Волшебный мир электричества: простые объяснения и увлекательные мастер-классы
Вот так книга!
Волшебный мир электричества: простые объяснения и увлекательные мастер-классы
6 мая 2017 8 694 просмотра
Екатерина Ушахина
Почему лампочки в доме включаются, когда вы щелкаете по выключателю? Как работают машинки на радиоуправлении? И что заставляет лампочки на телевизоре и микроволновке мигать? Технологии вокруг нас могут показаться магией, но большинство из них не работает без электричества.
Сегодня мы предлагаем вам совершить удивительное путешествие в волшебный мир электричества вместе с нашей новинкой — «Электроника для детей». Эта книга сделает электричество понятнее с помощью простых объяснений и интересных мастер-классов.
Как это работает?«Электроника для детей» расскажет о том, что такое электричество и как использовать его для создания удивительных вещей.
Ее автор Эйвинд Нидал Даль, преподаватель электроники и блогер, в детстве и сам с удовольствием собирал разные интересные штуки. И теперь решил передать весь свой накопленный опыт ребятам.
Если вы когда-нибудь смотрели на электронное устройство и задавались вопросом «Как оно работает?» или «Могу ли я сделать это сам?», то вы нашли то, что нужно. И не важно, восемь вам лет или сто: если вы любознательны и молоды душой, то эта книга для вас.
Она научит вас делать замечательные вещи из деталей, которые есть внутри телевизоров, электронных игрушек, радиоприемников и других гаджетов. Вас ждут увлекательные эксперименты, такие как получение света с помощью лимонов или создание охранной сигнализации и музыкального инструмента.
Фишки книги
— Знания об электричестве и магнетизме, поданные просто и понятно.
— Пошаговые инструкции для каждого проекта. Простые объяснения с фотографиями и рисунками помогут собрать все по шагам и объяснят, почему это работает именно так.
— «Лаборатория» для создания ваших электронных устройств может находиться где угодно, не нужны ни гараж, ни мастерская. Для работы достаточно плоской поверхности такого размера, чтобы разложить на ней все инструменты и компоненты.
— В конце книги есть список с интернет-магазинами и другими обучающими ресурсами.
Что под обложкой?В книги три больших части. Из первой ребенок узнает, как работает ток, напряжение и цепи, а также сможет превратить металлический болт в электромагнит и трансформировать бумажный стаканчик и несколько магнитов в настоящий вращающийся электромотор.
Читая вторую часть книги, ребенок смастерит еще больше крутых штук:
— Спаяет цепь из мигающего светодиода, резистора, конденсатора и реле. А затем превратит эту цепь в датчик касания, используя свой палец как резистор.
— Соберет будильник, который будет звенеть с рассветом.
— Создаст свой музыкальный инструмент, который будет издавать космические звуки.
А в третьей части — узнает о цифровой электронике, таких вещах, как логические элементы и схемы памяти, с помощью создания прибора для проверки секретных кодов или электронной игры «Орел или решка».
И наконец, использует все, что узнал, для создания игры на быстроту реакции. И протестирует, с какой скоростью сможет поймать мигающий свет. Это очень увлекательно!
— Как создать свой электромагнит и электромотор.
— Как получить свет от лимонов.
— Как спаять свою первую схему со светодиодом.
— Как собрать мигалку и датчик прикосновения.
— Как сделать солнечный будильник, собственный электромузыкальный инструмент и даже машину для секретных сообщений.
— Как смастерить электронные игры — «Угадай цвет», «Орел или решка» и сложную игру на быстроту реакции.
А теперь небольшой отрывок из книги.
В чем электроцепь подобна системе трубПредставьте себе систему труб в виде замкнутой петли с насосом, которая целиком заполнена водой. В одном месте эта система имеет сужение. Насос играет роль батарейки, которая питает цепь энергией. Сужение в трубе уменьшает поток воды.
Так же действует сопротивление в электрической цепи.
Теперь вообразите, что вы можете ввести в эту систему труб некое измерительное устройство, которое позволит определять количество воды, протекающей через него за одну секунду. Обратите внимание, что здесь я говорю лишь о том, сколько воды протекает через одно случайно выбранное место в трубе, а не об общем количестве воды в трубах. Точно так же мы будем говорить о силе тока в цепи: сила тока — это количество электронов, протекающих через определенную точку цепи в секунду.
Что говорят читатели о книгеОльга Бутаковская, отзыв с Лабиринт.ру:Приобрела книгу для сына шести лет. Он давно увлекается физическими и химическими явлениями, но все это было очень оторвано от реальной жизни. Купила книгу и не пожалела: сын перед детским садом читает и рассматривает наглядные картинки. Очень удобно то, что в конце книги даны адреса интернет-магазинов, где можно приобрести нужные материалы для создания электросхем.
В начале книги хорошо объясняются все термины: что такое ток, напряжение, сопротивление. В общем, очень довольна покупкой. Теперь сможем вместе с сыном собирать интереснейшие схемы и приборы.
