Примечание
Некоторые части статьи были исключены. Если вы хотите ознакомиться с полной версией статьи, перейдите по ссылке: https://doi.org/10.1177/01445987251314504.
Аннотация
Атомная энергия играет ключевую роль в устойчивом производстве электроэнергии и достижении глобальных целей по нулевым выбросам, значительно способствуя безопасному переходу к ним. Ожидается, что установленная мощность атомной энергетики удвоится — с 413 гигаватт (ГВт) в начале 2022 года до 812 ГВт к 2050 году в рамках сценария нулевых выбросов (NZE). Глобальный энергетический ландшафт претерпевает значительные изменения, поскольку страны стремятся к переходу на более устойчивые энергетические системы. В этом контексте атомная энергетика становится важным элементом устойчивого энергетического перехода. В данном исследовании рассматривается многогранная роль атомной энергии в формировании устойчивого энергетического перехода. Исследуются вклады атомной энергии в усилия по декарбонизации, подчеркивается её способность обеспечивать низкоуглеродную электроэнергию и потенциал в смягчении последствий изменения климата. Кроме того, в работе рассматриваются проблемы и возможности, связанные с интеграцией атомной энергетики в стратегии энергетического перехода, включая вопросы безопасности, обращения с отходами и общественного восприятия. В заключение прогнозируется, что установленная мощность атомной энергетики в мире достигнет примерно 530 ГВт к 2050 году, что составляет значительное отставание — на 35% — от траектории, предусмотренной сценарием NZE. В рамках сценария NZE атомная энергетика демонстрирует значительный рост, почти удваиваясь с 413 ГВт в начале 2022 года до 812 ГВт к 2050 году. Одновременно этот сценарий подчеркивает трансформационные изменения в инвестициях в возобновляемые источники энергии: ежегодные расходы возрастают с в среднем 325 миллиардов долларов США в 2016–2020 годах до впечатляющих 1,3 триллиона долларов США в период 2031–2035 годов. Эти прогнозы подчеркивают критическую роль инвестиций в атомную и возобновляемую энергетику для достижения глобальных целей устойчивости и сокращения выбросов.
Введение
Глобальное потепление и выбросы парниковых газов представляют собой одни из самых острых проблем XXI века. Сжигание ископаемого топлива для выработки электроэнергии является основным источником этих проблем, ежегодно выбрасывая в атмосферу миллиарды тонн углекислого газа (CO₂) (Abbasi и др., 2020; Nassar и др., 2024; Rekik и El Alimi, 2024a). В этом контексте атомная энергия становится важнейшим элементом решения. В отличие от ископаемого топлива, атомная энергетика вырабатывает электроэнергию с минимальными выбросами парниковых газов, предлагая надежную и масштабируемую альтернативу для удовлетворения энергетического спроса и достижения целей декарбонизации. Она не зависит от погодных условий, обеспечивая стабильное производство энергии и дополняя переменность таких возобновляемых источников, как ветер и солнце (Rekik и El Alimi, 2024b, 2024c). Кроме того, достижения в области ядерных технологий, включая малые модульные реакторы (SMRs) и реакторы поколения IV, устранили многие исторические опасения, связанные с безопасностью, управлением отходами и экономической эффективностью (Lau и Tsai, 2023).
В 2022 году глобальные инвестиции в низкоуглеродное топливо сохранили устойчивую тенденцию роста, достигнув 13 миллиардов долларов США. Значительная часть этих инвестиций пришлась на жидкие биотоплива — 9,4 миллиарда долларов США, и биогаз — 2,7 миллиарда долларов США. Следует отметить, что жидкие биотоплива составили около 80% от общего прироста инвестиций, зафиксированного в 2022 году, а инвестиции в биогаз — около 4% от общего объема. Остальная часть инвестиций была направлена на производство низкоуглеродного водорода, объем которых в 2022 году составил 1,2 миллиарда долларов США, что почти в четыре раза больше по сравнению с показателями 2021 года (Khaleel и др., 2024).
Атомная энергия является ключевым элементом низкоуглеродной энергетики, значительно способствуя формированию низкоуглеродной экономики и созданию экологически чистой энергетической сети (Arvanitidis и др., 2023; El Hafdaoui и др., 2024; Fragkos и др., 2021). Согласно текущим данным, в мире эксплуатируются 442 ядерных реактора, которые в совокупности производят 393 ГВт электроэнергии, обеспечивая стабильный и надежный источник низкоуглеродной энергии (Mathew, 2022). Электроэнергия, вырабатываемая на атомных электростанциях, составляет примерно 11% от общего объема мирового производства электроэнергии, что представляет собой значительную долю производства низкоуглеродной энергии (Alam и др., 2019). Последние достижения повысили доступность и привлекательность атомной энергетики как альтернативного источника энергии. Эти достижения включают прогресс в технологиях крупных реакторов, внедрение новых подходов, таких как усовершенствованное использование топлива и SMRs, инженерные новшества, позволяющие продлевать срок эксплуатации существующих реакторов, а также инновации в материаловедении и улучшенные практики управления отходами (Kröger и др., 2020; Zhan и др., 2021). Технология быстрых реакторов на размножении топлива перешла в коммерческую сферу, предлагая преимущества, выходящие за рамки производства электроэнергии, включая производство избыточного топлива и повышение эффективности утилизации ядерных отходов, превосходя возможности существующих коммерческих реакторных технологий (Lau и Tsai, 2023).
Атомная энергетика играет значительную роль в обеспечении безопасной глобальной траектории достижения нулевых выбросов (NZE) (Addo и др., 2023; Dafnomilis и др., 2023). Мощности атомной энергетики удваиваются: с 413 ГВт в начале 2022 года до 812 ГВт к 2050 году в рамках парадигмы NZE. Очевидно, что ежегодный прирост атомных мощностей достиг пика в 27 ГВт в год в 2030-х годах, превысив уровни, наблюдавшиеся в предыдущем десятилетии. Несмотря на этот прогресс, глобальная доля атомной энергетики в общем объёме производства электроэнергии несколько снизилась, составив 8% (Murphy и др., 2023; Ruhnau и др., 2023). Развивающиеся рынки и экономики (EMDEs) значительно доминируют в глобальном росте, составляя более 90% совокупного прироста, при этом Китай, как ожидается, станет ведущим производителем ядерной энергии до 2030 года. В то же время, в совокупности развитые экономики демонстрируют увеличение атомных мощностей на 10%, поскольку выбывающие мощности компенсируются вводом новых объектов, преимущественно в таких странах, как США, Франция, Великобритания и Канада (Bórawski и др., 2024). Кроме того, ежегодные мировые инвестиции в атомную энергетику значительно возросли: с 30 миллиардов долларов США в течение 2010-х годов до более чем 100 миллиардов долларов к 2030 году, с устойчивым уровнем выше 80 миллиардов долларов к 2050 году (IEA, 2022).
В 2022 году глобальная мощность атомной энергетики увеличилась примерно на 1,5 ГВт, что отражает незначительный годовой рост на 0,3%. Этот прирост был в первую очередь обусловлен вводом новых мощностей, которые превысили вывод из эксплуатации более 6 ГВт существующих мощностей (Fernández-Arias и др., 2023; Mendelevitch и др., 2018). EMDEs составили около 60% новых мощностей, что подчёркивает их растущую значимость в глобальном ядерном энергетическом ландшафте. Напротив, более половины выводов мощностей произошли в развитых экономиках, включая Бельгию, Великобританию и США. В Таблице 1 показаны мощности атомной энергетики по регионам в рамках NZE с 2018 по 2030 годы.
В соответствии со Сценарием нулевых выбросов крайне важно, чтобы глобальные атомные мощности увеличивались в среднем примерно на 15 ГВт в год, что составляет темп роста, немного превышающий 3% ежегодно, вплоть до 2030 года. Такая стратегическая экспансия необходима для поддержания вклада атомной отрасли в производство электроэнергии, сохраняя её долю примерно на уровне 10% (Liu и др., 2023). Для этого потребуются скоординированные усилия как в развитых странах, так и в странах с развивающейся экономикой. Кроме того, приоритетное внимание к продлению срока службы существующих ядерных объектов в странах G7 не только укрепит существующую низкоэмиссионную инфраструктуру, но и поспособствует интеграции новых ядерных мощностей, тем самым увеличив общий ядерный энергетический портфель.
