Высшая лига - 2


Текст: Ингард Шульга


Среди глобальных поставщиков технологий энергетических реакторов есть и такие игроки, которые только начали выходить на мировой рынок. Большинство из них первые десятилетия своей деятельности посвятили удовлетворению отечественного спроса. Но теперь они готовы составить мощную конкуренцию действующим лидерам Высшей лиги.

Первая часть этого материала (АЭ № 7, 2016 г.) была посвящена первопроходцам в сфере энергетических реакторных технологий и другим некогда влиятельным, но затем исчезнувшим поставщикам. Во второй части речь пойдет о поставщиках из Китая, Японии, Индии, Южной Кореи.

Все они начинали с внедрения «под ключ» иностранных технологий, затем освоили их копирование, впоследствии привносили в них все больше изменений, пока не научились создавать реакторы, конструктивно весьма далеко отстоящие от зарубежных оригиналов. В итоге они тихой сапой выдвинулись на передовые рубежи в некоторых нишах реакторостроения.

Так, индусы разработали самый продвинутый тяжеловодный энергетический реактор, в скором времени могут стать державой № 2 в деле промышленного освоения быстрых нейтронов, а в ториевом цикле и вовсе оказаться впереди всех. Китайцы, очевидно, не только запустят первый в мире AP1000, но и продвинутся дальше своих американских учителей в развитии технологии пассивных PWR. Японцы, среди прочего, предлагают на рынках кипящие реакторы третьего поколения, в эксплуатации которых только они имеют практический опыт.

Наконец, Корея уже начала экспорт PWR последнего поколения и стала первой страной, предложившей сертифицированный коммерческий малый интегральный реактор с водой под давлением.
И это лишь некоторые примечательные достижения поставщиков из этих государств, которые совсем скоро заставят подвинуться ветеранов на глобальном рынке.
Заявившие о себе
Япония
Японские компании стали осваивать реакторные технологии практически одновременно с немецкими и французскими, и не менее успешно. Однако в отличие от них японцы не торопились с экспортом своих конструкций. В нынешнем столетии они стали сокращать отставание, однако экспансия за рубеж не успела принести плоды в виде построенных по их технологии атомных станций. Пока в большинстве случаев японцы проникают на зарубежные рынки в альянсе с иностранными компаниями либо через их посредство.

Первый пример — компания Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Она возникла в 1930-х годах как подразделение финансово-промышленной группы Mitsubishi, специализировавшееся преимущественно на судостроении, авиастроении и военных заказах. Антимонопольное законодательство, принятое после Второй мировой войны под влиянием оккупационных властей США, привело к разделению ряда японских семейно-клановых холдингов (так называемых дзайбацу) на множество формально самостоятельных частей.

Это произошло и с Mitsubishi и ее дочерней структурой MHI. Впоследствии происходила постепенная консолидация группы Mitsubishi с формальным и неформальным объединением ее «осколков» (что типично и для других японских групп). В конце 1950-х годов целый ряд компаний группы создали поставщика ядерных технологий — Mitsubishi Atomic Power Industries (MAPI). В 1962 году три из множества осколков прежней Mitsubishi объединились, что привело два года спустя к восстановлению компании Mitsubishi Heavy Industries. Впоследствии MHI поглотила MAPI. Mitsubishi с самого начала сделала главную ставку на технологии PWR. Все проекты внедрения данного типа реакторов на АЭС в Японии осуществлялись с участием компаний этой группы.

В 1960–1980-х годах в стране внедрялись PWR конструкции Westinghouse, роль Mitsubishi сводилась к изготовлению основного оборудования. В Японии последовательно внедрялись двух-, трех- и четырехпетлевые РУ Westinghouse (соответственно с 1970-го, 1974-го, 1979 года). Для впервые строившихся реакторов каждого из этих видов американская компания сама поставляла большую часть основного оборудования ядерного острова, а группа Mitsubishi, как правило, обеспечивала отдельные компоненты ядерного острова и была основным поставщиком неядерной части — такое разделение на начальном этапе было характерно и для других японских поставщиков.