Работая с этой книгой, ваш ребенок соберет множество схем и приборов, изучит основы электротехники и электроники и получит бесценный практический опыт. Но самое главное он сможет создавать самые удивительные вещи своими руками и получать удовольствие от процесса.
Итак, вперед! Переверните первую страницу и начните свое путешествие в волшебную страну электроники!
По материалам книги «Электроника для детей».
Мир электричества – ГидПлюс – городской справочник Борисоглебска
- Детские товары
- Игрушки
- Детская обувь
- Для новорожденных
- Интернет-магазин
- Для дома и дачи
- Бытовая техника
- Мебель
- Рассада / Цветы
- Бытовая химия
- ковры
- Текстиль
- Посуда
- Товары для интерьера
- Электротовары Люстры
- Садовый инвентарь
- Для офиса и учёбы
- Компьютеры / Ноутбуки
- Канцелярские товары
- Оргтехника
- Офисная мебель
- Книги
- Досуг и развлечения
- Подарки Сувениры
- Праздник / Фейерверки
- Развитие и творчество
- Спорт, отдых, охота, рыбалка
- Шитьё и рукоделие
- Красота и здоровье
- Здоровое питание/фитнес питание
- товары для парикмахеров, мастеров ногтевого сервиса, визажистов
- Ортопедические товары
- Медицинское оборудование
- Косметика / Парфюмерия
- Одежда, обувь, аксессуары
- Одежда для всей семьи
- Обувь для всей семьи
- Сумки
- спецодежда
- Нижнее белье
- Женская одежда
- Мужская одежда
- Мужская обувь
- Женская обувь
- Галантерея / Бижутерия
- Подростковая одежда
- Спортивная одежда
- Свадебный салон
- Оптовая торговля
- Продукты оптом
- Хозтовары оптом
- С/х продукция оптом
- Сантехническое и отопительное оборудование
- Продукты, напитки
- Пекарни/булочные
- Продуктовый киоск
- Продуктовый магазин
- Алкогольные напитки
- Пчеловодство
- Ремонт и стройка
- Пластиковые окна
- Строительные / Отделочные материалы
- Двери
- Инструменты
- Товары для бани / Бассейны
- Сантехника
- Обои
- Техническое оснащение
- Электрика
- Рынки
- Товары для животных
- Электроника
- Ювелирные изделия
Выберите город
- Борисоглебск
Поиск
Electricity Mix – Наш мир в данных
Электричество является одним из трех компонентов, составляющих общее производство энергии.
Два других – транспорт и отопление.
Как мы более подробно видим в этой статье, разбивка источников – уголь, нефть, газ, атомная энергия и возобновляемые источники энергии – различается для электричества и энергетического баланса. Как правило, низкоуглеродные источники (атомная энергия и возобновляемые источники энергии) составляют большую долю в нашем балансе электроэнергии, чем в нашем общем энергетическом балансе.
Это означает, что важно различать их. На другой странице мы приводим полную разбивку Энергетический микс . Но в этой статье мы сосредоточимся на Electricity Mix .
Откуда мы получаем электричество? В каких странах самые чистые электросети? В этой статье мы рассмотрим разбивку по всему миру.
Электричество — это только часть общей энергии. Декарбонизация электричества — это только один шаг к низкоуглеродной энергетической системе. Это, конечно, хорошая новость, поскольку мы пытаемся перевести наши энергетические системы с ископаемого топлива.
Такой прогресс часто попадает в заголовки газет. Вот один пример из этого года:
→ Впервые в Великобритании больше энергии поступает из чистых источников, чем из ископаемого топлива, National Grid объявляет (Independent, 2020)
На первый взгляд, мы можем подумать, что мы приближается к энергетической системе без ископаемого топлива.
К сожалению, многие из этих заголовков вводят в заблуждение. 1 The Independent допустила ошибку, использовав термины электричество и энергия взаимозаменяемы, хотя на самом деле это не одно и то же.
Электричество (или «мощность») — это лишь один из компонентов общего потребления энергии. Два других компонента – это транспорт и отопление.
Когда мы видим заголовки о нашем прогрессе в декарбонизации, приведенные цифры часто относятся к электроэнергии. Многие страны добиваются прогресса в области экологически чистой электроэнергии, но прогресс в области энергетики в целом идет гораздо медленнее.
Давайте сравним распределение мировой энергетики и электроэнергии — они показаны на диаграмме.
Мы видим большую разницу между долей низкоуглеродных источников. На ядерные и возобновляемые источники энергии приходится более одной трети (36,7%) мирового электричества . Но на их долю приходится менее половины этой цифры (15,7%) в глобальном энергетическом балансе . Это связано с тем, что другие элементы спроса на энергию — транспорт и отопление — в гораздо большей степени зависят от ископаемого топлива.