[…]
Значительный вклад атомной энергетики в устойчивые энергетические переходы подчёркивается её многогранной ролью в решении насущных проблем изменения климата и энергетической безопасности (Asif и др., 2024). По мере того как страны по всему миру стремятся перейти к более экологичным энергетическим системам, атомная энергия становится ключевым элементом процесса декарбонизации. Её способность обеспечивать низкоуглеродную электроэнергию, снижать воздействие изменения климата к 2050 году и укреплять энергетическую безопасность подчеркивает её решающее значение в более широком контексте устойчивых энергетических переходов (Bhattacharyya и др., 2023; NEA, 2015). Таким образом, для полного раскрытия её потенциала необходимо эффективно решать такие задачи, как безопасность, управление отходами и общественное восприятие. Посредством использования надёжных политических рамок, технологических достижений и международного сотрудничества атомная энергия готова сыграть важную роль в формировании будущего устойчивых энергетических переходов на глобальном уровне. Кроме того, динамика развития атомной энергетики проявляется в значительном влиянии со стороны развивающихся стран и стран с переходной экономикой (EMDEs), в особенности Китая, который, как ожидается, станет ведущим производителем ядерной энергии к 2030 году (Fälth и др., 2021; Nkosi и Dikgang, 2021). Одновременно в развитых странах наблюдается заметный рост ядерных мощностей, обусловленный вводом новых объектов для компенсации вывода старых (Budnitz и др., 2018). Эта тенденция дополнительно подтверждается резким ростом ежегодных глобальных инвестиций в атомную энергетику, что подчеркивает устойчивую приверженность её ключевой роли в устойчивых энергетических переходах в обозримом будущем (IEA, 2019).
Основная цель данной статьи — исследовать стратегическую роль атомной энергетики в продвижении глобальных целей устойчивого развития и достижении нулевых выбросов. Эта цель структурирована по следующим ключевым направлениям:
• Атомная энергетика: значимость и источник “зелёной” электроэнергии
• Роль атомной энергетики в достижении нулевых выбросов к 2050 году
• Значение атомной энергетики для надёжности энергосистем
• Специфические технологии устойчивости в ядерной энергетике
• Инвестиции в атомную энергетику
• Решение политических вопросов и последствий
Этот всесторонний анализ направлен на предоставление практических рекомендаций по использованию потенциала атомной энергетики для устойчивого производства электроэнергии и её ключевой роли в достижении глобальных целей по нулевым выбросам.
Данные и методология
Настоящая статья проводит всесторонний анализ роли атомной энергетики в достижении устойчивого производства электроэнергии и поддержке целей NZE. Статья также рассматривает потенциал атомной энергии как выдающегося и экологически благоприятного источника электроэнергии, анализируя вклад атомной энергетики в достижение цели «нулевого чистого выброса» к 2050 году, её критическую важность для обеспечения достаточности энергосистемы, инвестиционные императивы и более широкие политические последствия. […]
Атомная энергетика: значимость и экологически чистый источник электроэнергии
В 2020 году атомная энергетика составляла примерно 10% от глобального портфеля производства электроэнергии. Эта доля, ранее достигавшая 18% в конце 1990-х годов, сократилась; тем не менее, атомная энергия сохраняет статус второго по величине поставщика электроэнергии с низким уровнем выбросов после гидроэнергетики и является основным источником в развитых экономиках. Несмотря на значительное распространение ветроэнергетики и солнечных фотоэлектрических технологий, производство атомной электроэнергии в 2020 году превзошло совокупный объём производства этих возобновляемых источников энергии. По состоянию на 2021 год совокупная установленная мощность атомной энергетики в мире достигла 413 ГВт, из которых 270 ГВт приходится на развитые экономики (Guidi et al., 2023; Halkos and Zisiadou, 2023; Pan et al., 2023; Zhang et al., 2022). Производство атомной энергии за этот период составило 2653 ТВт⋅ч, что делает её вторым по величине источником производства электроэнергии после гидроэнергетики, которая обеспечила 4275 ТВт⋅ч, как показано на Рисунке 1.
В дополнение к значительной роли в производстве электроэнергии атомная энергия играет ключевую роль в снижении выбросов углекислого газа (CO₂). С 1970-х годов атомная энергетика помогла избежать глобального выброса примерно 66 гигатонн (Гт) CO₂, как показано на Рисунке 2.
Без вклада атомной энергетики совокупные выбросы от производства электроэнергии увеличились бы примерно на 20%, тогда как общие выбросы, связанные с энергией, выросли бы на 6% за этот период (Wagner, 2021). Развитые экономики обеспечили более 85% этих предотвращённых выбросов, при этом Европейский Союз сократил 20 Гт, а США — 24 Гт, что составляет более 40% и 25% от общих выбросов при производстве электроэнергии соответственно. Без атомной энергетики выбросы при производстве электроэнергии в Японии выросли бы примерно на 25%, а в Корее и Канаде — примерно на 50%.
Роль атомной энергетики в достижении нулевых выбросов к 2050 году
Атомная энергия становится ключевой низкоуглеродной технологией в процессе достижения NZE (Pioro et al., 2019). Кроме того, она служит вспомогательной силой, поддерживающей ускоренное развитие возобновляемых источников энергии, что способствует снижению выбросов от глобального электрического сектора до нуля к 2040 году (Krūmiņš and Kļaviņš, 2023; Islam et al., 2024). Помимо собственного вклада в обеспечение низкоуглеродной генерации, атомная энергетика важна как управляемый источник электроэнергии, усиливающий безопасность поставок благодаря обеспечению достаточности и гибкости системы. Кроме того, она играет важную роль в обеспечении тепла для сетей централизованного теплоснабжения и отдельных промышленных объектов.
Тем не менее, будущая роль атомной энергетики во многом зависит от решений политиков и заинтересованных сторон в отрасли относительно темпов строительства новых реакторов и продолжительности эксплуатации существующих объектов (Li et al., 2016; Li et al., 2015).
В рамках траектории NZE глобальная установленная мощность атомной энергетики демонстрирует значительный рост, практически удваиваясь — с 413 ГВт в начале 2022 года до 812 ГВт к 2050 году (Price et al., 2023; Utami et al., 2022). Этот рост в основном обусловлен активным запуском новых строительных проектов, что компенсирует постепенное выведение из эксплуатации многих существующих станций. Такое увеличение является резким ускорением по сравнению с предыдущими тремя десятилетиями, когда рост мощности составил лишь 15%, или примерно 60 ГВт (Haneklaus et al., 2023; Obekpa and Alola, 2023; Sadiq et al., 2023). На Рисунке 3 показана мощность атомной энергетики по странам/регионам согласно сценарию достижения NZE к 2050 году.
Ожидаемый рост ядерных мощностей значительно превышает траекторию, определённую текущими политиками и правовыми рамками. Согласно сценарию заявленных политик (STEPS), ожидается, что ядерные мощности достигнут приблизительно 530 ГВт к 2050 году, что на 35% ниже, чем в траектории достижения нулевых выбросов (NZE) (Espín et al., 2023; Nicolau et al., 2023; Nnabuife et al., 2023; Wang et al., 2023). Без существенного изменения текущих тенденций развития ядерной энергетики достижение NZE потребует ограниченного использования меньшего числа технологий с низким уровнем выбросов. Это может поставить под угрозу энергетическую безопасность и привести к более высоким общим инвестиционным затратам, что, в свою очередь, повлечёт за собой рост цен на электроэнергию для потребителей. В таблице 2 представлено среднее годовое увеличение мощностей в мировой ядерной энергетике по сценарию NZE в период с 1981 по 2030 год.