Для последующих РУ данного вида локализация возрастала, и Mitsubishi превращалась в основного или единственного поставщика оборудования не только турбинного, но и ядерного острова.
Photo: toshiba.com
В 1975–1985 годах в Японии под эгидой правительства и с участием организаций НИОКР и ведущих компаний отрасли, включая Mitsubishi, осуществлялась программа развития и стандартизации легководных реакторов, призванная, во‑первых, добиться полной технологической независимости от зарубежных компаний, во‑вторых, повысить эффективность и безопасность АЭС.

Дело в том, что в 1970-х годах в Японии нередко возникали проблемы с качеством и надежностью оборудования, которые приводили к частым неплановым остановам энергоблоков АЭС и снижению среднего КИУМ до уровня порядка 40 %. В рамках первых двух этапов программы были разработаны японские версии гигаваттных реакторов второго поколения BWR/5, BWR/6 конструкции GE и четырехпетлевых PWR от Westinghouse.

С 1980-х годов все новые PWR в Японии стали полностью поставляться MHI, по ее технологии в Японии построено 20 энергоблоков. Третий, заключительный этап программы предполагал создание японских концепций усовершенствованных PWR и BWR третьего поколения. К началу нынешнего столетия Mitsubishi завершила разработку детального дизайна такого реактора (APWR мощностью 1538 МВт), осуществлявшуюся при содействии Westinghouse (до ее продажи Toshiba) и пяти энергокомпаний Японии.

MHI также создала две более мощные (порядка 1700 МВт) версии этой РУ, адаптированные под требования рынков Европы и США. Однако твердых планов внедрения APWR пока нет, в отличие от упомянутой в первой части этой статьи совместной разработки с компанией Areva — реактора ATMEA1.
Японская АЭС «Такахама-1»
Photo: Flickr/IAEA
Другой крупнейший японский поставщик ядерных технологий — Toshiba Corporation — возник в 1939 году в результате слияния двух компаний, входивших в дзайбацу Mitsui. Компания, на протяжении более 40 лет называвшаяся Tokyo Shibaura Denki, в начале 1980-х сменила имя на известное сегодня. Toshiba вышла на атомный рынок в 1950-х годах, начав с поставки критических сборок, СУЗ для первых японских исследовательских реакторов.

В коммерческой ядерной энергетике компания на протяжении полувека специализировалась на кипящих реакторных установках. В конце 1960-х Toshiba впервые приняла участие в проектах строительства АЭС в Японии совместно с General Electric. В начале 1970-х Toshiba стала основным поставщиком паропроизводящей установки и неядерной части для ряда энергоблоков с реакторами конструкции GE.

В рамках упомянутой выше национальной программы Toshiba и Hitachi создали, как упоминалось, японские версии BWR-5 (базовая конструкция этой РУ была разработана GE в 1969 году) и BWR-6 (создана GE в 1972 году). Обе компании поставляли такие реакторы на ряд строящихся АЭС в Японии («Фукусима-II», «Фукусима-I» «Касивадзаки-Карива», «Хигасидори», «Хамаока»).

В 1970–1980-х годах Toshiba приняла участие в разработке реактора ABWR и стала первой компанией, поставившей такой реактор — для блока № 6 АЭС «Касивадзаки-Карива», пущенного в 1996 году. В последующем Toshiba начала предлагать на рынках собственные доработанные версии энергоблоков с ABWR.

В частности, в США компания продвигает реакторную установку, имеющую незначительные отличия от РУ мощностью 1326 МВт, ранее сертифицированной в этой стране компанией GE. В то же время в Европе Toshiba предлагает заметно отличающуюся версию мощностью более 1600 МВт, в которой шире использованы заимствования из концептуальных кипящих реакторов, технологии которых достались Toshiba «по наследству» от ABB.
За полвека работы на атомном рынке Toshiba была основным подрядчиком при строительстве 17 энергоблоков АЭС в Японии и поставщиком отдельных компонентов для пяти блоков.
В отличие от некоторых других участников глобального рынка ядерных технологий и подобно двум другим японским поставщикам, Toshiba способна осуществлять полный цикл поставки всего основного оборудования ядерной и неядерной части АЭС: от разработки и проектирования до изготовления и монтажа.