Но есть еще один аспект, который следует учитывать. Поскольку транспорт и отопление труднее обезуглероживать, чистое электричество будет становиться все более важным. Многие решения полагаются на то, что мы электрифицируем другие части энергетической системы, например, переход на электромобили. Международное энергетическое агентство , например, прогнозирует, что к 2030 году глобальный спрос на электроэнергию для электромобилей вырастет в пять-одиннадцать раз по сравнению с уровнем 2019 года.
Если мы хотим воспользоваться экологическими преимуществами электромобилей, эта электроэнергия должна быть максимально низкоуглеродистым.
Но когда мы видим заголовки о прогрессе в обезуглероживании электроэнергетического сектора, мы должны помнить, что это только одна часть энергетической истории. Если мы этого не сделаем, мы рискуем впасть в ложное ощущение прогресса и позволить лидерам, правительствам и компаниям хвастаться целями, которые недостаточно амбициозны.
Откуда у нас электричество?
Какие источники составляют нашу структуру электроэнергии? Сколько приходится на уголь, нефть, газ, а сколько на ядерную, гидроэнергию, солнечную или ветровую энергию?
На интерактивных диаграммах, показанных здесь, мы видим распределение электроэнергии по источникам.
Диаграмма с накоплением площадей показывает производство электроэнергии в абсолютном выражении. Это позволяет вам увидеть, как суммируются эти источники. Линейная диаграмма показывает долю каждого источника в от общего числа и дает лучшее представление о том, как каждый из них меняется с течением времени.
Во всем мире мы видим, что уголь, за которым следует газ, является крупнейшим источником производства электроэнергии. Из низкоуглеродных источников наибольший вклад вносят гидроэнергетика и атомная энергия; хотя ветер и солнечная энергия быстро растут.
Если мы посмотрим на структуру производства электроэнергии в отдельных странах [это можно сделать с помощью кнопки «Изменить страну» в левом нижнем углу диаграммы] , мы увидим резкие изменения с течением времени.
Возьмем, к примеру, Великобританию: там мы наблюдаем резкое снижение роли угля в структуре производства электроэнергии. В конце 1980-х годов на уголь приходится более 60% производства электроэнергии. К 2021 году этот показатель упал до 2%.
Как вы можете взаимодействовать с этими картами
- На этих картах вы видите кнопку Изменить страну в нижнем левом углу – с помощью этой опции вы можете переключить карту на любую другую страну мира.
- Установив флажок «Относительно» в левом нижнем углу диаграммы с накоплением, вы можете переключиться на просмотр доли каждого источника в общей сумме.
На диаграммах здесь мы видим разбивку структуры электроэнергии по странам. Во-первых, с более высокой разбивкой по ископаемому топливу, ядерной энергии и возобновляемым источникам энергии. Затем с конкретной разбивкой по источникам, включая уголь, газ, нефть, ядерную энергию, биоэнергию, гидроэнергию, солнечную энергию, ветер и другие возобновляемые источники энергии (включая волны и приливы).
Приводится в пересчете на потребление на душу населения. Используя переключатель на интерактивных диаграммах, вы также можете увидеть процентную разбивку для каждого источника, установив флажок «Относительно».
Какая часть нашей электроэнергии поступает из низкоуглеродных источников?
Около 16% мировой энергии (15,7%, если быть точным) поступает из низкоуглеродных источников, то есть из ядерной энергии и возобновляемых источников энергии.
Но энергия и электричество — это не одно и то же, несмотря на то, что многие люди используют эти термины как синонимы.
Электричество (иногда называемое «мощностью») является лишь частью общего производства энергии, которое также включает отопление и транспорт.
Какая часть нашей электроэнергии поступает из низкоуглеродных источников?
37% мирового производства электроэнергии приходится на низкоуглеродные источники
На диаграмме мы видим процентную долю мирового производства электроэнергии, которая приходится на ядерную или возобновляемую энергию, такую как солнечная, ветровая, гидроэнергия, энергия ветра и приливов и некоторые биомасса.
Во всем мире в 2019 году 36,7% нашей электроэнергии было низкоуглеродным. Более одной трети. Остальные две трети приходятся на ископаемое топливо — в основном уголь и газ.
Это более чем в два раза превышает долю в общем энергетическом балансе, где доля ядерных и возобновляемых источников энергии составляет всего 15,7%. Мы рассмотрели сравнение глобальной энергии и электроэнергии , смешанной здесь .
Когда люди приводят высокие цифры доли низкоуглеродной энергии в структуре производства электроэнергии, мы должны помнить о том, что электричество является лишь частью энергетического уравнения. Доля в общем энергетическом балансе намного меньше.
К сожалению, процент электроэнергии, получаемой из низкоуглеродных источников, сегодня практически не изменился по сравнению с серединой 19-го века.80-е годы. На самом деле в начале 2000-х эта доля фактически регрессировала. В следующем разделе мы увидим, что прогресс был медленным, потому что производство атомной энергии снизилось в то время, когда возобновляемые источники энергии росли.