В 2022 году наблюдался значительный рост ввода новых ядерных мощностей в мире — было добавлено 7,9 ГВт, что составляет 40% увеличения по сравнению с предыдущим годом (Ho et al., 2019). Следует отметить, что лидером в этом расширении стала Китайская Народная Республика, завершившая строительство двух реакторов, продолжая удерживать лидерство в наращивании ядерных мощностей в мире. Также проекты были успешно реализованы в других странах, включая Финляндию, Южную Корею, Пакистан и Объединённые Арабские Эмираты. Кроме того, были предприняты значительные шаги в направлении запуска новых строительных проектов: начато строительство пяти реакторов в Китае, двух — в Египте и одного — в Турции (Hickey et al., 2021).
Значение ядерной энергетики для надёжности энергосистемы
Ядерные установки стабильно обеспечивают надёжность энергетических систем, укрепляя общую адекватность системы. В различных странах АЭС традиционно демонстрируют высокую готовность к эксплуатации, с показателями доступности, регулярно превышающими 90%, тем самым подтверждая свою надёжность в генерации электроэнергии. Учитывая, что значительная часть ядерной мощности напрямую вносит вклад в показатели адекватности системы, её роль в обеспечении надёжности и устойчивости системы значительно превосходит её долю в общей установленной мощности (Orikpete and Ewim, 2024; Frilingou et al., 2023; Raj, 2023; Ragosa et al., 2024).
Вклад ядерной энергетики в адекватность системы подтверждается стабильной долей в совокупной регулируемой (диспетчеризуемой) мощности, составляющей около 8% в период с 2021 по 2050 год в рамках сценария NZE (IEA, 2022; OIES, 2024). Исторически регулируемые источники энергии были основным механизмом обеспечения адекватности системы, и эта тенденция сохраняется в парадигме NZE, особенно на фоне растущей доли переменных источников энергии, таких как солнечные фотоэлектрические (PV) и ветровые установки (Marzouk, 2024; Moon et al., 2024; Wisnubroto et al., 2023). Несомненно, неоснащённые улавливанием выбросов ископаемые источники остаются основными среди регулируемых мощностей; однако их значимость явно снижается: к 2030 году в рамках сценария NZE их доля сокращается на четверть и продолжает стремительно снижаться. Угольные электростанции, в настоящее время являющиеся крупнейшим регулируемым источником, предполагается сократить более чем на 40% к 2030 году, вплоть до почти полного исключения к началу 2040-х годов.
В противоположность этому, мощности неоснащённых газовых электростанций сохраняются примерно на прежнем уровне до 2030 года — в основном из-за необходимости компенсировать сокращение угольной генерации — но затем также начинают стремительно снижаться в течение 2030-х годов. Нефть, играющая сравнительно незначительную роль, быстро вытесняется почти во всех регионах, за исключением удалённых районов, в рамках описываемого сценария (Makarov et al., 2023; Ren et al., 2024). На рисунке 4 представлена мировая мощность регулируемых источников электроэнергии по категориям в сценарии достижения NZE к 2050 году.
В этом контексте ископаемое топливо, оснащённое технологиями улавливания, использования и хранения углерода (CCUS), стало важным компонентом обеспечения адекватности энергосистем. Тем не менее, ядерная энергетика остаётся устойчивым источником гибкости энергосистемы. В развитых экономиках доля гибкости в почасовом режиме, обеспечиваемой ядерной энергетикой, по прогнозам возрастёт с примерно 2% до 5% к 2050 году. Аналогично, в странах с развивающейся и переходной экономикой (EMDEs) ожидается увеличение этой доли с 1% до 3% за тот же временной интервал (Jenkins et al., 2018). Следует подчеркнуть, что во Франции, где ядерная энергетика покрывает основную часть спроса на электроэнергию, гибкость была предусмотрена на стадии проектирования реакторов (Ho et al., 2019). Эта особенность позволяет отдельным установкам оперативно изменять мощность в соответствии с колебаниями спроса и предложения электроэнергии, работая в режиме следования за нагрузкой (load-following) (Chen, 2024; Jin and Bae, 2023; Kanugrahan and Hakam, 2023). Хотя во многих странах ядерная энергетика традиционно не использовалась в таких режимах, значительное количество реакторов способно выполнять функции следования за нагрузкой с минимальными или вовсе без технических доработок (Caciuffo et al., 2020). На рисунке 5 показана гибкость энергосистемы в почасовом выражении по источникам и регионам в рамках сценария NZE до 2050 года.
Инновации обладают потенциалом повышения гибкости ядерной энергетики. Продвинутые технологические решения, такие как маломасштабные модульные реакторы (SMRs), позволяют ядерным установкам с большей лёгкостью регулировать объём выработки электроэнергии, как показано на рисунке 6 (Ho et al., 2019; Lee, 2024; Wisnubroto et al., 2023). Более того, эти технологии открывают возможности для перехода реакторов к производству тепла или водорода — как в отдельности, так и параллельно с генерацией электроэнергии. Ведутся инициативы по информированию политиков и стратегических планировщиков о потенциальных преимуществах по издержкам, связанных с повышением гибкости ядерной энергетики. На рисунке 6 представлена ядерная система, дополненная ветрогенераторами для целей тригенерации.
Инвестиции в ядерную энергетику
Возрождение ядерной энергетики в рамках сценария NZE требует значительного увеличения объёмов инвестиций в ближайшие десятилетия. Ожидается, что эти инвестиции будут включать как строительство новых ядерных реакторов, так и продление сроков эксплуатации существующих объектов. Согласно данному сценарию, ежегодные глобальные инвестиции в ядерную энергетику должны превысить 100 млрд долларов США в первой половине 2030-х годов, что более чем в три раза превышает средний уровень инвестиций в 30 млрд долларов в течение 2010-х годов (IEA, 2022). Впоследствии объёмы инвестиций, по прогнозам, будут постепенно снижаться по мере уменьшения потребности в регулируемой низкоуглеродной генерации, достигнув порядка 70 млрд долларов ко второй половине 2040-х годов (Kharitonov and Semenova, 2023; Zimmermann and Keles, 2023).
В период с 2021 по 2050 год доля инвестиций, направляемых в ядерную энергетику, составляет менее 10% от общего объёма инвестиций в источники электроэнергии с низким уровнем выбросов (IEA, 2022). Для сравнения, в этом же временном интервале наблюдается заметный рост ежегодных инвестиций в возобновляемые источники энергии: с уровня в среднем 325 млрд долларов США в период с 2016 по 2020 год до 1,3 трлн долларов США в период с 2031 по 2035 год (EEDP, 2023; Rekik and El Alimi, 2024d). Это обстоятельство проливает свет на причины несбалансированного распределения инвестиций в пользу развитых экономик в последующие десятилетия. Китай, например, к 2050 году должен будет ежегодно тратить в среднем около 20 млрд долларов США на ядерную инфраструктуру, что почти вдвое превышает средний показатель 2010-х годов (Aghahosseini et al., 2023; Vujić et al., 2012). Напротив, в других странах с развивающейся экономикой инвестиции утроятся, достигнув в среднем примерно 25 млрд долларов США в год. В отличие от развитых стран, в этих государствах потребность в инвестициях наиболее выражена в период до 2035 года (Bhattacharyya et al., 2023; Khaleel et al., 2024).
Таким образом, несмотря на свои преимущества как низкоуглеродного источника энергии, ядерная энергетика сталкивается с серьёзными вызовами. Высокие капитальные затраты и продолжительные сроки ввода в эксплуатацию, обусловленные сложностью строительства и жёсткими регуляторными требованиями, часто тормозят её распространение. Управление радиоактивными отходами остаётся дорогостоящей и спорной проблемой, в то время как вопросы безопасности, формируемые историческими инцидентами, продолжают влиять на общественное восприятие. Кроме того, зависимость от урана, поставки которого географически ограничены, вызывает геополитические и экологические опасения. Ядерная энергетика также конкурирует с быстро развивающимся и экономически эффективным сектором возобновляемых источников энергии, а вывод из эксплуатации устаревших АЭС создаёт долгосрочные финансовые и логистические трудности. Устранение этих ограничений путём внедрения передовых технологий, привлечения общественности и международного сотрудничества имеет решающее значение для укрепления роли ядерной энергетики в устойчивом энергетическом переходе.
