Оценка воздействия ядерной энергетики на окружающую среду

В постоянно развивающемся мире быстрорастущее население в сочетании с урбанизацией и индустриализацией приводит к постоянно растущему спросу на энергию. Сегодняшняя задача состоит в том, чтобы удовлетворить эти потребности в энергии, удерживая при этом глобальное потепление под контролем — условие, которое не удовлетворяет ископаемое топливо. В целях смягчения последствий деградации окружающей среды и истощения природных ресурсов, связанных с использованием ископаемого топлива, ядерная энергетика пропагандируется как альтернативный источник энергии.


Проведение оценки жизненного цикла (LCA) любого источника энергии важно для понимания того, как он влияет на окружающую среду. Поэтому во многих исследованиях оценивалось совокупное потребление энергии в течение жизненного цикла и выбросы парниковых газов (ПГ), связанные с электричеством, вырабатываемым с помощью ядерной энергетики. Однако в большинстве этих исследований рассматривались выбросы парниковых газов и количество потребляемой энергии, что может привести к менее полной оценке воздействия на окружающую среду и устойчивости электроэнергии, вырабатываемой с помощью ядерной энергетики. Например, нам еще предстоит понять общие ресурсы, используемые во время этого процесса.

В попытке обеспечить более целостную картину группа ученых из Университета Рицумейкан, Япония, проанализировала воздействие атомной энергетики на окружающую среду с помощью менее продуманного показателя — объема ресурсов, извлекаемых из литосферы в течение жизненного цикла этого процесса. . Их исследование было сосредоточено на методах добычи, типах ядерных реакторов и типе системы уранового топливного цикла, используемой при производстве ядерной энергии, а также на том, как они влияют на воздействие процесса на окружающую среду. Они также оценили различные сорта добываемой урановой руды — весьма изменчивого объекта — и их влияние на общую потребность в материалах (TMR). Этот документ был размещен в Интернете 8 июня 2022 г. и опубликован в томе 363 журнала «Чистое производство» 20 августа 2022 г.

«ЖЦ использования ресурсов для производства 1 кВт/ч атомной энергии на основе урана был выполнен путем анализа TMR», — говорит доцент Шоки Косай, автор исследования. «Мы рассмотрели как открытый, так и закрытый топливные циклы, а также три типа методов добычи урана: открытую добычу, подземную добычу и выщелачивание на месте (ПВР), помимо других переменных в производстве ядерной энергии, для тщательного ОЖЦ». Выбросы ПГ и использование природных ресурсов были впоследствии оценены для этих переменных.

Исследователи обнаружили, что коэффициент TMR (указывающий на интенсивность добычи) у обогащенного уранового топлива был самым высоким, за ним следуют ядерное топливо, переработанное урановое топливо, смешанное оксидное (МОКС) топливо и, наконец, желтый кек. Качество урановой руды также оказало огромное влияние на коэффициент TMR, а это означало, что TMR значительно варьировался в зависимости от различных методов добычи. Выщелачивание на месте имело самый низкий TMR. Однако метод добычи оказал более существенное влияние на использование ресурсов по сравнению с его влиянием на выбросы парниковых газов.

Обсуждая влияние топливных циклов, профессор Эйдзи Ямасуэ говорит: «Мы обнаружили, что в замкнутом цикле переработки уранового топлива используется на 26% меньше ресурсов, чем в открытом цикле, в котором побочные продукты не используются повторно».

Кроме того, было обнаружено, что использование природных ресурсов при производстве ядерной энергии аналогично использованию возобновляемых источников энергии и значительно ниже, чем при производстве тепловой энергии. Кроме того, потенциал глобального потепления и TMR производства ядерной энергии показали очень разные тенденции. Наряду с более низкими выбросами парниковых газов при производстве ядерной энергии также используется меньше природных ресурсов, что делает ее экологически благоприятным источником производства электроэнергии.

«Поддержание экономики замкнутого цикла важно даже для использования ресурсов. Наши результаты могут помочь политикам в разработке долгосрочной энергетической политики, в которой учитывается электроэнергия и производство электроэнергии с использованием ядерной энергии», — заключает д-р Косаи.