В то же время приобретение контроля над Westinghouse в 2006 году сделало Toshiba единственным в мире холдингом, объединившим обширный опыт поставки коммерческих технологий как BWR, так и PWR.

Hitachi Ltd. сформировалась в период с 1910 по 1920 год как электротехническая компания. Сделала первые шаги на рынке атомных технологий в 1950-х годах. С середины 1960-х (с проекта АЭС «Цуруга») начала участвовать во внедрении в Японии кипящих технологий, которые превратились в основную специализацию холдинга в атомном секторе его бизнеса.

В начале 1970-х годов Hitachi первой в Японии освоила выпуск полного спектра основного оборудования ядерного острова конструкции GE и стала получать заказы на его изготовление при строительстве некоторых энергоблоков с американскими BWR не только в Японии, но и в США и других странах.

В начале 1980-х Hitachi дебютировала в качестве поставщика стандартизированных японских версий BWR второго поколения для АЭС «Фукусима-II» и затем поставляла такие РУ, наряду с Toshiba, для других проектов в Японии. Будучи соразработчиком реактора ABWR, Hitachi стала первым поставщиком полного комплекта оборудования АЭС с таким реактором — ядерного и неядерного острова для блока № 2 АЭС «Сика», пущенного в 2006 году.

После объединения ядерного бизнеса с американским гигантом Hitachi стала участвовать в продвижении ESBWR и ряда других конструкций, созданных ранее GE, однако в качестве инвестора она наиболее активно предлагает на разных рынках реактор ABWR, в практическом внедрении которого имеет наибольший опыт среди других участников рынка.
Японские поставщики уникальных и перспективных технологий
Помимо развития коммерческих линеек легководных реакторов, японские поставщики участвовали в создании единичных экспериментальных и опытных конструкций: быстрых, высокотемпературных, тяжеловодных и судовых реакторов. Однако ключевую роль в разработке концепций таких РУ сыграли государственные структуры, в итоге интегрированные в Агентство по атомной энергии Японии (JAEA) — госорганизацию, занимающуюся разнообразными атомными НИОКР.

К таким структурам относятся бывший Японский институт ядерных исследований (JAERI); Корпорация ядерного топлива (AFC), преобразованная в октябре 1967 года в Корпорацию развития энергетических реакторов и ядерного топлива (PNC), а в конце 1990-х годов превращенная в Японский институт развития ядерно-топливного цикла (JNC). В результате слияния в 2005 году JNC и JAERI возникло JAEA.

AFC разработала первую критсборку на быстрых нейтронах FCA (пущенную в 1967 году). PNC создала, среди прочего, экспериментальный быстрый реактор «Джойо» (1977 год) и опытный реактор на быстрых нейтронах «Монжу» (1996 год). Поставщиками оборудования быстрых РУ стали Hitachi, Toshiba, MHI и Fuji Electric Holdings. В то же время создание перспективной линейки коммерческих бридеров с натриевым теплоносителем по согласованию с правительством в середине 2000-х годов было возложено на MHI.

PNC, кроме того, разработала тяжеловодную РУ с кипящим легководным теплоносителем ATR, способную работать на разновидности MOX-топлива, впервые в мировой практике заполнявшего всю активную зону. Поставщиком основного оборудования РУ, построенного в Фуджене и проработавшего с 1979 по 2003 год, была Hitachi.

JAERI с конца 1950-х годов строила на своей площадке в Токаймуре первые в Японии исследовательские реакторы (легководный JPR-1 и тяжеловодные JPR-2 и JPR-3) и совместно с MAPI создала единственный действовавший в Японии транспортный PWR, установленный в начале 1970-х на экспериментальном гражданском атомном судне «Муцу».