Технологии устойчивого развития в производстве ядерной энергии
Достижение устойчивости в сфере ядерной энергетики обеспечивается за счёт внедрения инновационных технологий, повышающих эффективность, безопасность и экологическую совместимость (Aktekin et al., 2024; Ali et al., 2024; Zheng et al., 2024; Khan et al., 2017). Эти технологии играют ключевую роль в позиционировании ядерной энергетики как важнейшего компонента чистого и устойчивого энергетического перехода. Ниже представлены некоторые из наиболее значимых технологий в этой области:
• Продвинутые ядерные реакторы:
Малые модульные реакторы (SMR): SMR — это компактные, масштабируемые и более безопасные по сравнению с традиционными крупными реакторами установки. Их модульная конструкция позволяет размещение в удалённых районах, что делает их подходящими для децентрализованных энергетических систем.
Реакторы IV поколения: Эти реакторы используют усовершенствованные системы охлаждения и топливные циклы для повышения эффективности, безопасности и сокращения отходов. Примеры включают натриевые быстрые реакторы и газоохлаждаемые быстрые реакторы.
• Реакторы на основе тория: Реакторы на ториевом топливном цикле используют торий-232 в качестве альтернативы урану, что обеспечивает более доступный и устойчивый источник топлива. Такие реакторы производят меньше радиоактивных отходов и имеют более низкий риск распространения ядерного оружия.
• Энергия термоядерного синтеза: Хотя синтез всё ещё находится на экспериментальной стадии, он обещает стать революционной технологией. Синтез производит минимальное количество радиоактивных отходов и использует обильные источники топлива, такие как дейтерий и тритий, что делает его практически неисчерпаемым и экологически чистым источником энергии.
• Реакторы с расплавленной солью (MSR): MSR используют жидкое топливо или охлаждающие жидкости, такие как расплавленные соли, работающие при более низких давлениях и высоких температурах. Эти реакторы обладают внутренней безопасностью и могут использовать разнообразные типы топлива, включая отработанное ядерное топливо и торий.
• Улучшения безопасности реакторов:
Пассивные системы безопасности: Эти системы повышают безопасность реактора, используя естественные силы, такие как гравитация, естественная конвекция или конденсация, для охлаждения активной зоны без вмешательства человека.
Технологии цифровых двойников: Цифровое моделирование и мониторинг систем реактора позволяют проводить прогнозируемое техническое обслуживание и управление безопасностью в реальном времени.
• Технологии управления ядерными отходами:
Быстрые реакторы: Эти реакторы могут перерабатывать отработанное топливо, уменьшая объём и радиоактивность ядерных отходов.
Глубокие геологические хранилища: Достижения в геотехнической инженерии повысили безопасность длительного хранения отходов в глубоких геологических формациях.
• Гибридные ядерно-возобновляемые системы: Сочетание ядерной энергии с возобновляемыми источниками, такими как ветер и солнечная энергия, может оптимизировать выработку энергии и устойчивость энергосети. Гибридные системы сочетают надёжность ядерной энергии с переменчивостью возобновляемых источников для сбалансированного и низкоуглеродного энергетического микса.
• Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение: ИИ и машинное обучение используются для повышения эффективности реакторов, оптимизации использования топлива и улучшения эксплуатационной безопасности. Предиктивная аналитика также играет ключевую роль в обслуживании и оценке рисков.
• Усовершенствование топлива: Уран с низким уровнем обогащения высокой концентрации (HALEU): Топливо HALEU позволяет реакторам работать более эффективно и снижать количество отходов.
Топливо, устойчивое к авариям (ATF): Разработано для выдерживания экстремальных условий, снижая вероятность повреждения активной зоны в случае аварий.
• Интегрированные энергетические системы: Ядерные реакторы все чаще используются не только для производства электроэнергии, но и для других целей, таких как производство водорода, централизованное теплоснабжение и опреснение воды.
Интеграция цифровых технологий, включая ИИ и машинное обучение, в сочетании с топливными инновациями, такими как HALEU и топливо, устойчивое к авариям, подчеркивает непрерывную эволюцию ядерного сектора. Эти инновации не только повышают эффективность и безопасность, но и расширяют области применения ядерной энергии за пределами производства электроэнергии — включая производство водорода, опреснение воды и централизованное теплоснабжение. Несмотря на эти технологические достижения, устойчивое внедрение ядерной энергии требует надежных политических рамок, увеличения инвестиций и общественного одобрения. Решение этих задач критически важно для полного раскрытия потенциала ядерной энергии в достижении глобальной энергетической безопасности и углеродной нейтральности к 2050 году.
Обсуждения и политические последствия
Ядерная энергия представляет собой убедительный вариант устойчивого источника энергии благодаря ряду ключевых преимуществ. Ее высокая энергетическая плотность позволяет генерировать значительное количество электроэнергии из минимального объема топлива, обеспечивая непрерывную работу, в отличие от прерывистых возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая энергия (Rekik и El Alimi, 2023a, 2023b), тем самым значительно способствуя стабильности энергосистемы (Cramer и др., 2023). Кроме того, ядерная энергия является важным инструментом сокращения выбросов, практически не производя парниковых газов во время эксплуатации. Хотя в жизненном цикле возникают выбросы, связанные с переработкой топлива и строительством станций, они остаются сопоставимыми или ниже, чем у возобновляемых источников энергии.
Ряд исследований сообщил о потенциале ядерной энергетики в выработке энергии и ее вкладе в сокращение выбросов парниковых газов по сравнению с другими источниками. Ключевым аспектом этих анализов является количественная оценка вклада ядерной энергетики в достижение углеродной нейтральности. Однако прямое сравнение представленных данных может быть затруднено из-за различий в моделях, географическом охвате и временных горизонтах.
С другой стороны, образование радиоактивных отходов представляет собой серьезную проблему для ядерной энергетики из-за их длительной опасности. Это требует тщательных стратегий управления и утилизации для смягчения возможных социальных последствий. Эти последствия возникают из-за предполагаемого или реального риска для здоровья человека и окружающей среды, что подпитывает общественную тревогу и сопротивление ядерной энергетике, часто выражаемое через протесты и судебные иски (Kyne и Bolin, 2016; Nilsuwankosit, 2017; Ram Mohan и Namboodhiry, 2020).
Кроме того, сообщества, расположенные рядом с хранилищами отходов, могут подвергаться стигматизации, что приводит к снижению стоимости недвижимости и социальной изоляции. Устойчивая природа радиоактивных отходов также вызывает вопросы межпоколенческого равенства, поскольку будущим поколениям предстоит заниматься их управлением (Deng и др., 2020; Mason-Renton и Luginaah, 2019). Таким образом, прозрачная коммуникация и вовлечение заинтересованных сторон имеют решающее значение для формирования общественного доверия и обеспечения ответственного обращения с радиоактивными отходами (Dungan и др., 2021; Sančanin и Penjišević, 2023).
Существует множество путей утилизации радиоактивных отходов, каждый из которых имеет свои социальные и технические особенности. Глубинное геологическое захоронение, признанное на международном уровне методом для утилизации высокоактивных отходов, предполагает захоронение отходов глубоко под землей с целью их долгосрочной изоляции. Промежуточное хранение обеспечивает безопасное временное размещение отходов до момента реализации постоянного решения (Chapman, 1992; Grambow, 2022). Переработка отработавшего ядерного топлива позволяет извлекать пригодные к повторному использованию материалы, уменьшая объем высокоактивных отходов, но создавая отходы более низкого уровня активности. Передовые технологии реакторов нацелены на минимизацию отходов и повышение безопасности, потенциально превращая долгоживущие изотопы в короткоживущие (Dixon и др., 2020; Englert и Pistner, 2023). Выбор способа утилизации требует тщательной оценки таких факторов, как тип и объем отходов, геология, осуществимость, стоимость и общественное принятие, что часто приводит к использованию комбинированного подхода. Постоянное взаимодействие с сообществами и учет их обеспокоенности являются неотъемлемыми условиями безопасного и ответственного обращения с отходами.
