Науково-технічним управлінням. Ця величина наочно свідчить про переважну роль цього відомства в ядерних дослідженнях і дає право судити про ступінь фінансування робіт і в наші дні. Основними споживачами коштів, відпущених з Загального рахунку держбюджету по лінії Науково-технічного управління, були Корпорація енергетичних реакторів і ядерного палива (КЭРЯТ) /була ліквідована в 1998 році/ і Японський інститут атомної енергетики (ЯИАЭ).

Потреби в ядерному паливі

Важливою умовою для прискорення розвитку японської атомної енергетики є вирішення проблеми її паливного забезпечення. Основним постачальником за довгостроковими угодами уранової руди Японії є Канада, яка зобов’язалася експортувати 60 тис. тонн руди урану. В останні роки відзначено зростання поставок руди з США, які намагаються тим самим вирішити важливу для себе проблему зменшення негативного сальдо в торгівлі з Японією. Зростає роль Австралії, яка поставить в Японії 17 тис. тонн руди. У 2000 році також був підписаний контракт між Японією і Росією на постачання низькозбагаченого урану в цю країну.

Загострення енергетичних проблем змусило уряд і ділові кола Японії серйозно переглянути свої позиції по ряду питань енергетичної політики. Так, орган японського Атомного промислового форуму зазначав, що «після нафтової кризи і освіти уранових картелів немає впевненості в надійності укладених договорів на постачання природного урану, особливо щодо цін». Тому був прийнятий ряд заходів для забезпечення надійного постачання атомної енергетики природним ураном, зокрема японські компанії намагаються отримати прямий вихід на уранові рудники, минаючи посередників — міжнародні картелі.

Соціальні та економічні проблеми

В ядерному енергетичному будівництві в Японії стали істотні диспропорції між урядовими прогнозами розвитку мережі АЕС та їх фактичним здійсненням. Особливо великі надії покладалися на атомну енергетику в другій половині 70-х років, однак вже з початку 80-х років прогнозні оцінки були переглянуті в бік зниження під впливом як економічних, так і соціальних факторів.

Загальновідома так звана «ядерна алергія» японської громадськості — різко негативне ставлення до всіх областей використання атомної енергії, пов’язане як з пам’яттю про атомні бомбардування Хіросіми і Нагасакі, так і з недавніми скандалами з-за численних випадків аварій на японських АЕС.

також Невдоволення викликають факти теплового впливу АЕС на тваринний і рослинний світ прибережних районів. Всі японські АЕС будувалися на узбережжі і в якості конденсату використовували морську воду. В результаті зливу в морі біля узбережжя температура води сильно підвищувалася, що шкідливо відбивалося на стані морської флори і фауни і в остаточному підсумку позначалося на рибному промислі і доходи багатьох рибальських селищ.

Уряд намагається вирішувати цю проблему, будуючи різні відстійники для води і системи її очищення. Уряд прагне не допустити подальшого посилення антиядерних настроїв і намагається знайти компромісні рішення. Підсумком загальнонародної дискусії з’явився ряд законодавчих актів, ужесточивших контроль центральних організацій, відповідальних за безпеку експлуатації АЕС.

Японським парламентом були прийняті три закони: про розвиток районів у місцях розміщення АЕС, стягнення податків з енергетичних компаній за будівництво електростанцій і про освіту спецрахунки сприяння розвитку енергоджерел. Призначенням даного спецрахунку є не тільки фінансування науково-технічної діяльності в області енергетичних розробок, про що говорилося вище. Він також служить посиленню фінансової бази для урядових заходів у галузі контролю над розвитком атомної енергетики, а також для пропаганди атомної енергетики серед населення.

за Допомогою центрального фінансування створюється економічна основа для залучення префектур і населення в розвиток атомної енергетики:

Наприклад, у 90-х роках порівняно з Англією дози радіоактивного опромінення населення становили відповідно: Японія — норма: 0,005 бера на рік /фактично 0,0004 бера на рік/; Англія — норма: 0,5 бер в рік /фактично 0,024 бера на рік; В результаті роботи АЕС разом з відходами в навколишнє середовище потрапляють різні газоподібні і пилоподібні радіоактивні речовини. Їх кількісний склад та активність значною мірою залежать від типу реактора, стану активної зони, умов експлуатації основного обладнання та систем відпрацювання відходів. Про рівень безпеки японської атомної енергетики в порівнянні, скажімо, з американської можна судити по потужності аерозольних викидів радіоактивних благородних газів (РБГ) на тис МВт встановленої потужності АЕС.

— Японія: 9,37 /для реакторів типу ПВР/; США: 326 /для реакторів типу ПВР/. Що складає різницю в 34,8 рази.

— Японія: 69,3 /для реакторів типу БПР/; США: 3823 /для реакторів типу БПР/. Різниця — в 55,2 рази.

Наведені показники свідчать, що інтенсивні НДДКР в області безпеки експлуатації АЕС, здійснені в Японії, що призвели до досить відчутних результатів.

Як і в інших країнах світу з розвиненою атомною енергетикою, в останні роки в Японії значно розширилася наукова і виробнича діяльність в області безпеки експлуатації АЕС. Основним проектно-конструкторським рішенням в цій області стало удосконалення захисних оболонок АЕС, які зводять до мінімуму ризик радіоактивного ураження населення, що проживає поблизу неї. Подальшим розвитком концепції захисної оболонки стало підземне розміщення АЕС. Особливий інтерес до цього напрямку будівництва АЕС виявила Японія. Основним аргументом для опрацювання варіантів підземного будівництва АЕС в умовах Японії стала обмеженість території, придатної для будівництва АЕС у звичайному варіанті. Згідно з оцінками Центрального інституту енергетики при Асоціації енергетичних компаній Японії, наявної в країні прибережної території при традиційному розміщення АЕС буде достатньо лише для будівництва електростанцій сумарною потужністю 100 млн кіловат.

Співпрацю Росії і Японії В серпні 2000 року урядом Росії був затверджений перелік напрямів співробітництва нашої країни з державними та приватними підприємствами Японії у сфері атомної енергетики. Згідно з цим документом, одним з основних напрямків співпраці є виробництво змішаного уран-плутонієвого палива /МОКС-палива/ і тепловиділяючих збірок /ТВЗ для реакторів на швидких і теплових нейтронах з використанням плутонію, вилученого з військових програм. Також передбачено опромінення експериментальних тепловиділяючих елементів — Твелів, які є паливом для реакторів, у реакторах Державного наукового центру РФ «НДІ атомних реакторів».

Іншим напрямком співпраці, за повідомленням міністра Євгена Адамова, є переробка в Росії МОКС-палива для реакторів на швидких і теплових нейтронах пироэлектрохимическим методом з подальшим виготовленням «свіжого» палива та його випробуванням в реакторах. Передбачається також спільна розробка замкнутого паливного циклу реакторів на швидких нейтронах.

Найбільш великими проектами двостороннього співробітництва є спорудження на Далекому Сході АЕС і постачання палива для японських атомних електростанцій. На думку фахівців, закупівля Японією російської електроенергії була б взаємовигідна. Справа в тому, що споруда атомного блоку в Росії в 3,5 рази дешевше, ніж у Японії. При цьому постачання електроенергії могли б стати гарантією повернення японських інвестицій.

Короткий опис статті: атомна енергетика

Джерело: Атомна енергетика Японії. Проблема забезпечення енергетичними ресурсами була і залишається для Японії досить гострою

Також ви можете прочитати