Низкоуглеродное электричество: около 26% электроэнергии в мире поступает из возобновляемых источников энергии и 10% из атомной энергии
Какова структура нашего электроснабжения с точки зрения ископаемого топлива, возобновляемых источников энергии и атомной энергии?
В 2019 году почти две трети (63,3%) мировой электроэнергии приходилось на ископаемое топливо.
Из 36,7% низкоуглеродных источников на возобновляемые источники энергии приходилось 26,3%, а на атомную энергию – 10,4%.
Как мы уже отмечали ранее, относительный вклад ископаемого топлива и низкоуглеродной электроэнергии оставался на прежнем уровне в течение десятилетий. Фактически, в начале 2000-х годов ископаемое топливо даже завоевало популярность. За этот период доля атомной энергетики снизилась, а доля возобновляемых источников энергии выросла. Мы видим это на графике. Прогресс, достигнутый в области возобновляемых источников энергии, был компенсирован спадом ядерной энергетики; атомная энергетика сократилась почти на столько же, сколько выросла возобновляемая энергетика.
Некоторые страны получают большую часть электроэнергии из низкоуглеродных источников
Во всем мире чуть более одной трети электроэнергии мы получаем из низкоуглеродных источников. Но некоторые страны получают гораздо больше – некоторые почти все – из источников, не содержащих ископаемого топлива.
На показанной интерактивной карте мы видим эту долю по всему миру. Некоторые страны получают более 90% своей электроэнергии за счет ядерных или возобновляемых источников энергии, например Швеция, Норвегия, Франция, Парагвай, Исландия и Непал.
Здесь вы можете изучить структуру производства электроэнергии с разбивкой по отдельным источникам для стран, участвующих в нашей работе. Почти у всех этих стран есть одна общая черта: они получают много электроэнергии за счет гидроэнергетики и/или ядерной энергии. Солнечные, ветряные и другие возобновляемые технологии быстро развиваются, и мы надеемся, что в будущем на них будет приходиться большая доля производства электроэнергии, но страны, которые сегодня имеют низкоуглеродную структуру электроэнергии, в последние годы в значительной степени полагались на гидроэлектростанции и атомную энергию.
Мы должны взять эти примеры из жизни отдельных стран и извлечь из них уроки. В ближайшие годы ускорение перехода на экологически чистое электричество станет еще более важным, поскольку мы электрифицируем и другие части энергетической системы (например, переходим на электромобили).
Нам нужно будет полагаться на низкоуглеродное электричество, и в больших количествах.
Углеродоемкость электроэнергии
Углеродоемкость электроэнергии измеряет количество CO2, которое производится на единицу электроэнергии. Он измеряется в граммах CO2, произведенных на киловатт-час (кВтч).
Страны, которые получают большую часть своей электроэнергии из низкоуглеродных источников (возобновляемых источников энергии и атомной энергии), будут иметь более низкую углеродоемкость.
Эта интерактивная карта показывает углеродоемкость электроэнергии в Европе. Ember — наш ключевой источник данных по электроэнергии — в настоящее время предоставляет данные об углеродоемкости только для стран ЕС-27, а также для Соединенного Королевства.
Производство электроэнергии по источникам
В этом разделе
- Ископаемое топливо: какая доля электроэнергии приходится на ископаемое топливо?
- Уголь: какая доля электроэнергии приходится на уголь?
- Газ: какая доля электроэнергии приходится на газ?
- Атомная энергия: какая доля электроэнергии приходится на атомную энергетику?
- Возобновляемые источники энергии: какая доля электроэнергии приходится на возобновляемые источники энергии?
- Гидроэнергетика: какая доля электроэнергии приходится на гидроэнергетику?
- Солнечная энергия: какая доля электроэнергии приходится на солнечную энергию?
- Ветер: какая доля электричества приходится на ветер?
Ископаемое топливо представляет собой сумму угля, нефти и газа.
В совокупности они являются крупнейшим источником глобальных выбросов двуокиси углерода (CO 2 ). Поэтому нам нужно уйти от них.
На этой интерактивной карте показана доля электроэнергии, получаемой за счет ископаемого топлива (угля, нефти и газа вместе взятых) по всему миру. На нефть приходится лишь небольшая доля производства электроэнергии — большая часть приходится на уголь и газ. Долю угля и газа по отдельности можно найти в разделах ниже.
Три совета о том, как взаимодействовать с этой картой
- Нажав на любую страну на карте, вы увидите изменения в этой стране с течением времени.
- Перемещая ползунок времени (под картой), вы можете увидеть, как менялась глобальная ситуация с течением времени.
- Вы можете сосредоточиться на определенном регионе мира, используя раскрывающееся меню в правом верхнем углу карты.
В настоящее время уголь является крупнейшим источником электроэнергии в мире.
Для многих стран остается доминирующим источником. Но мы также видим, что в последние годы другие страны стали свидетелями массового отказа от угля — одним из таких примеров является Великобритания.