Эффективное управление и утилизация этих отходов требуют применения передовых технологических решений, надежных нормативных рамок и долгосрочного планирования для обеспечения безопасности и устойчивости (Abdelsalam и др., 2024; Rekik и El Alimi, 2024a). Кроме того, относительно небольшая площадь, необходимая для ядерных объектов, по сравнению с другими источниками энергии, особенно солнечными и ветровыми электростанциями, сводит к минимуму воздействие на экосистему и делает их устойчивым вариантом для густонаселенных районов (Poinssot и др., 2016; Sadiq и др., 2022). Ядерная энергия также усиливает энергетическую безопасность за счёт сокращения зависимости от ископаемого топлива, что особенно важно для стран с ограниченными внутренними ресурсами (Cramer и др., 2023; Ichord Jr., 2022). Кроме того, ядерная энергетика проявляет синергию с другими чистыми технологиями, обеспечивая стабильную базовую нагрузку, дополняющую переменные возобновляемые источники, и способствуя производству водорода для различных энергетических применений (Abdelsalam и др., 2024; El-Emam и Subki, 2021; Salam и Khan, 2018; Rekik, 2024; Rekik и El Alimi, 2024e). Наконец, продолжающееся совершенствование конструкций реакторов, таких как малые модульные реакторы (SMR), обещает повышение уровня безопасности, снижение затрат и большую гибкость при внедрении, что еще более укрепляет роль ядерной энергии в декарбонизации электроэнергетического сектора (Aunedi и др., 2023).
Поддерживающая политика и международное сотрудничество имеют решающее значение для полного раскрытия потенциала ядерной энергии. Упрощенные процедуры лицензирования и нормативно-правовые рамки критически важны для сокращения сроков внедрения и затрат, а также для эффективного обеспечения соответствия стандартам безопасности (Gungor и Sari, 2022; Jewell и др., 2019). Кроме того, стимулирование инвестиций с помощью финансовых инструментов, таких как налоговые льготы и государственные гарантии по займам, может привлечь частный капитал и создать равные условия для ядерной энергетики (Decker и Rauhut, 2021; Nian и Hari, 2017; Zimmermann и Keles, 2023). Важно также решать вопросы общественного восприятия через просвещение и участие, чтобы способствовать доверию и принятию. Более того, международное сотрудничество необходимо по нескольким направлениям. Утилизация радиоактивных отходов остается сложной задачей, требующей долгосрочного управления и обеспечения безопасных геологических хранилищ для предотвращения загрязнения окружающей среды из-за длительного периода полураспада некоторых изотопов. Несмотря на то что современные реакторы включают в себя передовые функции безопасности, возможность аварий, подобных Чернобыльской и Фукусимской, остается источником обеспокоенности из-за потенциального широкомасштабного выброса радиации и долгосрочных последствий для здоровья (Denning и Mubayi, 2016; Högberg, 2013; Wheatley и др., 2016).
Более того, высокие начальные затраты, связанные с проектированием, строительством и лицензированием, представляют собой значительные барьеры для новых ядерных проектов, особенно в развивающихся странах. Кроме того, риск ядерного распространения, при котором технологии, предназначенные для мирного использования в энергетике, могут быть перенаправлены на разработку оружия, требует строгих международных механизмов контроля, как указано в следующей ссылке. Общественное восприятие также играет ключевую роль, поскольку негативное мнение и обеспокоенность вопросами безопасности и утилизации отходов могут вызывать сопротивление новым проектам. Наконец, вывод из эксплуатации ядерных электростанций по завершении их срока службы является сложным и дорогостоящим процессом, требующим значительных ресурсов и высокой квалификации для демонтажа реакторов и обращения с радиоактивными материалами.
Заключение
Роль ядерной энергетики в устойчивом энергетическом переходе является многогранной и значимой. По мере того как страны по всему миру стремятся перейти к более экологически чистым энергетическим системам, ядерная энергия становится важным элементом в процессе декарбонизации. Ее способность обеспечивать низкоуглеродную электроэнергию, смягчать последствия изменения климата и способствовать энергетической безопасности подчеркивает её значение в более широком контексте устойчивых энергетических преобразований. Тем не менее, для полного раскрытия потенциала ядерной энергетики необходимо решать такие проблемы, как безопасность, управление отходами и общественное восприятие. Используя политические механизмы, технологические инновации и международное сотрудничество, ядерная энергетика может сыграть ключевую роль в формировании устойчивого энергетического будущего на глобальном уровне.
В этом контексте развивающиеся рынки и экономики (EMDEs) оказывают значительное влияние на глобальный рост, обеспечивая более 90% совокупного прироста, при этом Китай находится на пути к тому, чтобы стать ведущим производителем ядерной энергии до 2030 года. Одновременно развитые страны зафиксировали заметный рост ядерных мощностей на 10%. Этот прирост обусловлен вводом в эксплуатацию новых объектов, что компенсирует вывод из эксплуатации старых мощностей, как это явно прослеживается в таких странах, как США, Франция, Великобритания и Канада. Кроме того, наблюдается резкий рост ежегодных глобальных инвестиций в ядерную энергетику: с 30 млрд долларов США в 2010-х годах до более чем 100 млрд долларов к 2030 году. Эта тенденция сохраняется на высоком уровне — более 80 млрд долларов США к 2050 году.
В заключение следует отметить, что впечатляющее снижение уровня приведенной стоимости электроэнергии (LCOE) для солнечной и ветровой энергетики за последнее десятилетие сделало возобновляемые источники конкурентоспособной и жизнеспособной альтернативой ископаемому топливу во многих регионах. Снижение LCOE более чем на 80% для крупномасштабной солнечной генерации в период с 2010 по 2022 год демонстрирует экономическую целесообразность возобновляемой энергетики. Одновременно устойчивый рост мощностей ВИЭ, возглавляемый солнечной и ветровой энергетикой, подчеркивает их ключевую роль в глобальном энергетическом переходе. С учетом того, что установленная мощность возобновляемых источников превысила 3300 ГВт в 2023 году и составляет более трети мирового энергобаланса, ВИЭ уверенно находятся на передовой в достижении устойчивого, низкоуглеродного энергетического будущего.
Источники
Abbasi K, Jiao Z, Shahbaz M, et al. (2020) Asymmetric impact of renewable and non-renewable energy on economic growth in Pakistan: New evidence from a nonlinear analysis. Energy Exploration & Exploitation 38(5): 1946–1967. Crossref. Web of Science.
Abdelsalam E, Almomani F, Azzam A, et al. (2024) Synergistic energy solutions: Solar chimney and nuclear power plant integration for sustainable green hydrogen, electricity, and water production. Process Safety and Environmental Protection 186: 756–772. Crossref. Web of Science.
Addo EK, Kabo-bah AT, Diawuo FA, et al. (2023) The role of nuclear energy in reducing greenhouse gas (GHG) emissions and energy security: A systematic review. International Journal of Energy Research 2023(1): 8823507.
Aghahosseini A, Solomon AA, Breyer C, et al. (2023) Energy system transition pathways to meet the global electricity demand for ambitious climate targets and cost competitiveness. Applied Energy 331: 120401. Crossref. Web of Science.
Ake SC, Arango FO, Ruiz RSG (2024) Possible paths for Mexico’s electricity system in the clean energy transition. Utilities Policy 87: 101716. Crossref. Web of Science.
Aktekin M, Genç MS, Azgın ST, et al. (2024) Assessment of techno-economic analyzes of grid-connected nuclear and PV/wind/battery/hydrogen renewable hybrid system for sustainable and clean energy production in Mersin-Türkiye. Process Safety and Environmental Protection: Transactions of the Institution of Chemical Engineers, Part B 190: 340–353. Crossref. Web of Science.
Alam F, Sarkar R, Chowdhury H (2019) Nuclear power plants in emerging economies and human resource development: A review. Energy Procedia 160: 3–10. Crossref.
Ali M, Samour A, Soomro SA, et al. (2024) A step towards a sustainable environment in top-10 nuclear energy consumer countries: The role of financial globalization and nuclear energy. Nuclear Engineering and Technology 103142: 103142.
Arvanitidis AI, Agarwal V, Alamaniotis M (2023) Nuclear-driven integrated energy systems: A state-of-the-art review. Energies 16(11): 4293. Crossref. Web of Science.
