Конец дешевого урана

Майкл Диттмар из швейцарского Института физики частиц, проанализировав историю добычи урана в мире, подсчитал, что текущих разведанных запасов не хватит для обеспечения топливом существующих и планируемых АЭС в следующие 20 лет. Дефицит урана приведет к естественному поэтапному отказу всего мира от атомной энергии, полагает ученый. Мы публикуем перевод его исследования, вышедшего в журнале Science of the Total Environment.

1. ВВЕДЕНИЕ

В индустриальных обществах энергия деления ядра часто предлагается в качестве долгосрочной замены ограниченных ресурсов ископаемого топлива, а также для решения экологических проблем, связанных с его использованием. Однако даже спустя 50 лет после старта гражданской атомной энергетики ядерные реакторы производят менее 14 % мировой электроэнергии, которая сама по себе составляет лишь около 16 % нашего конечного потребления энергии.

Более 80 % из имеющихся 440 энергетических реакторов суммарной электрической мощностью 374 ГВт эксплуатируются в богатых странах ОЭСР, где на долю атомной энергетики приходится около 21 % годового потребления электроэнергии. Относительно небольшая доля ядерной энергии показывает, что в течение следующих 20 – 30 лет даже незначительный перевод генерации электрической энергии с ископаемого топлива на ядерное потребует значительного увеличения использования ядерного топлива.

В течение последних нескольких лет во многих странах обсуждалась стратегия «ренессанса атомной энергетики». Однако после Фукусимской катастрофы 2011 года энтузиастическое стремление строить новые реакторы в большинстве стран угасло, а в некоторых фактически перестали планировать даже замену стареющих АЭС. Из строящихся ныне в 14 странах 68 реакторов 46 строятся всего в трех странах – в Китае, Индии и России.

Вследствие этого даже Всемирная атомная ассоциация (World Nuclear Association, WNA) предполагает рост атомной энергетики самое большее на 1 – 2 % в год в течение ближайших 10 – 15 лет. Среди множества проблем, связанных с таким скромным сценарием роста, есть редко обсуждаемый вопрос поставок уранового топлива.

В этой статье мы представляем наши выводы о будущем урановых запасов. Наши результаты получены из изучения характеристик истощения урановых месторождений, разрабатываемых в прошлом и в настоящем. Наше исследование показывает, что существующие и планируемые урановые рудники до 2030 года позволяют увеличить поставки урана от 54 тыс. тонн в 2010 году до 58 тыс. тонн плюс-минус 4 тыс. тонн в 2015 году.

Кроме того, данные показывают, что после 2015 года добыча будет снижаться, по крайней мере, на 0,5 тыс. тонн в год. Таким образом прогнозируется, что годовые поставки урана в районе 2025 года и 2030 года достигнут, самое большее, соответственно 54 тыс. тонн плюс-минус 5 тыс. тонн и 41 тыс. тонн плюс-минус 5 тыс. тонн. Эти цифры далеко не покрывают сегодняшнее глобальное потребление урана, которое составляет около 68 тыс. тонн в год, что подразумевает существенный дефицит в предстоящие десятилетия. Таким образом, мы прогнозируем конец текущей ситуации с дешевым ураном и добровольный или вынужденный сценарий всемирного поэтапного отказа от атомной энергетики, что на деле примерно согласуется с новыми стратегиями, последовавшими за аварией в Фукусиме и предложенными в мае 2011 года правительствами Германии и Швейцарии.

Свое исследование мы начинаем со стран, где добыча урана была прекращена или снижена примерно на 10 % от прошлых уровней из-за истощения месторождений (ч. 2). Чтобы сформулировать простую и точную модель добычи и истощения запасов, использовались свежие данные по добыче в Канаде и Австралии (ч. 3). В части 4 этот подход применен к действующим и планируемым урановым ме­сторождениям до 2030 года.