На этой интерактивной карте показана доля электроэнергии, получаемой из угля в мире.
Газ: какая доля электроэнергии приходится на газ?В настоящее время газ является вторым по величине источником производства электроэнергии в мире.
Его вклад быстро растет во многих странах, поскольку они заменяют им уголь в структуре производства электроэнергии. С точки зрения климата этот переход является положительным, поскольку газ обычно выделяет меньше CO 2 на единицу энергии. Но мы по-прежнему в конечном итоге хотим перейти от газа к низкоуглеродным источникам, таким как возобновляемые источники энергии и ядерная энергия.
На этой интерактивной карте показана доля электроэнергии, получаемой из газа, в мире.
Атомная энергия: какая доля электроэнергии приходится на атомную энергетику? Ядерная энергия десятилетиями играла ключевую роль в производстве электроэнергии с низким уровнем выбросов углерода.
В некоторых странах это один из, если не единственный, крупнейший источник электроэнергии.
Например, Франция получает более 70% своей электроэнергии за счет атомной энергии.
На этой интерактивной карте показана доля электроэнергии, получаемой из газа, в мире.
Нажав на определенную страну, вы можете увидеть, как эта доля менялась с течением времени. В некоторых странах мы наблюдаем резкое снижение роли атомной энергетики по мере отключения электростанций. Япония тому яркий пример.
Возобновляемые источники энергии: какая доля электроэнергии приходится на возобновляемые источники энергии?«Возобновляемые источники» объединяет несколько источников электроэнергии, включая гидроэнергию, солнечную энергию, энергию ветра, геотермальную энергию, биомассу, волны и приливы.
На этой интерактивной карте показана доля электроэнергии, получаемой от возобновляемых источников энергии (сумма всех технологий возобновляемой энергии) во всем мире.
Доля электроэнергии, которую мы получаем от отдельных возобновляемых технологий — например, солнечной или ветровой — указана в разделах ниже.
Гидроэнергетика: какая доля электроэнергии приходится на гидроэнергетику?Гидроэнергетика вносит большой вклад в производство электроэнергии с низким уровнем выбросов углерода во всем мире. В мире на его долю приходится около 17% производства.
На этой интерактивной карте показана доля электроэнергии, вырабатываемой гидроэнергетикой по всему миру.
Солнечная энергия: какая доля электроэнергии приходится на солнечную энергию?На этой интерактивной карте показана доля электроэнергии, получаемой от солнечной энергии во всем мире.
Три совета о том, как взаимодействовать с этой картой
- Щелкнув по любой стране на карте, вы увидите изменения в этой стране с течением времени.
- Перемещая ползунок времени (под картой), вы можете увидеть, как менялась глобальная ситуация с течением времени.
- Вы можете сосредоточиться на определенном регионе мира, используя раскрывающееся меню в правом верхнем углу карты.
На долю ветра приходится от 5% до 6% мирового производства электроэнергии. Но в последние годы ветрогенерация быстро растет во многих странах мира.
На этой интерактивной карте показана доля электроэнергии, вырабатываемой ветром во всем мире.
Узнайте больше о нашей работе в области энергетики
Загрузите наш полный набор показателей энергопотребления на GitHub. Это открытый доступ и бесплатный для всех.
Атомная энергетика сегодня | Ядерная энергия
(обновлено в апреле 2023 г.)
- Первые коммерческие атомные электростанции начали работу в 1950-х годах.
- Ядерная энергия в настоящее время обеспечивает около 10% мировой электроэнергии примерно из 440 энергетических реакторов.
- Атомная энергия является вторым по величине источником низкоуглеродной энергии в мире (26% от общего количества в 2020 году).
- Более 50 стран используют ядерную энергию примерно в 220 исследовательских реакторах. Помимо исследований, эти реакторы используются для производства медицинских и промышленных изотопов, а также для обучения.
В ядерной технологии используется энергия, высвобождаемая при расщеплении атомов определенных элементов. Впервые он был разработан в 1940-х годах, а во время Второй мировой войны исследования первоначально были сосредоточены на производстве бомб. В 1950-х годах внимание переключилось на мирное использование ядерного деления, контролируя его для производства электроэнергии. Дополнительную информацию см. на странице История ядерной энергетики.
Гражданская атомная энергетика может похвастаться более чем 18 000 реакторо-лет опыта, а атомные электростанции работают в 32 странах мира.
Фактически, через региональные сети электропередачи многие другие страны частично зависят от атомной энергии; Италия и Дания, например, получают почти 10% своей электроэнергии за счет импорта атомной энергии.
Когда в 1960-х годах зародилась коммерческая атомная промышленность, между отраслями Востока и Запада существовали четкие границы. Сегодня для атомной отрасли характерна международная торговля. Реактор, строящийся сегодня в Азии, может иметь комплектующие, поставляемые из Южной Кореи, Канады, Японии, Франции, Германии, России и других стран. Точно так же уран из Австралии или Намибии может оказаться в реакторе в ОАЭ после его конверсии во Франции, обогащения в Нидерландах, деконверсии в Великобритании и производства в Южной Корее.