Asif M, Solomon B, Adulugba C (2024) Prospects of nuclear power in a sustainable energy transition. Arabian Journal for Science and Engineering: 1–11. Crossref. Web of Science.
Aunedi M, Al Kindi AA, Pantaleo AM, et al. (2023) System-driven design of flexible nuclear power plant configurations with thermal energy storage. Energy Conversion and Management 291: 117257. Crossref. Web of Science.
Bhattacharya S, Banerjee R, Ramadesigan V, et al. (2024) Bending the emission curve—The role of renewables and nuclear power in achieving a net-zero power system in India. Renewable and Sustainable Energy Reviews 189: 113954. Crossref. Web of Science.
Bhattacharyya R, El-Emam RS, Khalid F (2023) Climate action for the shipping industry: Some perspectives on the role of nuclear power in maritime decarbonization. E-Prime-Advances in Electrical Engineering, Electronics and Energy 4(2023): 100132. Crossref.
Bórawski P, Bełdycka-Bórawska A, Klepacki B, et al. (2024) Changes in gross nuclear electricity production in the European union. Energies 17(14): 3554. Crossref. Web of Science.
Budnitz RJ, Rogner HH, Shihab-Eldin A (2018) Expansion of nuclear power technology to new countries–SMRs, safety culture issues, and the need for an improved international safety regime. Energy Policy 119: 535–544. Crossref. Web of Science.
Caciuffo R, Fazio C, Guet C (2020) Generation-IV nuclear reactor systems. EPJ Web of Conferences 246: 00011. Crossref.
Cai ZB, Li ZY, Yin MG, et al. (2020) A review of fretting study on nuclear power equipment. Tribology International 144: 106095. Crossref. Web of Science.
Chapman NA (1992) Natural radioactivity and radioactive waste disposal. Journal of Volcanology and Geothermal Research 50(1–2): 197–206. Crossref. Web of Science.
Chen CC (2024) Comparative impacts of energy sources on environmental quality: A five-decade analysis of Germany’s Energiewende. Energy Reports 11: 3550–3561. Crossref. Web of Science.
Cramer C, Lacivita B, Laws J, et al. (2023) What will it take for nuclear power to meet the climate challenge? Columbus, Atlanta, Boston, Houston, Toronto: McKinsey & Company. https://www.mckinsey.com/industries/electric-power-and-natural-gas/our-insights/what-will-it-take-for-nuclear-power-to-meet-the-climate-challenge.
Dafnomilis I, den Elzen M, Van Vuuren DP (2023) Achieving net-zero emissions targets: An analysis of long- term scenarios using an integrated assessment model. Annals of the New York Academy of Sciences 1522(1): 98–108. Crossref. PubMed. Web of Science.
Decker D, Rauhut K (2021) Incentivizing good governance beyond regulatory minimums: The civil nuclear sector. Journal of Critical Infrastructure Policy 2(2): 19–43. Crossref.
Deng D, Zhang L, Dong M, et al. (2020) Radioactive waste: A review. Water Environment Research: A Research Publication of the Water Environment Federation 92(10): 1818–1825. Crossref. PubMed. Web of Science.
Denning R, Mubayi V (2016) Insights into the societal risk of nuclear power plant accidents. Risk Analysis 37(1): 160–172. Crossref. PubMed. Web of Science.
Dixon B, Hoffman E, Feng B, et al. (2020) Reassessing methods to close the nuclear fuel cycle. Annals of Nuclear Energy 147: 107652. Crossref. Web of Science.
Dungan K, Gregg RWH, Morris K, et al. (2021) Assessment of the disposability of radioactive waste inventories for a range of nuclear fuel cycles: Inventory and evolution over time. Energy 221: 119826. Crossref. Web of Science.
El-Emam RS, Subki MH (2021) Small modular reactors for nuclear-renewable synergies: Prospects and impediments. International Journal of Energy Research 45(11): 16995–17004. Crossref. Web of Science.
El Hafdaoui H, Khallaayoun A, Ouazzani K. (2024) Long-term low carbon strategy of Morocco: A review of future scenarios and energy measures. Results in Engineering 21: 101724. Crossref. Web of Science.
Englert M, Pistner C (2023) Technological readiness of alternative reactor concepts. Safety of Nuclear Waste Disposal 2: 209–209. Crossref.
Espín J, Estrada S, Benítez D, et al. (2023) A hybrid sliding mode controller approach for level control in the nuclear power plant steam generators. Alexandria Engineering Journal 64: 627–644. Crossref. Web of Science.
European Economy Discussion Papers (EEDP) (2023) The development of renewable energy in the electricity market. Available at: https://economy-finance.ec.europa.eu/ecfin-publications_en.
Fälth HE, Atsmon D, Reichenberg L, et al. (2021) MENA compared to Europe: The influence of land use, nuclear power, and transmission expansion on renewable electricity system costs. Energy Strategy Reviews 33: 100590. Crossref. Web of Science.
Fernández-Arias P, Vergara D, Antón-Sancho Á (2023) Global review of international nuclear waste management. Energies 16(17): 6215. Crossref. Web of Science.
Fragkos P, Van Soest HL, Schaeffer R, et al. (2021) Energy system transitions and low-carbon pathways in Australia, Brazil, Canada, China, EU-28, India, Indonesia, Japan, Republic of Korea, Russia and the United States. Energy 216: 119385. Crossref. Web of Science.
Frilingou N, Xexakis G, Koasidis K, et al. (2023) Navigating through an energy crisis: Challenges and progress towards electricity decarbonisation, reliability, and affordability in Italy. Energy Research & Social Science 96: 102934. Crossref. Web of Science.
Grambow B (2022) Mini review of research requirements for radioactive waste management including disposal. Frontiers in Nuclear Engineering 1: 1052428. Crossref.
Guidi G, Violante AC, De Iuliis S (2023) Environmental impact of electricity generation technologies: A comparison between conventional, nuclear, and renewable technologies. Energies 16(23): 7847. Crossref. PubMed. Web of Science.
Gungor G, Sari R (2022) Nuclear power and climate policy integration in developed and developing countries. Renewable and Sustainable Energy Reviews 169: 112839. Crossref. Web of Science.
Halkos G, Zisiadou A (2023) Energy crisis risk mitigation through nuclear power and RES as alternative solutions towards self-sufficiency. Journal of Risk and Financial Management 16(1): 45. Crossref. Web of Science.
Haneklaus N, Qvist S, Gładysz P, et al. (2023) Why coal-fired power plants should get nuclear-ready. Energy 280: 128169. Crossref. Web of Science.
Hickey SM, Malkawi S, Khalil A (2021) Nuclear power in the Middle East: Financing and geopolitics in the state nuclear power programs of Turkey, Egypt, Jordan and the United Arab Emirates. Energy Research & Social Science 74: 101961. Crossref. Web of Science.
Ho M, Obbard E, Burr PA, et al. (2019) A review on the development of nuclear power reactors. Energy Procedia 160: 459–466. Crossref.
Högberg L (2013) Root causes and impacts of severe accidents at large nuclear power plants. AMBIO 42(3): 267–284. Crossref. PubMed. Web of Science.
Hunter CA, Penev MM, Reznicek EP, et al. (2021) Techno-economic analysis of long-duration energy storage and flexible power generation technologies to support high-variable renewable energy grids. Joule 5(8): 2077–2101. Crossref. Web of Science.
Ichord RF Jr (2022) Nuclear energy and global energy security in the new tripolar world order. Available at: https://www.atlanticcouncil.org/blogs/energysource/nuclear-energy-and-global-energy-security-in-the-new-tripolar-world-order/.
International Energy Agency (IEA) (2019) Nuclear power in a clean energy system, OECD Publishing, Paris. Available at: Crossref.
International Energy Agency (IEA) (2022) Nuclear power and secure energy transitions, IEA, Paris. Available at: https://www.iea.org/reports/nuclearpower-and-secure-energy-transitions.
Islam MM, Shahbaz M, Samargandi N (2024) The nexus between Russian uranium exports and US nuclear-energy consumption: Do the spillover effects of geopolitical risks matter? Energy 293: 130481. Crossref. Web of Science.