JAERI также была ведущей организаций по НИОКР в сфере ВТГР и в конце 1980-х разработала первую в Японии экспериментальную РУ такого рода HTTR. Она была построена и пущена в 1990-х и продемонстрировала длительную устойчивую работу в сверхвысокотемпературном (~950 °C) режиме и безопасность при испытаниях с удалением теплоносителя из активной зоны.
Установка корпуса реактора ВТГР на строящейся опытной АЭС в заливе Шидао, провинция Шаньдун, Китай, март 2016 г.
Photo: AP Photo
Китай
В Китае основными поставщиками реакторных технологий стали три компании: CNNC, CGN и SNPTC. Китай позже других стран с развитой атомной отраслью приступил к созданию ядерной генерации: несколько десятилетий в КНР развивались преимущественно технологии, связанные с ядерно-оружейным комплексом.
В конце 1970-х годов Пекин решил создать гражданский сектор атомной отрасли для диверсификации энергобаланса, который был почти полностью «угольным».

Для решения этой задачи Госсовет КНР, в частности, создал в 1988 году на базе ряда структур ЯОК и НИОКР компанию China National Nuclear Corporation (CNNC), которая поначалу отвечала за комплексное развитие как военной, так и гражданской атомной энергетики. Впоследствии некоторые функции управления и регулирования в отрасли были выделены из CNNC в отдельные государственные организации и компании, в частности, в 1998–1999 годах таким способом было создано Управление по атомной энергии Китая и компания China Nuclear Engineering & Construction Corporation (CNEC).

Возникнув как госкомпания, CNNC до сих пор остается под прямым контролем правительства КНР. В то же время она «обросла» дочерними структурами, специализирующимися на тех или иных сферах деятельности. Хотя некоторые из этих структур были акционированы и часть акций продана сторонним инвесторам (включая китайские госкомпании), они остаются под преимущественным контролем CNNC — крупнейшего инвестора атомной отрасли Китая, участвующего не только в создании, но и во внедрении нескольких реакторных технологий, а также контролирующего большую часть ядерно-топливного цикла.

Другой поставщик, China General Nuclear Power Corporation (CGN), был создан в 1994 году в рамках реализации проекта внедрения в Китае французских реакторных технологий. Компания, много лет называвшаяся China Guangdong Nuclear Power Group Co. Ltd. (CGNPC), первоначально контролировалась совместно центральным правительством КНР и китайской провинцией Гуандун, владевшей 45 % акций. Однако в сентябре 2012 года произошло существенное перераспределение контроля в пользу федеральных властей: 82 % акций стали принадлежать Комиссии по управлению и надзору за государственными активами при Госсовете КНР, 8 % — CNNC, и лишь 10 % остались у провинции.
Строительство первого энергоблока АЭС «Чанцзян», южный Китай, провинция Хайнань Photo: AP Photo
Третий поставщик формально возник в мае 2007 года, после того как Госсовет принял решение о покупке, постепенной локализации, последующем развитии и широком внедрении технологии поколения III+ — реактора AP1000. Для решения этой задачи была создана компания State Nuclear Power Technology Corporation Ltd. (SNPTC), 60 % акций которой принадлежало центральному правительству, а по 10 % — четырем компаниям, также подконтрольным в основном государству: CNNC, CGN, China Power Investment Corporation (CPI) и China National Technical Import & Export Corporation (CNTIEC).

Новообразованной компании был переподчинен Шанхайский научно-исследовательский и проектный институт атомной энергетики (SNERDI), ранее подконтрольный CNNC и бывший с 1970 года одним из основных разработчиков отечественных ядерных технологий. В 2015 году произошло слияние SNPTC и China Power Investment Corporation (CPI), в результате которого возникла State Power Investment Corporation (SPIC).

SNPTC стала ее дочерней структурой, специализирующейся на поставке ядерных технологий. Однако новообразованная группа, подобно CNNC и CGN, является не только поставщиком технологий и изготовителем оборудования, но и владельцем и оператором производственных активов в энергетике.

В конце 1970-х годов Пекин принял принципиальное решение о приобретении зарубежных реакторных технологий и параллельном создании собственных. В качестве первой импортируемой технологии был выбран французский реактор 900-мегаваттной серии в версии, внедренной на блоках №№ 5, 6 АЭС «Гравлин» во Франции. На основе этой конструкции было решено построить первую очередь АЭС «Даявань», расположенной в провинции Гуандун недалеко от Гонконга и созданной тогда же рядом свободной экономической зоны в Шэньчжэне.