Использование ядерных технологий выходит далеко за рамки производства низкоуглеродной энергии. Он помогает контролировать распространение болезней, помогает врачам в диагностике и лечении пациентов, а также поддерживает наши самые амбициозные миссии по исследованию космоса.
Благодаря такому разнообразному использованию ядерные технологии занимают центральное место в мировых усилиях по достижению устойчивого развития. Для получения дополнительной информации см. страницу «Ядерная энергия и устойчивое развитие».
В 2021 году атомные электростанции поставили 2 653 ТВт-ч электроэнергии по сравнению с 2 553 ТВт-ч в 2020 году.
Рисунок 1: Производство электроэнергии на АЭС (источник: Всемирная ядерная ассоциация, ПРИС МАГАТЭ)
Тринадцать стран в 2021 году производили не менее четверти своей электроэнергии за счет атомной энергетики. Франция получает около 70% своей электроэнергии за счет атомной энергии, а Украина, Словакия, Бельгия и Венгрия получают около половины за счет атомной энергии. Япония привыкла полагаться на ядерную энергетику более чем на четверть своей электроэнергии, и ожидается, что она вернется примерно к этому уровню.
Рисунок 3: Атомная генерация по странам, 2021 г.
(источник: ПРИС МАГАТЭ)
Изменения в 2023 г.
Подключение к сети 90 Начало строительства
Останов реактора
Потребность в новых генерирующих мощностях
Во всем мире существует явная потребность в новых генерирующих мощностях, как для замены старых блоков, работающих на ископаемом топливе, особенно на угле, которые выделяют много углекислого газа, так и для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию во многих странах. В 2020 году 61% электроэнергии было произведено за счет сжигания ископаемого топлива. Несмотря на сильную поддержку и рост использования прерывистых возобновляемых источников электроэнергии в последние годы, вклад ископаемого топлива в производство электроэнергии существенно не изменился за последние 15 лет или около того (66,5% в 2005 г.).
Международное энергетическое агентство ОЭСР ежегодно публикует сценарии, связанные с энергетикой.
В его World Energy Outlook 2022 1 есть амбициозный «Сценарий чистых нулевых выбросов к 2050 году» (NZE), который «намечает способ достижения стабилизации роста средних глобальных температур на 1,5 ° C, наряду с всеобщим доступ к современной энергии к 2030 году». NZE в WEO 2022 предполагает увеличение ядерной мощности до 871 ГВт к 2050 году.
Обзор мира
Все части мира участвуют в развитии ядерной энергетики, и некоторые примеры приведены ниже.
Актуальные данные об действующих, строящихся и планируемых реакторах по всему миру см. в таблице «Мировые ядерные энергетические реакторы и потребности в уране».
Подробную информацию по странам см. в разделе “Профили стран” Информационной библиотеки Всемирной ядерной ассоциации.
Северная Америка
Канада имеет 19 действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 13,6 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 14,3% электроэнергии страны.
Все кроме одного из 19 странядерные реакторы расположены в Онтарио.
Десять из этих блоков — шесть в Брюсе и четыре в Дарлингтоне — подлежат ремонту. Программа продлит срок эксплуатации на 30-35 лет. Аналогичные ремонтные работы позволили Онтарио отказаться от угля в 2014 году, в результате чего электроэнергетическая смесь стала одной из самых чистых в мире.
Мексика имеет два действующих ядерных реактора общей полезной мощностью 1,6 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 5,3% электроэнергии страны.
В США 92 действующих ядерных реактора общей полезной мощностью 94,7 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 19,6% электроэнергии страны.
Четыре реактора AP1000 находились в стадии строительства, но два из них были отменены. Одной из причин перерыва в новом строительстве в США на сегодняшний день является чрезвычайно успешная эволюция стратегий технического обслуживания. За последние 15 лет благодаря улучшенным эксплуатационным характеристикам увеличилось использование атомных электростанций США, при этом увеличение мощности эквивалентно 19строятся новые электростанции мощностью 1000 МВт.
В 2016 году в стране был введен в эксплуатацию первый за 20 лет новый ядерный энергетический реактор. Несмотря на это, количество действующих реакторов в последние годы сократилось с пикового значения в 104 в 2012 году. Досрочное закрытие было вызвано сочетанием факторов, включая дешевый природный газ, либерализацию рынка, чрезмерное субсидирование возобновляемых источников и политические агитация.
Южная Америка
Аргентина имеет три реактора общей полезной мощностью 1,6 ГВт. В 2021 году страна произвела 7,2% своей электроэнергии за счет атомной энергии.
В Бразилии есть два реактора общей полезной мощностью 1,9 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 2,4% электроэнергии страны.