Islam MS, Roy S, Alfee SL, et al. (2023) An empirical study of the risk-benefit perceptions between the nuclear and non-nuclear groups towards the nuclear power plant in Bangladesh. Nuclear Engineering and Technology 55(12): 4617–4627. Crossref. Web of Science.
Jenkins JD, Zhou Z, Ponciroli R, et al. (2018) The benefits of nuclear flexibility in power system operations with renewable energy. Applied Energy 222: 872–884. Crossref. Web of Science.
Jewell J, Ates SA (2015) Introducing nuclear power in Turkey: A historic state strategy and future prospects. Energy Research & Social Science 10: 273–282. Crossref. Web of Science.
Jewell J, Vetier M, Garcia-Cabrera D (2019) The international technological nuclear cooperation landscape: A new dataset and network analysis. Energy Policy 128: 838–852. Crossref. Web of Science.
Jin B, Bae Y (2023) Prospective research trend analysis on zero-energy building (ZEB): An artificial intelligence approach. Sustainability 15(18): 13577. Crossref. Web of Science.
Kanugrahan SP, Hakam DF (2023) Long-term scenarios of Indonesia power sector to achieve nationally determined contribution (NDC) 2060. Energies 16(12): 4719. Crossref. Web of Science.
Khaleel M, Yusupov Z, Guneser M, et al. (2024) Towards hydrogen sector investments for achieving sustainable electricity generation. Journal of Solar Energy and Sustainable Development 13(1): 71–96. Crossref.
Khalid F, Bicer Y (2019) Energy and exergy analyses of a hybrid small modular reactor and wind turbine system for trigeneration. Energy Science & Engineering 7(6): 2336–2350. Crossref. Web of Science.
Khan SU-D, Khan SU-D, Haider S, et al. (2017) Development and techno-economic analysis of small modular nuclear reactor and desalination system across Middle East and North Africa region. Desalination 406: 51–59. Crossref. Web of Science.
Kharitonov VV, Semenova DY (2023) On the economic efficiency of nuclear power digitization under the conditions of global energy transition. Studies on Russian Economic Development 34(2): 221–230. Crossref.
Kim P, Yasmine H, Yim MS, et al. (2024) Challenges in nuclear energy adoption: Why nuclear energy newcomer countries put nuclear power programs on hold? Nuclear Engineering and Technology 56(4): 1234–1243. Crossref. Web of Science.
Kosai S, Unesaki H (2024) Nuclear power, resilience, and energy security under a vulnerability-based approach. Cleaner Energy Systems 7: 100107. Crossref.
Kröger W, Sornette D, Ayoub A (2020) Towards safer and more sustainable ways for exploiting nuclear power. World Journal of Nuclear Science and Technology 10(3): 91–115. Crossref.
Krūmiņš J, Kļaviņš M (2023) Investigating the potential of nuclear energy in achieving a carbon-free energy future. Energies 16(9): 3612. Crossref. Web of Science.
Kwasi S, Cilliers J, Yeboua K, et al. (2025) A developing country’s perspective on race to sustainability: Sustainability for countries with weak economic performance—Case study: Egypt’s challenge and opportunities to 2050. In: The Sustainability Handbook, Volume 1. Elsevier, 511–569. Crossref.
Kyne D, Bolin B (2016) Emerging environmental justice issues in nuclear power and radioactive contamination. International Journal of Environmental Research and Public Health 13: 00. Crossref. Web of Science.
Lau HC, Tsai SC (2023) Global decarbonization: Current status and what it will take to achieve net zero by 2050. Energies 16(23): 7800. Crossref. Web of Science.
Lee JI (2024) Review of small modular reactors: Challenges in safety and economy to success. Korean Journal of Chemical Engineering 41: 2761–2780. Crossref. Web of Science.
Li N, Brossard D, Anderson AA, et al. (2016) How do policymakers and think tank stakeholders prioritize the risks of the nuclear fuel cycle? A semantic network analysis. Journal of Risk Research 21(5): 599–621. Crossref. Web of Science.
Li N, Brossard D, Su LYF, et al. (2015) Policy decision-making, public involvement and nuclear energy: What do expert stakeholders think and why? Journal of Responsible Innovation 2(3): 266–279. Crossref.
Lin B, Xie Y (2022) Analysis on operational efficiency and its influencing factors of China’s nuclear power plants. Energy 261: 125211. Crossref. Web of Science.
Liu L, Guo H, Dai L, et al. (2023) The role of nuclear energy in the carbon neutrality goal. Progress in Nuclear Energy 162: 104772. Crossref. Web of Science.
Makarov V, Kaplin M, Perov M, et al. (2023) Optimization of coal products supply for the power industry and the country’s economy. In: Studies in Systems, Decision and Control, Cham: Springer Nature Switzerland, pp.87–98.
Markard J, Bento N, Kittner N, et al. (2020) Destined for decline? Examining nuclear energy from a technological innovation systems perspective Energy Research & Social Science 67: 101512. Crossref. Web of Science.
Marzouk OA (2024) Expectations for the role of hydrogen and its derivatives in different sectors through analysis of the four energy scenarios: IEA-STEPS, IEA-NZE, IRENA- PES, and IRENA-1.5°C. Energies 17(3): 46. Crossref. Web of Science.
Mason-Renton SA, Luginaah I (2019) Lasting impacts and perceived inequities: Community reappraisal of the siting of a regional biosolids processing facility in rural Ontario. Journal of Risk Research 22(8): 1044–1061. Crossref. Web of Science.
Mathew MD (2022) Nuclear energy: A pathway towards mitigation of global warming. Progress in Nuclear Energy 143: 104080. Crossref. Web of Science.
Mendelevitch R, Kemfert C, Oei PY, et al. (2018) The electricity mix in the European low-carbon transformation: Coal, nuclear, and renewables. In: Energiewende “Made in Germany”. Cham: Springer International Publishing, 241–282. Crossref.
Moon HS, Song YH, Lee JW, et al. (2024) Implementation cost of net zero electricity system: Analysis based on Korean national target. Energy Policy 188: 114095. Crossref. Web of Science.
Murphy C, Cole W, Bistline J, et al. (2023) Nuclear power’s future role in a decarbonized US electricity system (No. NREL/TP-6A20-84451). National Renewable Energy Laboratory (NREL), Golden, CO (United States).
Nassar YF, El-Khozondar HJ, El-Osta W, et al. (2024) Carbon footprint and energy life cycle assessment of wind energy industry in Libya. Energy Conversion and Management 300: 117846. Crossref. Web of Science.
Nian V, Hari MP (2017) Incentivizing the adoption of nuclear and renewable energy in Southeast Asia. Energy Procedia 105: 3683–3689. Crossref.
Nicolau AS, Cabral Pinheiro VH, Schirru R, et al. (2023) Deep neural networks for estimation of temperature values for thermal ageing evaluation of nuclear power plant equipment. Progress in Nuclear Energy 156: 104542. Crossref. Web of Science.
Nilsuwankosit S (2017) Report on feasibility study for radiation alarming data collection from containers at Laem Cha Bang International Sea Port, Thailand. Volume 4: Nuclear Safety, Security, Non-Proliferation and Cyber Security; Risk Management. American Society of Mechanical Engineers.
Nkosi NP, Dikgang J (2021) South African attitudes about nuclear power: The case of the nuclear energy expansion. International Journal of Energy Economics and Policy 11(5): 138–146. Crossref.
Nnabuife SG, Oko E, Kuang B, et al. (2023) The prospects of hydrogen in achieving net zero emissions by 2050: A critical review. Sustainable Chemistry for Climate Action 2: 100024. Crossref. Web of Science.
Nuclear Energy Agency (NEA) (2015) Nuclear energy: Combating climate change. Available at: https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_14914.
Obekpa HO, Alola AA (2023) Asymmetric response of energy efficiency to research and development spending in renewables and nuclear energy usage in the United States. Progress in Nuclear Energy 156: 104522. Crossref. Web of Science.
