Когда мы рассматривали "Перспективы замены генерирующих мощностей на атомные в РФ в период с 2020 по 2050 годы.", то с совершенной очевидностью встал вопрос: а на сколько времени хватит запасов общего количества урана (обоих его добываемых изотопов), при условии сохранения плотности энергопотока и существующих демографических моделей?
Попробуем разобратся в этом вопросе.
Рекомендую перечитать, известную большинству присутствующих статью автора Already Yet: Ядерная спичка (NUC2).
I. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ.
Мировые запасы урана, по состоянию на 2011 год, составляют 5 327 200 тн. Обращаю ваше внимание на два факта:
1. это запасы обоих изотопов.
2. это извлекаемые запасы урана с издержками производства на уровне $130.
Доля запасов урана на гарантированно доступной нашей стране территории составляет 31%, и в натуральном выражении - 1 666 800 тн:
1. РФ - 487 200.
2. Казахстан - 629 000.
3. ЮАР - 279 100.
4. Украина - 119 600.
5. Узбекистан - 96 200.
6. Монголия - 55 700.
Можно рассматривать развитие этого конгломерата в целом, но для начала оценим только нашу страну, ведь мир во всем мире мы отказались строить четверть века назад, не так-ли?
Итак, на территории РФ извлекаемые запасы составляют 487 200 тонн. Много? Мало? А вот давайте совместно разберемся.
Из статьи "Перспекивы замены ..." берем следующую цифру: в период с 2020 по 2050 годы нам требуется построить 360 блоков типа БН-1200.
В настоящее время в России на 10 действующих АЭС эксплуатируется 33 энергоблока общей чистой мощностью 23,643 ГВт.
Для упрощения представим, что уже в настоящее время построены все 360 блоков, старые выведены из эксплуатации и заменены новыми В итоге общее количество блоков, работающих одновременно составляло бы около 400. Вот от этой цифры и будем отталкиватся.
- Номинальная тепловая мощность реактора - 2800 МВт
- электрическая мощность - 1220 МВт
- КПД брутто - 43.6% (КПД по электричеству)
- КПД нетто - 40.5% (полагаю КПД по электричеству минус затраты электроэнергии на собственные нужды станции-сколько энергии отдаем в сеть).
Перемножив количество блоков и их мощность получим 488 ГВт.
Согласно данным ОЭСР, в мире функционирует 440 реакторов коммерческого назначения, которые потребляют в год 67 тыс. тонн урана.
В 30 странах мира эксплуатируется 193 атомные электростанции с 435 энергоблоками общей электрической мощностью 372 751 МВт.
Цифры немного отличаются, но это не критично. Разделив мощность на количество блоков получим среднюю мощность одного блока, равную 0,855 ГВт. Т.е. для выработки мощности в год 5,56 МВт нужно затратить одну тонну урана: 372 751/67 000 = 5,56 МВт/тн.
Я понимаю, что прямая пропорция не даст точный результат, но я к нему и не стремлюсь, а хочу получить порядок цифр.
Итак, для выработки 488 ГВт нам потребуется около 87 000 тн урана в год. Если вспомнить цифру 487 200, то можно прийти в ужас: урана хватит всего на 5,6 лет! Но мы забыли, что в природном уране изотопа 235 всего 0,7%. И если учитывать, что при использовании технологии БН "горит" и его брат уран-238, которого в природе остальные 99,3% (и который в официальную статистику по добыче урана не входит), то цифра получается совсем другой: 800 лет.
Прошу читателей проверить на ошибки, перед тем, как перейти к оценке демографической составляющей и ее влиянию на сроки обеспеченности энергией.
Комментарии
Угу, угу.
Хорош нагнетать не по делу. Вы приводите данные по состоянию 18019 век. А обсуждаемое падение предполагает падение до уровня середины 20-го. Манипуляция чистой воды.
И прекратите говорить "врете". Неужели так трудно быть корректнее?
