ВОЗДЕЙСТВИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА НА ИНФРАСТРУКТУРУ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON NUCLEAR POWER INFRASTRUCTURE

Mariia Bakhireva

student, International Institute of Energy Policy and Diplomacy, Moscow State Institute of International Relations,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В данной статье автор анализирует текущее состояние атомной энергетики и перспективы ее развития в условиях климатической повестки. Кроме того, рассматриваются физические климатические риски для уже эксплуатируемых и планирующихся к строительству АЭС в условиях изменения климата. Данные риски, в том числе волны экстремально высокие температуры, засухи, лесные пожары, наводнения, ураганы и повышение уровня моря, создают серьезные проблемы для безопасной и эффективной эксплуатации АЭС. При этом автор приводит последствия, к которым приведет игнорирование данных рисков. Также подчеркивается важность разработки соответствующих мероприятий по адаптации к последствиям изменения климата, которые включают повышенные меры безопасности при планировании и проектировании новых АЭС.

ABSTRACT

In this article, the author analyzes the current state of nuclear energy and the prospects for its development in the climate agenda. In addition, physical climate risks for nuclear power plants (NPPs) already in operation and under construction in the context of climate change are considered. These risks, including extreme heat waves, droughts, wildfires, floods, hurricanes and sea level rise, pose significant challenges to the safe and efficient operation of nuclear power plants. At the same time, the author cites the consequences that will result from ignoring these risks. It also emphasizes the importance of developing appropriate measures to adapt to the impacts of climate change, which include enhanced safety measures in the planning and design of new NPPs.

Ключевые слова: ядерная энергетика; изменение климата; климатические риски; АЭС.

Keywords: nuclear energy; climate change; climate-related risks; NPP.

Ядерная энергетика является низкоуглеродным источником энергии, который снижает выбросы парниковых газов, при этом обеспечивая стабильное и безопасное энергоснабжение. Принимая во внимание тот факт, что прямые выбросы парниковых газов атомных электростанций практически равны нулю, а углеродный след на протяжении жизненного цикла относительно невелики, ядерная энергетика может стать решением для достижения целей Парижского соглашения и смягчения последствий изменения климата.

В 2022 году доля атомной энергетики в мировом валовом производстве электроэнергии составляла 9,2%. По итогам 2022 года на 437 действующих атомных энергетических реакторов в более 30 странах было произведено 2 545 ТВт*ч энергии. Общая электрическая мощность составляет 394 ГВт(э) [1]. По данным отчета Международного энергетического агентства (МЭА) «Электричество 2024», до 2026 года атомная генерация будет расти в среднем на 3% в год. Основным драйвером роста станет Азиатский регион, особенно такие страны как Китай и Индия [2]. Согласно данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), к 2050 году по низкому сценарию мощности АЭС в мире незначительно увеличатся до 458 ГВт(э), а по высокому – более чем в два раза до 890 ГВт(э) [3]. При этом, в рамках сценариев по достижению мировой углеродной нейтральности к 2050 году производство ядерной энергии должно будет увеличиться более чем вдвое, достигнув 916 ГВт(э) [4].

Несмотря на эти прогнозы в контексте обязательств по достижению углеродной нейтральности, большинство сценариев и политик смягчения последствий изменения климата не полностью учитывают климатические риски в отношении объектов атомной энергетики, связанные с глобальным потеплением. Несмотря на все преимущества атомной энергетики, реакторы могут быть сильно подвержены климатическим опасностям, что может помешать их эффективному и безопасному использованию в будущем.

Среди ключевых физических (связанных с природными явлениями, возникающими вследствие изменения климата) климатических рисков можно выделить экстремально высокие температуры (волны жары), засуху, лесные пожары, наводнения, ураганы и повышение уровня моря [5] (табл. 1).

Таблица 1.

Климатические риски для инфраструктуры атомной энергетики

В связи с этим, риски для атомных предприятий включают потерю внешнего энергоснабжения, повреждение систем эксплуатации и оборудования, а также снижение мощности охлаждения и др. Вышеуказанные риски потенциально могут привести не только к финансовым убыткам из-за временных перебоев в деятельности, но и созданию аварийных ситуации на предприятиях. Ввиду того, что деятельность объектов атомной отрасли связана с повышенным уровнем опасности, климатические риски могут привести к экологическим и радиационным катастрофам. Кроме того, перебои в генерации электроэнергии и добыче сырья сказываются на цене данных ресурсов для конечного потребителя.