Orikpete OF, Ewim DRE (2024) Interplay of human factors and safety culture in nuclear safety for enhanced organisational and individual performance: A comprehensive review. Nuclear Engineering and Design 416: 112797. Crossref. Web of Science.
Oxford Institute for Energy Studies (OIES) (2024) Nuclear energy in the global energy landscape: Advancing sustainability and ensuring energy security? Available at: https://www.oxfordenergy.org/wpcms/wp-content/uploads/2024/02/OEF-139-.pdf.
Pan B, Adebayo TS, Ibrahim RL, et al. (2023) Does nuclear energy consumption mitigate carbon emissions in leading countries by nuclear power consumption? Evidence from quantile causality approach Energy & Environment 34(7): 2521–2543. Crossref. Web of Science.
Pinho BE, Oliva JDJR, Maia Y L (2024) An approach for evaluation of the spent nuclear fuel management strategy for Brazilian nuclear power plants based on multi-criteria decision-making methodology. Nuclear Engineering and Design 424: 113186. Crossref. Web of Science.
Pioro I, Duffey RB, Kirillov PL, et al. (2019) Current status and future developments in nuclear-power industry of the world. Journal of Nuclear Engineering and Radiation Science 5(2): 024001. Crossref.
Poinssot C, Bourg S, Boullis B (2016) Improving the nuclear energy sustainability by decreasing its environmental footprint. Guidelines from life cycle assessment simulations. Progress in Nuclear Energy 92: 234–241. Crossref. Web of Science.
Price J, Keppo I, Dodds PE (2023) The role of new nuclear power in the UK’s net-zero emissions energy system. Energy 262: 125450. Crossref. Web of Science.
Ragosa G, Watson J, Grubb M (2024) The political economy of electricity system resource adequacy and renewable energy integration: A comparative study of Britain, Italy and California. Energy Research & Social Science 107: 103335. Crossref. PubMed. Web of Science.
Raj AX (2023) Human reliability design—an approach for nuclear power plants in India. In: Risk, Reliability and Safety Engineering. Singapore: Springer Nature Singapore, 167–186.
Ram Mohan MP, Namboodhiry SK (2020) An exploration of public risk perception and governmental engagement of nuclear energy in India. Journal of Public Affairs 20(3): e2086. Crossref. Web of Science.
Rekik S (2024) Optimizing green hydrogen strategies in Tunisia: A combined SWOT-MCDM approach. Scientific African 26: e02438. Crossref. Web of Science.
Rekik S, El Alimi S (2023a) Land suitability mapping for large-scale solar PV farms in Tunisia using GIS-based MCDM approach. In: 2023 IEEE International Conference on Artificial Intelligence & Green Energy (ICAIGE), pp.1–5: IEEE.
Rekik S, El Alimi S (2023b) Wind site selection using GIS and MCDM approach under fuzzy environment: A case of Tunisia. In: 2023 IEEE International Conference on Artificial Intelligence & Green Energy (ICAIGE), pp.1–5: IEEE.
Rekik S, El Alimi S (2024a) Prioritizing sustainable renewable energy systems in Tunisia: An integrated approach using hybrid multi-criteria decision analysis. Energy Exploration & Exploitation 42(3): 1047–1076. Crossref. Web of Science.
Rekik S, El Alimi S (2024b) Unlocking renewable energy potential: A case study of solar and wind site selection in the Kasserine region, central-western Tunisia. Energy Science & Engineering 12(3): 771–792. Crossref. Web of Science.
Rekik S, El Alimi S (2024c) A spatial perspective on renewable energy optimization: Case study of southern Tunisia using GIS and multicriteria decision making. Energy Exploration & Exploitation 42(1): 265–291. Crossref. Web of Science.
Rekik S, El Alimi S (2024d) A GIS based MCDM modelling approach for evaluating large-scale solar PV installation in Tunisia. Energy Reports 11: 580–596. Crossref. Web of Science.
Rekik S, El Alimi S (2024e) A spatial ranking of optimal sites for solar-driven green hydrogen production using GIS and multi-criteria decision-making approach: A case of Tunisia. Energy Exploration & Exploitation 42(6): 2150–2190. Crossref. Web of Science.
Ren Y, Li G, Wang H, et al. (2024) China’s zero-coal power system future. International Journal of Electrical Power & Energy Systems 156: 109748. Crossref. Web of Science.
Ruhnau O, Stiewe C, Muessel J, et al. (2023) Natural gas savings in Germany during the 2022 energy crisis. Nature Energy 8(6): 621–628. Crossref. Web of Science.
Sadiq M, Shinwari R, Wen F, et al. (2023) Do globalization and nuclear energy intensify the environmental costs in top nuclear energy-consuming countries? Progress in Nuclear Energy 156: 104533. Crossref. Web of Science.
Sadiq M, Wen F, Dagestani AA (2022) Environmental footprint impacts of nuclear energy consumption: The role of environmental technology and globalization in ten largest ecological footprint countries. Nuclear Engineering and Technology 54(10): 3672–3681. Crossref. Web of Science.
Salam MA, Khan SA (2018) Transition towards sustainable energy production – A review of the progress for solar energy in Saudi Arabia. Energy Exploration & Exploitation 36(1): 3–27. Crossref. Web of Science.
Sančanin B, Penjišević A (2023) Safe management of medical radiological waste. MEDIS – International Journal of Medical Sciences and Research 2(2): 7–13. Crossref.
Temiz M, Dincer I (2021) Enhancement of a nuclear power plant with a renewable based multigenerational energy system. International Journal of Energy Research 45(8): 12396–12412. Crossref. Web of Science.
Therme C (2023) French nuclear policy towards Iran: From the Shah to the Islamic Republic. Diplomacy & Statecraft 34(1): 117–139. Crossref. Web of Science.
Utami I, Riski MA, Hartanto DR (2022) Nuclear power plants technology to realize net zero emission 2060. International Journal of Business Management and Technology 6(1): 158–162.
Vujić J, Bergmann RM, Škoda R, et al. (2012) Small modular reactors: Simpler, safer, cheaper? Energy 45(1): 288–295. Crossref. Web of Science.
Wagner F (2021) CO2 Emissions of nuclear power and renewable energies: A statistical analysis of European and global data. The European Physical Journal Plus 136(5): 62. Crossref. Web of Science.
Wang Z, He Y, Duan Z, et al. (2023) Experimental study on transient flow characteristics in an equal-height-difference passive heat removal system for ocean nuclear power plants. International Journal of Heat and Mass Transfer 208: 124043. Crossref. Web of Science.
Wheatley S, Sovacool B, Sornette D (2016) Of disasters and dragon kings: A statistical analysis of nuclear power incidents and accidents. Risk Analysis 37(1): 99–115. Crossref. PubMed. Web of Science.
Wisnubroto DS, Sunaryo GR, Susilo YSB, et al. (2023) Indonesia’s experimental power reactor program (RDE). Nuclear Engineering and Design 404: 112201. Crossref. Web of Science.
Yamagata H (2024) Public opinion on nuclear power plants in Japan, the United Kingdom, and the United States of America: A prescription for peculiar Japan. Energy Policy 185: 113939. Crossref. Web of Science.
Yang X, Xue Y, Cai B (2024) Pathway planning of nuclear power development incorporating assessment of nuclear event risk. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 12(2): 500–513. Crossref. Web of Science.
Zhan L, Bo Y, Lin T, et al. (2021) Development and outlook of advanced nuclear energy technology. Energy Strategy Reviews 34: 100630. Crossref. Web of Science.
Zhang S, Liu J, Liu X (2022) Comparing the environmental impacts of nuclear and renewable energy in top 10 nuclear- generating countries: Evidence from STIRPAT model. Environmental Science and Pollution Research 30(11): 31791–31805. Crossref. Web of Science.
Zheng S, Liu H, Guan W, et al. (2024) How do nuclear energy and stringent environmental policies contribute to achieving sustainable development targets? Nuclear Engineering and Technology 56(10): 3983–3992. Crossref. Web of Science.
Zimmermann F, Keles D (2023) State or market: Investments in new nuclear power plants in France and their domestic and cross-border effects. Energy Policy 173: 113403. Crossref. Web of Science.