Извиняюсь, вы обижаетесь, но вот что мне делать, если вы мне в глаза говорите ложь?
Под всеми фотами, - даты, они все сделаны в 20 веке. В веке нефти если чо.
Какой нафиг 18 век?!
Откуда дровишки? Докажите, уж будьте любезны, своё утверждение о 50-х годах, которые, если чо, не только в пиндосии зовут золотыми пятидесятыми, кстати в т.ч. именно потому, что бензинчик тогда был по три копейки (буквально)
А то я смотрю странная ситуация вытанцовывается , - мои доказательства против врань (упс!) ничем неподкрепленных слов оппонентов.
Сказано - падение энергопотока в два раза. А это 50-е года, а никак не сибирская глушь начала 20 века. Вы бы ещё какое-нибудь африканское поселение в джунглях привели в пример, и сказали, что это в эпоху расцвета нефтедобычи.
Ага. То же мне, "Сказано". Б-г-г-г. Мало ли кто чё сказать-то может.
Вы докажите хоть прикидочными цифрами, что при падении энергопотока в два раза, челы вернуться в 50й год по потреблению.
И это с 7-то миллирадами населения (если не с 9-ю!), вместо 3-х. Ога.
И с падающим энергопотоком, вместо растущего. Ога.
Такое впечатление, что вы никогда себе домашний бюджет на верстали. Пфф-ф-ф....
Вангую, что пластиковая тара не исчезнет. Утеплители из пенопласта не исчезнут. Электроника и компьютеры не исчезнут, правда, не знаю, что будет с интернетом.
>>>Вы докажите хоть прикидочными цифрами, что при падении энергопотока в два раза, челы вернуться в 50й год по потреблению.
Доказать это невозможно. Как доказать и обратное. Можно лишь построить модель, с известной долей достоверности.
Кстати, именно это я и собираюсь сделать третьим этапом, как время появится.
>>>И это с 7-то миллирадами населения (если не с 9-ю!), вместо 3-х. Ога.
Мир во всем мире мы устанавливать не собираемся, разговор идет исключительно про Российскую автаркию.
>>>И с падающим энергопотоком, вместо растущего. Ога.
Выше вам показали, что в России падение не предвидится вплоть до 2040-х.
вы уже доспорирлись до того, что противоречите сами себе, уперлись просто для того чтобы упереться, - я так это расцениваю.
Пятый раз спрашиваю - "где?" И не получаю ответа.
Как прикажете расценивать такую мерзкю манеру ведения дискуссии?
Все, надоело.
Остальные бездоказательные ляпы буду тереть со страшной силой.
Мда...
Сильно занят был. На АШ не ходил.
А почему она глушью-то была? А? Не потому ли что на освоение энергии не было? И разве неочевидно, что в такую, хе-хе "глушь" превратится современный мир, когда этой энергии снова не станет?
Вам показали как живут люди с минимумом керосина, железа и пороха. Используя энергию низкой плотности (дрова)
>>>И разве неочевидно, что в такую, хе-хе "глушь" превратится современный мир, когда этой энергии снова не станет?
Нет, это совершенно не очевидно. На дворе 21 век, век высоких технологий и пика ресурсов, но и сейчас подавляющее большинство планеты живет по уровню жизни хорошо, если 18-го века.
Однако в нашей стране уровень жизни постоянно поднимается. Я не про города, а про деревни. И именно у нашей страны есть все шансы удержать относительно высокий уровень жизни за счет наличия энергоресурсов в переходной период.
Все, предлагаю закончить. Тут пошла борьба бездоказательных имхо.
Я - циник и прагматик.
И если передо мной стоит дилема, гарантированно спасти часть человечество, либо спасти всё, но с некоторой (неопределенной!) вероятностью, то я выбираю первый вариант.
Отсюда мой тезис о грядущем новом феодализме, в который мировая закулиса силком тащит человечество. Они-ж не дебилы, и тоже все просчитали.
Они - циники и прагматики.