При этом операторы атомных энергостанций уже сталкиваются с последствиями изменения климата. Так, летом 2023 года рекордно аномальная жара в Венгрии привела к сокращению мощности на трех блоках АЭС Пакш в общей сложности на 240 МВт, так как температура реки Дунай, вода из которой используется для охлаждения реакторов, приблизилась к максимально допустимым пределам [6]. В условиях снижения генерируемой электроэнергии, но одновременным увеличением спроса на нее из-за потребности в кондиционировании воздуха, цены на электроэнергию возросли.

Подверженность инфраструктуры ядерной энергетики последствиям изменения климата делает необходимым учитывать климатические риски в руководствах по безопасности и процедурах как для уже эксплуатируемых, так и для будущих АЭС. Таким образом, обеспечение долгосрочной безопасности должно основываться на принципе предосторожности – необходимо включать анализ климатических рисков в проекты и планы модернизации и реализовать меры по реагированию на климатические риски.

Так, энергоблоки №3 и №4 Ростовской АЭС были введены в промышленную эксплуатацию в 2015 году и 2018 году соответственно. Ростовская АЭС является самой южной АЭС в России. Летом температура воздуха в регионе поднимается выше 40°С, а температура почвы – 60 °С. Для недопущения снижения выработки вследствие высоких температур, в 2021 году была введена в эксплуатацию модернизированная система охлаждения на основе вентиляторных градирен. Данная система обеспечивает дополнительное охлаждение энергоблоков помимо испарительных градирен, которыми оборудованы энергоблоки [7].

Кроме того, наряду с вышеуказанными мерам также необходимо учитывать потенциальное воздействие климатических рисков на цепочку поставок для инфраструктуры атомной энергетики, которые могут повлиять на доступность критически важных компонентов и устойчивость АЭС.

Инфраструктура атомных электростанций (АЭС) уязвима к рискам изменения климата, особенно учитывая, что она связана с повышенным уровнем опасности, последствия могут быть необратимыми.

Таким образом, данная статья дает представление о подверженности объектов атомной энергетики последствиям изменения климата. Кроме того, автор также обосновывает необходимость включения мер по адаптации при проектировании и эксплуатации АЭС. В настоящее время сценарии развития низкоуглеродной энергетики опираются на инфраструктуру ядерную энергетику. Однако прогнозируемые климатические риски, включая волны жары, засуху, лесные пожары, наводнения, ураганы и повышение уровня моря, создают серьезные проблемы для безопасности АЭС.

Для обеспечения надежной эксплуатации АЭС решающее значение имеют три ключевых мероприятия. Во-первых, включение анализа вероятных климатических рисков для уже эксплуатируемых и планируемых к строительству объектов. Во-вторых, соблюдать принцип предосторожности при проектировании. Кроме того, осуществлять мониторинг и модернизацию проектов строительства АЭС с учетом вероятных экстремальных погодных условий, возникших из-за изменения климата.

Список литературы:

1. World Nuclear Performance Report 2023. July 2023. World Nuclear Association. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://world-nuclear.org/images/articles/performance-report-2023-final.pdf
2. Electricity 2024. January 2024. IEA. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.iea.org/reports/electricity-2024
3. Energy, electricity and nuclear power estimates for the period up to 2050. September 2023. IAEA. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/RDS-1-43_web.pdf
4. Net Zero Roadmap: A Global Pathway to Keep the 1.5 °C Goal in Reach. September 2023. IEA. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.iea.org/reports/net-zero-roadmap-a-global-pathway-to-keep-the-15-0c-goal-in-reach
5. Nuclear power plants: NRC Should Take Actions to Fully Consider the Potential Effects of Climate Change. April 2024. U.S. Government Accountability Office. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.gao.gov/assets/gao-24-106326.pdf
6. Donaldson A. Hungary’s Paks nuclear plant reduces capacity amid heatwave. 17.07.2023. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.power-technology.com/news/paks-heatwave-danube/?cf-view
7. Ростовская АЭС: модернизация системы охлаждения позволила не снижать мощность энергоблока №3 в период летнего максимума температур. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rosenergoatom.ru/zhurnalistam/news/44460/