320 likes | 619 Views
NOWE TECHNOLOGIE ENERGETYKI JĄDROWEJ Stefan Chwaszczewski Instytut Energii Atomowej, Otwock – Świerk. Energia – podstawowy czynnik rozwoju społeczeństw; Energetyka jądrowa – źródło energii; Lekkowodne reaktory nowej generacji; Reaktory wysokotemperaturowe; Reaktory powielające i „spallacyjne”.
E N D
NOWE TECHNOLOGIE ENERGETYKI JĄDROWEJStefan ChwaszczewskiInstytut Energii Atomowej, Otwock – Świerk • Energia – podstawowy czynnik rozwoju społeczeństw; • Energetyka jądrowa – źródło energii; • Lekkowodne reaktory nowej generacji; • Reaktory wysokotemperaturowe; • Reaktory powielające i „spallacyjne”
Elektryczność - nośnik rozwoju • Ponad 40% ludności świata nie ma dostępu do energii elektrycznej; • Energia elektryczna - ekologiczny i efektywny nośnik energii
Zapotrzebowanie na energię elektryczną B. ZSRR Eur. Wsch. Eur. Zach. Swiat USA
WYKORZYSTANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ Grecja ‘81 Polska Hiszpania ‘86 Portugalia ‘86
WYKORZYSTANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ A PKB (ER) KRAJÓW EUROPEJSKICH INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ GĘSTOŚĆ WYKORZYSTANIA ENERGII PIERWOTNEJ NA 1 km² POWIERZCHNI (1tpu – 29 GJ)
ROZKŁAD ZAGROŻEŃ OD SZKODLIWYCH SUBSTANCJI W EUROPIE DYREKTYWA 2001/80/UE W SPRAWIE REDUKCJI EMISJI Z DUŻYCH ŹRÓDEŁ SPALANIA STOPNIOWE ZAOSTRZANIE NORM EMISJI SO2 NOX I PYŁU W DWÓCH PROGACH CZASOWYCH - OD 2008 I 2016 R. OD 2008 R - SO2 < 400 mg/Nm3 NOX < 500 mg/Nm3 PYŁ < 50 mg/Nm3 OD 2016 R - NOX < 200 mg/Nm3
PIERWSZA SAMOPODTRZYMUJĄCA SIĘ REAKCJA ROZSZCZEPIENIA URANU 2 GRUDNIA 1942 R.
ENERGETYKA JĄDROWA XX WIEKUPIERWSZE ELEKTROWNIE JĄDROWE: 1954 - USA - REAKTOR DOŚWIADCZALNY Z WYTWORNICĄ PARY I TURBINĄ 1955 - OBNINSK, PROTOTYP RBMK; 1956 CALDER HALL INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
REAKTORY ENERGETYCZNE NOWEJ GENERACJI EWOLUCYJNA MODYFIKACJA REAKTORÓW LEKKOWODNYCH; WYKORZYSTANIE ISTNIEJĄCYCH DOŚWIADCZEŃ EKSPLOATACYJNYCH; NOWE MATERIAŁY, CYFROWE (INTELIGENTNE) UKŁADY STEROWANIA I ZABEZPIECZEŃ; BEZPIECZEŃSTWO JĄDROWE; EKONOMIKA. INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
UTILITY REQUIREMENTS DOCUMENTS:EPRI-URD,EUR,JURD,KURD KOSZT INWESTYCJI - 1 100 ECU/kWe (1995); BUDOWA < 60 MIESIĘCY; EKSPLOATACJA > 60 LAT; WYPALENIE 55/60 GWdni/tU ODPADY PROMIENIOTWÓRCZE < 50 m3/GWe rok DYSPOZYCYJNOŚĆ > 87% INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
BEZPIECZEŃSTWO REAKTORÓW NOWEJ GENERACJI INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ Ograniczone działania Brak działań
ZALETY I WADY REAKTORÓW LEKKOWODNYCH: BEZPIECZEŃSTWO; EKONOMIKA; BRAK EMISJI DO ATMOSFERY SZKODLIWYCH SUBSTANCJI; DUŻE MOCE JEDNOSTKOWE: 500 - 1500 Mwe; NISKA TEMPERATURA CHŁODZIWA 320OC; NISKIE WYKORZYSTANIE URANU ~ 1%; WYTWARZANIE ZNACZNYCH ILOŚCI DŁUGOŻYCIOWYCH ODPADÓW.