То естьваша циничная вера в "гарантированное спасение" основана лишь на вере в цинизм старших товарищей по цинизму :-))))
Читайте AY, и его таблички - что в реальности будет при падении ерои и энергопотока даже на десять-двадцать процентов..
Никакого феодализма (ибо феодализм, - это корабли, лес и железо, которые станут недоступны), - участь выживших, - обработка полей деревянной сохой и палкой-копалкой и мечта увидеть солнцеликого фараона-бога.
Для меня нет "старших товарищей", я сам - сусам)))
АЙ - уважаю, но некоторые его выводы я не приемлю. К примеру именно этот, что при падении энергопотока - всё пропало, шеф (с). Человек - гибкое существо, и приспособится к сниженному потоку. Просто часть людей останется "за бортом". При таком развитии ситуации вполне возможно возникновение конгломераций полисов, стоящих на ресурсной и материальной базе, разделенных дикими территориями.
В принципе не понимаю, с чего станут не доступны высокие технологии? Это возможно, только в случае не просто глобальной катастрофы, а при единовременном уничтожении знАчимого количества человечества.
и кто вам виноват, что вы этого не понимаете?, - никто кроме вас. Хотите верить Гендальфа, эльфов, и подземных гномов кующих сказочного качества мечи из болотного железа - верьте, мешать не имею права.
А кто вам виноват, что не можете объяснить?
Давайте ,на сегодня завязывайте с неадекватом. Хорош уже.
Полностью с вами согласен, помню в школе, на уроках Физики рассматривали реакции Бор-Литий, чистые от тяжёлой радиации, вроде на выходе только бетта и альфа, правда на входе кажется нейтроны нужны, тоже интересно про это почитать, похоже не реализуемо! Может вы о таких реакторах выше говорили?
Вот здесь кратко описал свои мечты
.
Насколько я понимаю, получение потока нейтронов с нужными параметрами (наверное плотность-мощность) - это как раз и проблема? Если-бы не было таких проблем, мы бы уже на Марсе огурцы в теплицах выращивали! Или технология не позволяет?
Промышленного уровня пока нет ни источника нейтронов, ни технологий таких реакторов.
Даже с материалами для них - сплошной больной вопрос.
Идея и кусочки мозаики стали складываться давно, но человеки 30 лет позволяли себе распылять силы на всякие нелепые термояды, быстрые нейтроны и большие коллайдеры.
Теперь не факт что успеем. :-( Хотя я очень надеюсь!
Путь рассуждений верен, но предположениями получается результат "примерно туда".
Без обновления Теплогенерации не обойтись никак, просто никак - поэтому ТЭС ПГУ очень нужны и нужно много. Пример Сургетские ГРЭС - газ жгут в котлах - это дичь с точки зрения КПД.
Не забываем про суточные/годовые пики. Да, в маштабах ОЭС регулировать можно много, но без ГЭС и ТЭС будет очень трудно.
Также как урезать с количеством блоков АЭС так и прирезать с ГЭС и Пенжинскую ПЭС тудаже. Это реальные вещи с технической позиции.
По АЭС - увеличение компании реактора типа ВВЭР до 2 -2,5 лет, по возможности, даст уже на текущем уровне хороший прирост вовлечения 238 в реакцию.
Поэтому ЗЯЦ - цель стратегическая, но все яица держать в двух корзинах. Пенжинская ПЭС - 80 ГВт - хорошая паралельная линия.
В конечном итоге АЭС будет в идеале около 70%, остальное ГЕС,ТЭС,ПЭС с промежуточной целью 25% генерации АЭС в начале 20-х, технологию ЗЯЦ мгновенно не допилить, но двигаться к ней настойчиво.
Какая ещё Пенжинская ПЭС? Вы хоть прикидывали, сколько времени займёт её строительство? Там ведь одного грунта надо отсыпать примерно миллиард вагонов.
Да даже если построят - как передать энергию до европейской части страны?
