Энергетика сегодня и завтра
Шрифт:
Авария на Чернобыльской атомной станции также привела к гибели людей, но только из числа тех, кто непосредственно участвовал в ликвидации аварии. Велик и материальный ущерб от этой аварии. Ведь в него входят не только стоимость блока АЭС или потери от недовыработки энергии. Большие затраты будут связаны с захорешением аварийного блока, дезактивацией и отчуждением части территории из пользования, эвакуацией населения.
Конечно, при создании атомной станции должны учитываться возможные поломки оборудования, отказы различных систем, ошибки персонала, и этот учет является обязательным при ее проектировании и проведении
Так в соответствии с этими правилами в качестве первопричины аварии должен рассматриваться не только отказ любой одной системы, но и совпадение этой поломки с еще одной не обнаруженной до аварии поломкой другой системы.
И все же приведшая к взрыву авария на Чернобыльской АЭС показала, что нужно еще более тщательно и строго рассматривать возможные виды "потенциальных"
аварий и меры по их локализации.
Работа по повышению безопасности АЭС интенсивно ведется у нас и в других странах мира. Почти в полтора раза возросла за последние десятилетия стоимость АЭС за счет совершенствования и введения дополнительных систем и оборудования, обеспечивающих безопасность.
Наиболее ответственное звено в ядерном топливном цикле - его завершающий этап, захоронение радиоактивных отходов. Для их надежного изолирования разработаны такие способы, как цементирование, битумирование и стеклование.
Эти способы проверены в реальных условиях, в том числе в различных непредвиденных обстоятельствах - например, когда в хранилища проникают грунтовые воды.
По сей день изыскиваются самые надежные и дешевые методы предотвращения какого-либо радиоактивного загрязнения окружающей среды. Такое серьезное отношение к захоронению отходов - залог того, что атомная энергетика есть и будет одним из самых чистых источников энергии:.
Энергетические реки текут вспять
Куда исчезает энергия!
В реках энергетических течение обратное рекам земным. Мощные потоки газа, угля, нефти, воды и ядерного топлива разделяются по перерабатывающим заводам и фабрикам; попадают на электростанции. Потом энергия мелкими речками растекается по предприятим и городам. Ручейки ответвляются к цехам, домам, бензоколонкам. И уже струйки ее попадают в печи, электромоторы, квартиры.
Энергия рассеивается и исчезает.
Исчезает? Где? Насколько полезно мы ее использовали?
За всеми ручейками, текущими вспять, не проследишь.
И невозможно выявить все щели и поры, по которым происходит утечка, пропадает добро. Еще труднее рассказать о всех способах борьбы с ненужными потерями.
И все же попытаемся пройти по некоторым энергетическим руслам.
Прежде всего около половины всех энергетических ресурсов поступает на выработку электроэнергии, а также нагревание воды и пара как теплоносителей. Все остальное топливо непосредственно сжигается в печах, двигателях. Четверть ресурсов тратится в промышленности, а еще одна четверть - на транспорте, в сельском хозяйстве и коммунально-бытовой сфере.
Такой срез не дает полного представления о том, сколько же в целом какая-либо отрасль потребляет энергии. Например, транспорт или сельское хозяйство не только используют топливо непосредственно, но получают также электроэнергию, горячую воду, пар.
Если учесть и эти поступления, то основным потребителем энергии окажется промышленность - около миллиарда тонн условного топлива в год. Из них около четверти потребляют черная и цветная металлургия, примерно столько же - нефтехимическая и химическая промышленность, включая нефтепереработку, а машиностроение и металлообработка - одну шестую часть.
У энергетиков есть такое понятие - "конечная энергия", то есть энергия на выходе с последней ступени ее преобразования. Она и поступает народному хозяйству.
Она может иметь вид электроэнергии, тепла различного потенциала, механической энергии. Доля конечной энергии от первичной, содержащейся в добываемых энергетических ресурсах, составляет всего две пятых. Шестьдесят процентов энергии исчезает на пути к потребителю.
Что же происходит дальше?
Рассмотрим пример - сколько энергии нужно для обработки детали на токарном станке. Предположим, из шахты или скважины добыто 100 единиц энергии. Вот ее дальнейшая судьба:
Поступило - 100
90 - на электростанцию
85 - для генерации пара
32 - механическая энергия ротора турбогенератора
30 - в трансформаторы линии электропередачи
28 - в линии электропередачи
25 - на электропривод станка 19 - на вращающийся вал станка
1,5 - для обточки детали - необходимая энергия преодоления межмолекулярных сил
Потеряно
10 - истрачено на собственные нужды: при транспортировке на электростанцию
5 - с отходящими дымовыми газами
53 - с охлаждающей водой в конденсаторе
2 - в электрогенераторе
2 - на собственные нужды электростанции
3 - при передаче электроэнергии
6 - в электроприводе станка
17,5 - на преодоление сил трения и отдано охлаждающей воде
Читателю легко подсчитать - всего одна шестьдесят пятая часть энергии пошла на дело, остальная бесполезно рассеялась в пространстве.
Рассмотренная цепочка со столь обескураживающим результатом отнюдь не единственная. Примечательно, что очень часто мы прямо-таки разбрасываемся энергией на последних этапах ее утилизации. Так, в электрических лампах накаливания всего несколько процентов подводимой к ним энергии превращается в свет, остальная же уходит на обогрев атмосферы. При производстве минеральных удобрений лишь около половины энергии идет на получение полезного аммиака, а из них на последнем этапе растениям достается не более двух пятых.
В итоге используется лишь малая часть добытой первичной энергии.
Чем же вызываются такие потери и нельзя ли их уменьшить?
Вернемся к рассмотренному примеру. Для резания металла нужно преодолеть силы межмолекулярного сцепления. Но резец выполняет не только эту работу.
Скорее, почти совсем не эту. Резец сминает металл, крошит его, тратит энергию на трение. Хотя исследовательско-конструкторская мысль всячески стремится улучшить процессы резания, они еще очень далеки от совершенства. Поэтому там, где это возможно, применяются и другие методы обработки металла - электроискровой, штамповка деталей из порошков, прокатка.