CYKL PALIWOWY REAKTORÓW LEKKOWODNYCH URAN ZUBOŻONY
ZALEŻNOŚĆ UDZIAŁU KOSZTÓW GOSPODARKI ODPADAMI I LIKWIDACJI W KOSZTACH PRODUKCJI EN. ELEKTRYCZNEJ OD WIELKOŚCI SYSTEMU ELEKTROWNI JĄDROWYCH
WYKORZYSTANIE REAKTORÓW W PROCESACH TECHNOLOGICZNYCH INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
REAKTORY WYSOKOTEMPERATUROWE CHŁODZONE HELEM INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
REAKTORY WYSOKOTEMPERATUROWE: BEZPIECZENSTWO JĄDROWE; TEMPERATURA - 1000°C; SPRAWNOŚĆ ~40% CP ~50% CG; KOSZT INW. 1000 US$/kWe CENA 1 kWh ~0,011 US$ MOC – 100 MW(e), PRACA PRZY ZMIENNYM OBCIĄŻENIU INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
ILOŚĆ URANU NATURALNEGO NIEZBĘDNA DO WYTWORZENIA 1 TWh ENERGII ELEKTRYCZNEJ ADS LWR HTGR FBR
REAKTORY POWIELAJĄCE NA NEUTRONACH PRĘDKICH WYKORZYSTUJĄ PRAWIE 100% URANU: (REAKTORY LWR - OK. 20 TON URANU NATURALNEGO NA 1 TWh - 17,5 TON URAN ZUBOŻONY, 2,5 TONY ODPAD WYSOKOAKTYWNY; WYKORZYSTANO 130 kg URAN, REAKTOR POWIELAJACY OKOŁO 200 kg URANU NATURALNEGO); CYKL PALIWOWY BEZ WYODRĘBNIENIA PLUTONU; CIEKŁY OŁÓW JAKO CHŁODZIWO; TRANSMUTACJA ODPADÓW PROMIENIOTWÓRCZYCH; SĄ BEZPIECZNE - PRACUJĄ PRZY CIŚNIENIU ATMOSFERYCZNYM. INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
TRANSMUTACJA JĄDROWA • PRZETWORZENIE W IZOTOP ROZSZCZEPIALNY I ROZSZCZEPIENIE • PRZETWORZENIE W IZOTOP STABILNY RUDA URANOWA
PERSPEKTYWICZNE ROZWIĄZANIA ENERGETYKI JĄDROWEJ (REAKTOR BREST)
WYKORZYSTANIE URANU W REAKTORZE ZMNIEJSZA BILANS RADIOAKTYWNOŚCI ŚRODOWISKA
EKONOMIKA WYTWARZANIA ELEKTRYCZNOŚCI INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
PODSUMOWANIE: PO PRZEKROCZENIU ZAPOTRZEBOWANIA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ W POLSCE POZIOMU OKOŁO 220 TWh ROCZNIE POJAWI SIĘ POTRZEBA STOSOWANIA PALIW JĄDROWYCH. PROGNOZUJĄC PODOBNY DO INNYCH KRAJÓW UE ROZWÓJ GOSPODARCZY MOŻE TO NASTĄPIĆ W 2015 - 2020 ROKU; JAKO PIERWSZE JĄDROWE BLOKI ENERGETYCZNE BĘDĄ PRAWDOPODOBNIE WYKORZYSTANE SPRAWDZONE BLOKI Z REAKTORAMI NOWEJ GENERACJI EPR LUB BWR SYSTEM 80+; PO POZYTYWNYCH WYNIKACH EKSPLOATACJI HELOWYCH REAKTORÓW WYSOKOTEMPERATUROWYCH NALEŻY ROZWAŻYĆ STOSOWANIE BLOKÓW ENERGETYCZNYCH Z TYMI REAKTORAMI; PO INSTALACJI ODPOWIEDNIEJ WIELKOŚCI SYSTEMU ELEKTROWNI JĄDROWYCH (> 20 GW) POJAWIA SIĘ SZANSA ZASTOSOWANIA REAKTORÓW POWIELAJĄCYCH Z INSTALACJAMI CYKLU PALIWOWEGO. INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ Energia jądrowa [Mtoe]
TO JUŻ WSZYSTKO NA TEN TEMAT DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