2. УРОКИ ДОБЫЧИ И ИСЧЕРПАНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАНА ЗА ПРОШЛЫЕ ГОДЫ

2.1. Истощение месторождений урана: Европа и Африка

2.2. Истощение месторождений урана: США и Южная Африка

3. ГИПОТЕЗА О РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАНА

4. ПАРАМЕТРЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ ДОБЫЧИ И БУДУЩАЯ СИТУАЦИЯ СПРОСА И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

5. ИТОГИ

Данные по прекращенной добыче урана в различных странах и регионах показывают, что в среднем могло быть извлечено всего 50 – 70 % от начальной оценки запаса урана. Применяя более точные данные о добыче урана из недавно разрабатываемых конкретных рудников и месторождений в Канаде и Австралии, можно получить теоретическую модель истощения современных урановых рудников. Эта теория утверждает, что современные горнодобывающие предприятия минимизируют расходы по извлечению таким образом, что разработка конкретного месторождения приводит к следующим результатам: 1) продолжительность эффективной разработки составляет 10 лет плюс-минус 2 года; 2) общий объем добываемого промышленным способом урана из конкретного месторождения можно приближенно оценить по достигнутому (или планируемому) стабильному объему добычи, умноженному на 10.

Эта теория применена к существующим и планируемым урановым рудникам, таким образом получен верхний предел добычи урана в различных странах и для всей планеты.

Детализируя, мы обнаруживаем, что:

– В текущее десятилетие неизбежен спад добычи практически во всех рудниках, эксплуатирующихся на конкретных месторождениях.

– Планируемыми новыми разработками этот спад можно компенсировать лишь частично.

– Если предположить, что возможно открыть добычу на всех запланированных к открытию новых урановых рудниках, то ежегодная добыча вырастет с уровня 2010 года в 54 тыс. тонн до приблизительно 58 тыс. тонн плюс-минус 4 тыс. тонн в 2015 году.

– После 2015 года добыча урана будет падать примерно на 0,5 тыс. тонн в год до 2025 года, после чего спад ускорится. В результате максимум годовой добычи прогнозируется в размере 56 тыс. тонн плюс-минус 5 тыс. тонн (в 2020 году), 54 тыс. тонн плюс-минус 5 тыс. тонн (в 2025 году) и 41 тыс. тонн плюс- минус 5 тыс. тонн (в 2030 году).

Предполагая, что спрос будет расти на 1 % в год, мы прогнозируем и дефицит урана, и (с поправкой на инфляцию) рост цен в течение ближайших пяти лет. Отсрочить кризис поставок до 2025 года может добровольный поэтапный отказ от атомной энергии во множестве стран. Такое поэтапное отключение АЭС, работающих на конвенциональном уране-235, в начале 2011 года представлялся совершенно маловероятным, но недавний инцидент на японской АЭС «Фукусима» может привести к совершенно иным перспективам.

Другой альтернативой для недопущения наступления дефицита в этом десятилетии является более обширное «распечатывание» все еще значительных количеств военных запасов урана США и России, особенно после 2013 года. Военные запасы урана в документе 2009 года оценивались приблизительно в 200 тыс. тонн в США и в 300 тыс. тонн в России.

Несмотря на то, что любое такое действие включает политические проблемы, совершенно выходящие за рамки нашего исследования, этот источник, в зависимости от роста спроса, в принципе может отсрочить дефицит урана на несколько лет. Тем не менее, очевидно, что эти стратегические военные резервы не бесконечны и едва ли их с готовностью откроют для удовлетворения спроса Китая и Европы.

Таким образом, если предположить, что глобальный сценарий постепенного отказа от атомной энергии не будет избран по доброй воле, мы прогнозируем, что конец поставок дешевого урана выльется во многих странах в сценарий хаотических остановок АЭС со взрывным ростом цен, дефицитом поставок и, возможно, дефицитом электроэнергии.

В своих расчетах автор опирался на Красную книгу, на данные Международного энергетического агентства, МАГАТЭ, WNA, Cameco, статью Джона Басби, заявления Владимира Школьника из «Казатомпрома», статью Хайнца Хогельсбергера, прогнозы EWG.

23.10.2013

Источник https://aftershock.news/?q=nod...

Здесь приведены только введение и заключение статьи.