Посмотрите эту таблицу:
http://forca.ru/info/spravka/propusknaya-sposobnost-vozdushnyh-linii-35-1150-kv.html
Кстати, упомянутая в таблице ЛЭП-1150 так и не работает на 1150 КВ, так как не получилось надёжных трансформаторов и выключателей на это напряжение. А труда на её создание вбухано много. Одного алюминия 50 тонн на километр.
http://www.youtube.com/watch?v=SOag6wstwjc
Причем, обращу ваше внимание на то, что в свете событий последних месяцев (обострение обстановки, пиндосской доктрины первого удара и т.д.) единичный объект такой мощности становится целью номер 1. Уничтожение токого объекта оставит четверть страны без энергии. А вот уничтожить сотни АЭС - нереально.
Кстати, да. С таким количеством атомных станций Россия можкт превратиться в реальную сетевую структуру, ячейки которой привязаны к этим станциям. Даже в случае уничтожения соседних ячеек, каждая из выживших может остаться вполне самодостаточной в плане энергопотока на человека.
Может. Если сможет строить объекты типа чернобыльского Саркофага как детские куличики. При заявленном количестве 360 блоков, построенных в местах с высокой плотностью населения (а кому нужны эти блоки на северном полюсе?), достаточно уничтожить десяток АЭС, чтобы вопрос сохранения энергопотока на территориях, прилегающих к сохранившимся станциям, стал сугубо академическим.
Все это - игра ума. Пока не видно никаких подвижек в деле массового строительства. Вот как движуху увидим, тогда можно и поговорить))
Авария реактора типа ВВЭР приносит на порядок меньше последствий по сравнению с аварией графитового реактора типа РБМК, пример - авария атомной ПЛ во время ремонта в Большом Камне Приморского края в 1986 году!
Сравнивать реакторы отличающиеся по мощности в 30 раз не очень корректно. На Фукусимской АЭС графита не было.
Да, согласен, некорректное сравнение было, но у нас при общем колличестве АПЛ 269, отсутствие аварий с тяжёлыми радиациоными последствиями говорит само за себя! Я не знаю особенностей конструкции АЭС в Фукусиме, но думаю там при проектировании были допущены грубейшие ошибки в плане безопасности! А у графитовых реакторов похоже положительная обратная связь при аварийной ситуации!
Как раз не дичь.
Удельный расход топлива на ГРЭС-2 ниже чем на ПГУ процентов на 10.
Инфа 146%.
>Т.е. для выработки 5,56 ГВт нужно затратить одну тонну урана: 372 751/67 000 = 5,56 ГВт/тн.
ГВт - это мощность, а тонна урана - это, по смыслу, выработка (т.е. ГВт*ч) - единицы измерения не совпали.
Наверное, дело поправится, если заменить "ГВт" на "ГВт*год": ошибка в размерности количества урана (не "тн", а "тн/год")
372 751/67 000 = 5,56 ГВт/тн
=>
372 751 [ГВт] /67 000 [тн/год] = 5,56 [ГВт/(тн/год)] = 5.56 [ГВт*год/тн]
Кроме этого:
>В 30 странах мира эксплуатируется 193 атомные электростанции с 435 энергоблоками общей электрической мощностью 372 751 МВт.
здесь "МВт" правильно стоит?
372 751 [МВт] /67 000 [тн/год] = 5,56 [МВт*год/тн], а не [ГВт]
Проверьте, пожалуйста
Да, там не гигаватты должны быть, а мегаватты. Это же мощность без времени. Спасибо.
По ссылке там мегаватты. И по логике получается в среднем по 856 МВт мощности на реактор.
Но, это на конечный результат ни как не влияет.
конечный результат, действительно, посчитан правильно уже со следующей строчки:
У АнТюра было:
Отталкиваемся от цифры 174кг природного урана на МВт*год, в которых сгорает как топливо только 0,71%.
В реакторах же типа БН используется весь уран, а не только U235, поэтому им нужно всего 1,24кг природного урана на МВт*год.