Станция, вступившая в строй в начале 1994 года, была рассчитана на поставки электричества для этих двух динамично развивающихся городов, поэтому проект осуществлялся при участии гонконгских инвесторов. В 1992–1996 годах компании CNNC и CGNPC подписали ряд соглашений и дополнительных протоколов к ним с Framatome и EDF о передаче технологий французских реакторов CPY, N4 и P4. Эти технологии были использованы для разработки ряда моделей китайских реакторных установок.
Китайские поставщики перспективных технологий
Помимо больших PWR, китайские поставщики развивают и другие технологические направления. Так, на третьей очереди АЭС «Циньшань», принадлежащей CNNC, были построены два канадских тяжеловодных реактора CANDU-6 в самой продвинутой из всех действующих в мире версий этой модели.

В соответствии с соглашениями, заключенными в 2008 году дочерними структурами CNNC с AECL, а затем в 2014 году — с преемником канадской компании — Candu Energy, китайский и канадский поставщики совместно разрабатывают реактор AFCR, специально приспособленный для работы на топливе из переработанного ОЯТ легководных реакторов и тория, которым богат Китай. За развитие этой технологии отвечает дочерняя структура CNNC — Институт ядерной энергетики Китая (NPIC), имеющий опыт НИОКР в сфере реакторостроения с конца 1950-х годов.

CNNC также создает реакторы на быстрых нейтронах, находясь на первых стадиях этого процесса. За НИОКР в этом направлении, которое рассматривается как ключевое для КНР на отдаленную перспективу, отвечает прежде всего Китайский институт атомной энергии (CIAE) — дочерняя структура CNNC. Попытки CNNC договориться с Росатомом о внедрении в Китае БН-800 до сих пор не увенчались успехом, и компании приходится рассчитывать преимущественно на внутренние ресурсы.

CNNC делает основную ставку на быстрые бридеры с натриевым охлаждением, MOX и металлическим (в перспективе) топливом. CIAE создал при содействии России экспериментальный быстрый реактор CEFR электрической мощностью 20 МВт с натриевым теплоносителем, пущенный в 2010 году.

С учетом опыта его эксплуатации, выявившей некоторые проблемы, в частности, с теплоотводом и устойчивой работой на полной мощности, и доработки его конструкции, CIAE и другие структуры CNNC создают опытный реактор CDFR электрической производительностью 600 МВт и планируют коммерческий реактор CCFR мощностью около 1200 МВт.

Первый из них находится в завершающей стадии подготовки предварительного проекта, строительство вряд ли начнется раньше 2018 года. Разработку коммерческой РУ планируется завершить к концу 2020-х годов, а в первой половине 2030-х построить головной блок АЭС.

Первым поставщиком технологии высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов в Китае стал Институт ядерных и новых энергетических технологий (INET) — структурное подразделение Университета Цинхуа в Пекине. INET, возникший в 1960 году, стоял у истоков ряда ключевых атомных проектов, в частности, в середине 1960-х впервые в Китае самостоятельно создал исследовательский реактор и разработал технологии извлечения плутония из ОЯТ.

Во второй половине 1980-х INET разработал и в 1990-х годах построил с помощью подразделений CNNC, вошедших позже в компанию CNEC, на своей площадке в северо-западном пригороде Пекина экспериментальный высокотемпературный реактор HT-10 с шаровым топливом и гелиевым теплоносителем, конструктивно родственный немецким ВТГР.

Используя опыт его разработки и эксплуатации с начала 2000-х годов, INET совместно с China Nuclear Engineering & Construction Corporation (CNEC) создали опытно-демонстрационную двухреакторную установку HTR-PM общей мощностью 210 МВт. Она в настоящее время строится в провинции Шаньдун консорциумом, в который входят INET, крупная энергокомпания China Huaneng Group (CHNG) и CNEC. Последние две структуры являются основными акционерами и инвесторами проекта.

CNEC, выделенная из CNNC и ставшая самостоятельной государственной инжиниринговой компанией в 1998–1999 годах, специализируется на возведении военных, уникальных и атомных объектов. Она планирует в дальнейшем стать поставщиком создаваемой коммерческой модели ВТГР и сопряженных с нею производств на китайском и международном рынках. В случае реализации демонстрационного проекта по намеченному графику, Китай в 2017 году станет единственной страной в мире с действующими опытно-промышленными ВТГР.

