Как ядерные технологии помогают городам становиться более устойчивыми – 7 способов, с помощью которых ядерная наука и технологии улучшают жизнь в городах. Способ 1 - решения для отопления и охлаждения
В мире в 31 стране эксплуатируется 417 ядерных энергетических реакторов, суммарная мощность которых составляет около 380 гигаватт. В 2025 году доля атомной энергетики в мировом энергобалансе составила примерно 8,4%, что соответствует четверти всего объема низкоуглеродной электроэнергии, производимой в мире. Атомные электростанции не только вырабатывают электроэнергию, но и могут обеспечивать теплоснабжение городов в зимний период, используя остаточное тепло, выделяющееся в процессе производства электроэнергии. Летом это же тепло может использоваться для работы систем охлаждения: в ходе специального процесса тепловая энергия — вместо электрической — преобразуется в холод для нужд кондиционирования воздуха.
Иллюстрация МАГАТЭ
МАГАТЭ приводит пример города Хайянь в Китае, в котором, как и во многих других городах, для отопления жилых домов раньше использовали уголь. Ситуация изменилась шесть лет назад, когда на АЭС «Хайян» были запущены турбины: станция начала подавать тепло в дома, постепенно расширяя радиус охвата. Тепло вырабатывается исключительно за счет атомной энергии и не сопровождается вредными выбросами — это первая в Китае и одна из немногих в мире систем теплоснабжения, полностью свободных от углеродных выбросов.
В настоящее время на АЭС «Хайян» эксплуатируются два современных водо-водяных ядерных реактора, которые вырабатывают около 20 млрд кВт·ч электроэнергии в год. Эти передовые реакторы оснащены дополнительными системами безопасности и обеспечивают регион электроэнергией, не создавая углеродного следа, что способствует развитию местной промышленности и инфраструктуры.
После успешной реализации небольшого пилотного проекта в 2019 году, к 2021 году система централизованного теплоснабжения охватила весь город Хайян. В 2023 году сеть расширилась до города Жушань (в городском округе Вэйхай), а в настоящее время ведется подготовка к дальнейшему расширению — на этот раз до города Циндао. Ожидается, что проект охватит площадь в 200 млн квадратных метров, а его преимуществами смогут воспользоваться пять миллионов человек.
Атомные электростанции вырабатывают огромное количество горячего пара — в этом и заключается их основная задача, поскольку пар приводит в движение генераторы, производящие электроэнергию. Однако, в силу законов физики, лишь около трети тепловой энергии пара преобразуется в электричество, а большая часть оставшегося тепла становится «бросовым» теплом.
Для повышения эффективности станция может найти этому теплу полезное применение. Вместо того чтобы выбрасывать его в окружающую среду, пар можно использовать для отопления или охлаждения, а также в качестве источника энергии для получения пресной воды, водорода или других продуктов — например, нефти или синтетического топлива. Существующие атомные электростанции могут производить такие продукты, при этом снижение выработки электроэнергии будет незначительным; этот процесс называется когенерацией (совместной выработкой энергии). С помощью теплообменников пар нагревает воду на станции; при этом исключается попадание радиации в воду, которая затем подается в системы отопления жилых домов. От станции отходят толстые белые трубопроводы, по которым нагретая вода поступает в распределительные пункты по всему городу. Многие из этих пунктов остались от прежних систем отопления, работавших на угле, но теперь они полностью реконструированы: в них установлено современное насосное оборудование и цифровые системы мониторинга.
Во всем мире растет интерес к использованию ядерной энергии в промышленных целях, таких как опреснение морской воды, производство водорода и централизованное теплоснабжение. Системы централизованного теплоснабжения на базе ядерных источников уже внедрены в ряде стран: Болгарии, Венгрии, Китае, России, Румынии, Словакии, Чехии, Швейцарии и Украине.