Западная и Центральная Европа
В Бельгии есть семь действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 5,9 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 50,8% электроэнергии страны.
В Финляндии есть пять действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 4,4 ГВт.
В 2021 году атомная энергетика произвела 32,8% электроэнергии страны. Пятый реактор Финляндии – EPR мощностью 1600 МВт (нетто) – был подключен к сети в марте 2022 года9.0003
Франция имеет 56 действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 61,4 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 69,0% электроэнергии страны.
Энергетическая политика 2015 г. была направлена на сокращение доли страны в выработке атомной энергии до 50% к 2025 г. Эта цель теперь перенесена на 2035 г. Министр энергетики страны заявил, что цель нереалистична и что она увеличит выбросы двуокиси углерода, угрожают безопасности снабжения и ставят под угрозу рабочие места.
В настоящее время во Франции строится один реактор — EPR мощностью 1750 МВт во Фламанвиле.
В Нидерландах имеется единственный действующий ядерный реактор чистой мощностью 0,5 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 3,1% электроэнергии страны.
В Испании есть семь действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 7,1 ГВт.
В 2021 году атомная энергетика произвела 20,8% электроэнергии страны.
Швеция имеет шесть действующих ядерных реакторов с общей полезной мощностью 6,9ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 30,8% электроэнергии страны.
Страна закрывает несколько старых реакторов, но вложила значительные средства в продление срока эксплуатации и повышение мощности.
В Швейцарии есть четыре действующих ядерных реактора общей полезной мощностью 3,0 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 28,8% электроэнергии страны.
В Соединенном Королевстве есть 9 действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 5,9 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 14,8% электроэнергии страны.
Энергетический документ правительства Великобритании в середине 2006 г. одобрил замену стареющего парка ядерных реакторов страны новыми атомными установками. Начато строительство первого завода нового поколения.
Центральная и Восточная Европа, Россия
В Армении есть один ядерный энергетический реактор полезной мощностью 0,4 ГВт.
В 2021 году атомная энергетика произвела 25,3% электроэнергии страны.
В Беларуси есть один действующий ядерный энергетический реактор, подключенный к сети в ноябре 2020 года, и второй строящийся реактор. Почти вся остальная электроэнергия страны производится из природного газа. В 2021 году атомная энергетика произвела 14,1% электроэнергии страны.
В Болгарии есть два действующих ядерных реактора общей полезной мощностью 2,0 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 34,6% электроэнергии страны.
В Чехии есть шесть действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 3,9 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 36,6% электроэнергии страны.
Венгрия имеет четыре действующих ядерных реактора общей полезной мощностью 1,9 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 46,8% электроэнергии страны.
В Румынии есть два действующих ядерных реактора общей полезной мощностью 1,3 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 18,5% электроэнергии страны.
В России имеется 37 действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 27,7 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 20,0% электроэнергии страны.
Постановлением правительства от 2016 г. предусмотрено строительство к 2030 г. 11 атомных энергетических реакторов в дополнение к уже строящимся. В начале 2022 года в России строились три реактора общей мощностью 2,6 ГВт.
Сила российской атомной промышленности находит отражение в ее доминирующем положении на экспортных рынках новых реакторов. Национальная атомная промышленность страны в настоящее время участвует в проектах новых реакторов в Беларуси, Китае, Венгрии, Индии, Иране и Турции, а также в разной степени в качестве инвестора в Алжире, Бангладеш, Боливии, Индонезии, Иордании, Казахстане, Нигерии, ЮАР, Таджикистан и Узбекистан среди других.
В Словакии есть четыре действующих ядерных реактора общей полезной мощностью 1,8 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 52,3% электроэнергии страны.
Еще два блока находятся в стадии строительства.
В Словении есть один действующий ядерный реактор полезной мощностью 0,7 ГВт. В 2021 году Словения произвела 36,9% своей электроэнергии за счет атомной энергии.
Украина имеет 15 действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 13,1 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 55,0% электроэнергии страны.
Турция начала строительство своей первой атомной электростанции в апреле 2018 года, ввод в эксплуатацию ожидается в 2023 году.
Азия
Бангладеш начала строительство первого из двух запланированных российских реакторов ВВЭР-1200 в 2017 году. Строительство второго началось в 2018 году. Первый блок планируется ввести в эксплуатацию к 2023 году. В настоящее время страна производит практически всю электроэнергию из ископаемого топлива.
В Китае 55 действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 53,3 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 5,0% электроэнергии страны.
Страна продолжает доминировать на рынке строительства новых атомных станций: по состоянию на конец июля 2022 года в стадии строительства находился 21 реактор.
В 2018 году Китай стал первой страной, которая ввела в эксплуатацию два новых проекта – AP1000 и EPR. Китай продает Hualong One на экспорт, в основном отечественную конструкцию реактора.
Сильный стимул для развития новой атомной энергетики в Китае связан с необходимостью улучшения качества воздуха в городах и сокращения выбросов парниковых газов.