На 488 ГВт БН-ок нужно около 603 т/год.
Указанных запасов РФ хватает примерно на 800 лет.
Да, массовый ЗЯТЦ решит все наши проблемы!
Т.е., вы взяли данные из другого источника, применили другую методику и получили аналогичный результат.
Спасибо за помощь.
Единственное но: Уран-238 сам по-себе не горит, на его активацию (превращение в Плутоний-239) нужно затратить энергию. Но эти затраты, скорее всего - проценты, а не разы. Так что нижняя оценка 500 лет - 100% гарантия.
Уважаемые коллеги.
Всегда и всюду при поисках, разведке, подсчёте запасов в геологии и горном деле, и пр., оперируют запасами природного урана. т.е .смеси его изотопов, где U235 составляет около 0.71%.И те запасы урана, по странам, которые приведены в статье, это - природный уран (U238+U235). Потребление по странам - тоже. И т.д. Причём содержание U235 в природном уране при добыче и переработке строго контролируется, во избежание утечки на сторону, в основном.
Спасибо за информацию, но смысл это уже не меняет))
Предлагаю пересчитать по другому:
Камрад AriesGoth подсказывает:
Если верить Вики:
"для реактора мощностью 1000 МВт, работающего с нагрузкой в 80 %, и вырабатывающего 7000 ГВт·ч в год. Работа одного такого реактора в течение года требует 20 тонн уранового топлива с содержанием 3,5 % U-235, который получают после обогащения примерно 153 тонн природного урана."
Но из этих 20 тонн реально превращается в радиоактивные отходы только 4%, т.е. реактор безвозвратно расходует всего 800 Кг топлива. (см. статью AY - http://aftershock.news/?q=node/198894) Следовательно реактор мощностью 1200 Мвт будет сжигать 960 Кг. Примем эту цифру в качестве приблизительной оценки расхода БН 1200 (т.к. реактор еще не построен и точных значений у нас нет.), который не требует обогащения и сжигает весь уран без остатка. Следовательно обозначенных в статье 1 666 800 тонн для 400 реакторов хватит на 4167 лет!!!
Весь уран БН не сжигает, максимум только половину (на данном этапе развития НТП). Но и это гиганский скачек более, чем в 10 раз!
Так же корректнее взять не напрямую цифры по тысячному реактору, а хотя бы прымопропорциональные.
В итоге всех этих манипуляций у вас получится цифра, близкая к 1000 лет. Что, собственно подтвердит результат.
В расчетах ошибка. Потребление урана в год приводится для свежего урана. Но выгорает всего несколько процентов тяжелых ядер, остальное уходит в хранилище оят и в дальнейших расчетах не участвует. Поэтому методику надо поправить с учетом выгорания и вовлечения оят обратно в цикл. И это уже будет не 800 лет, а много много больше.
Сколтко конкретно выгорает в существующих реакторах? При условии, что концентрация урана-235 в сборках 4-5%.
Я знаю, что при технологии БН коэффициент использования урана не превышает 0,5.
Согласен, что это надо учесть.
В БН выгорает процентов 10 тяжелых ядер. В тепловых реакторах ещё меньше.
В этой ветке обсуждения было высказано мнение, что в реакторах на быстрых нейтронах выгорает до 50% делящегося вещества. И так же высказывалось, что в простых реаторах выгорает не более 10% массы от основног вещества.
Выгорание в 10% тяжелых ядер это уже весьма оптимистично. До 50% дотянуть не позволит ограничение по ресурсу твэла. Во-первых топливные таблетки потеряют форму, а во-вторых облучаемая оболочка не выдержит давления газов.
Потом ТВЭЛ вынимается, перерабатывается, не сгоревшие плутоний и уран отправляются снова в топку. Итого на круг потери - только в неправильные изотопы. По текущим технологиям так можно сжечь до 50% всего урана. В дальнейшем, должно быть, больше.
Страницы