В Индии 22 действующих ядерных реактора общей полезной мощностью 6,8 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 3,2% электроэнергии страны.
Правительство Индии намерено наращивать свои ядерные мощности в рамках масштабной программы развития инфраструктуры. В 2010 году правительство поставило перед собой амбициозную цель – к 2024 году ввести в эксплуатацию ядерные мощности мощностью 14,6 ГВт. В конце июля 2022 года в Индии строились восемь реакторов общей мощностью 6,7 ГВт.
В Японии 33 действующих ядерных реактора общей полезной мощностью 31,7 ГВт. По состоянию на март 2022 года 10 реакторов были снова введены в эксплуатацию, а еще 15 находятся в процессе утверждения перезапуска после аварии на Фукусиме в 2011 году.
В прошлом 30% электроэнергии в стране приходилось на атомную энергетику; в 2021 году этот показатель составлял всего 7,2%.
В Южной Корее имеется 25 действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 24,4 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 28,0% электроэнергии страны.
В стране строятся три новых реактора внутри страны и строится электростанция из четырех блоков в Объединенных Арабских Эмиратах.
В Пакистане есть шесть действующих ядерных реакторов общей полезной мощностью 3,3 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 10,6% электроэнергии страны. В Пакистане строится один китайский энергоблок Hualong One, который достиг первой критичности в феврале 2022 года9.0003
Африка
Египет начал строительство в июле 2022 года первого из четырех блоков ВВЭР российского дизайна, которые будут построены на площадке Эль-Дабаа на побережье Средиземного моря. Строительство второго энергоблока началось в ноябре 2022 года. Ожидается, что все четыре реактора будут введены в эксплуатацию к 2030 году.
Южная Африка имеет два действующих ядерных реактора общей полезной . В 2021 году атомная энергетика произвела 6,0% электроэнергии страны. Южная Африка по-прежнему привержена планам наращивания потенциала, но финансовые ограничения являются значительными.
Ближний Восток
Иран имеет единственный действующий ядерный реактор с полезной мощностью 0,9 ГВт. В 2021 году атомная энергетика произвела 1,0% электроэнергии страны. Второй блок ВВЭР-1000 российской разработки находится в стадии строительства.
В Объединенных Арабских Эмиратах есть три действующих ядерных реактора мощностью 4,0 ГВт. На том же заводе (Барака) строится четвертый блок. В 2021 году атомная энергетика произвела 1,3% электроэнергии страны.
Страны с развивающейся ядерной энергетикой
Как указывалось выше, Бангладеш, Беларусь, Турция и Объединенные Арабские Эмираты строят свои первые атомные электростанции. Ряд других стран переходят к использованию ядерной энергии для производства электроэнергии.
Дополнительную информацию см. на странице Страны с развивающейся ядерной энергетикой.
Улучшенная производительность существующих реакторов
Производительность ядерных реакторов значительно улучшилась с течением времени. За последние 40 лет доля реакторов, достигающих высоких коэффициентов мощности, значительно увеличилась. Например, 68 % реакторов достигли коэффициента мощности выше 80 % в 2021 году по сравнению с менее чем 30 % в 1970-х годов, тогда как только 6% реакторов имели коэффициент мощности ниже 50% в 2021 году по сравнению с чуть более 20% в 1970-х годах.
Рисунок 4: Долгосрочные тенденции коэффициентов мощности (источник: Всемирная ядерная ассоциация, ПРИС МАГАТЭ)
Также следует отметить, что в среднем коэффициенте мощности реакторов не наблюдается существенной возрастной тенденции за последние пять лет.
Рисунок 5: Средний коэффициент мощности в 2017–2021 годах по возрасту реактора (источник: Всемирная ядерная ассоциация, ПРИС МАГАТЭ)
Другие ядерные реакторы
Помимо коммерческих атомных электростанций, в более чем 50 странах работает около 220 исследовательских реакторов, и еще больше находится в стадии строительства.
Помимо использования для исследований и обучения, многие из этих реакторов производят медицинские и промышленные изотопы.
Использование реакторов для морских движителей в основном ограничено крупными военно-морскими силами, где они играли важную роль в течение пяти десятилетий, обеспечивая питание подводных лодок и крупных надводных кораблей. Более 160 кораблей, в основном подводные лодки, приводятся в движение примерно 200 ядерными реакторами, а опыт эксплуатации морских реакторов составляет более 13 000 реакторо-лет. Россия и США списали многие из своих атомных подводных лодок времен холодной войны.
Россия также эксплуатирует флот крупных атомных ледоколов и строит еще больше. Он также подключил к сети плавучую атомную электростанцию с двумя реакторами мощностью 32 МВт в отдаленном арктическом районе Певека. Реакторы адаптированы из тех, что питают ледоколы.
Для получения дополнительной информации см. страницу «Разнообразие применений ядерных технологий».