Все китайские поставщики технологий проявили активность в набирающей популярность в мире нише малых модульных PWR. CNNC разработала концептуальный реактор ACP100, SNPTC — стационарные и плавучую разновидности реакторов CAP мощностью 50–200 МВт, CGN — стационарный ACPR100 и плавучий ACPR50S мощностью, соответственно, 140 и 60 МВт. Эти конструкции унифицированы по ряду компонентов с большими реакторами соответствующих серий. Еще на ранних стадиях разработки поставщики стали активно продвигать их на внутреннем и зарубежных рынках.

Единственное перспективное направление «малой ниши», в котором китайским поставщикам пока предложить нечего, — это малые реакторы на быстрых нейтронах. В этой сфере они пока отстают от конкурентов из России, США и Японии, имеющих больший опыт и разработавших свои концептуальные быстрые конструкции.
В рамках задачи создания отечественной технологии ядерной генерации к середине 1980-х годов SNERDI разработал двухпетлевой реактор с водой под давлением CNP-300 мощностью порядка 300 МВт, на основе которого в 1985 году началось строительство первого блока АЭС «Циньшань». Он заработал почти одновременно с французскими реакторами АЭС «Даявань».

Сформированная через несколько лет CNNC, в которую был включен SNERDI, стала развивать эту китайскую технологию, которая, в отличие от французской, не имела ограничений на использование интеллектуальных прав. К середине 1990-х CNNC, используя импортные технологии и опыт CNP-300, создала вдвое более мощный двухпетлевой реактор CNP-600, а в 1997 году начала разработку трехпетлевой гигаваттной конструкции CNP-1000.

Однако в нынешнем столетии эти РУ второго поколения были признаны морально устаревшими и их внедрение ограничилось семью блоками в КНР и четырьмя в Пакистане. CNNC переключилась на разработку технологий третьего поколения: реакторов ACP300, ACP600 и ACP1000 (последний предполагался как наиболее массовый, стандартный дизайн компании).

Параллельным путем шла CGNPC (CGN). Используя соглашение 1996 года с Framatome и EDF о передаче технологий, компания создала реактор CPR1000 мощностью свыше 1000 МВт и его улучшенную версию CPR1000+ поколения II–II+. Эта конструкция стала самой массовой и максимально унифицированной среди построенных в Китае. В конце 2000-х CGN разработала реактор третьего поколения ACPR1000 и его модификацию с измененной активной зоной ACPR1000+. Внедрение этой конструкции началось в 2013 году.

Однако в последние годы правительство КНР поставило задачу унифицировать реакторы ACPR1000+ и ACP1000. Это должно, помимо прочего, обеспечить максимально возможную стандартизацию, удешевить строительство АЭС внутри страны, повысить эффективность экспорта китайских ядерных технологий. Правда, занятые техническим объединением, китайцы на первых порах пренебрегли унификацией бренда, допустив распространение на рынке множества названий новой конструкции: ACC1000, Hualong One, Hualong1, Hualong1000, HPR1000 и другие.
Строительство Тяньваньской АЭС
Photo: Росатом
Унификация дизайнов активизировалась после того, как контроль над CGN был перераспределен в пользу центрального правительства, которое, таким образом, стало напрямую управлять обоими поставщиками. Еще в 2013 году CNNC и CGN отчитались о создании единого дизайна мощностью 1150 МВт. Этот реактор планируется внедрять как за рубежом, так и в Китае, хотя ранее инициированные проекты в КНР с предшествующими моделями реакторов должны быть завершены.

В ином русле двигалась SNPTC. В 2006 году правительство выбрало реактор AP1000 конструкции Westinghouse в качестве перспективного направления развития китайских ядерных технологий и назначило ответственной за это SNPTC. Компании-соучредители SNPTC (в особенности CNNC) стали инвесторами проектов строительства станций с этим реактором и его дальнейшей доработки.

В соответствии с подписанным в конце 2007 года межправсоглашением КНР с США и рядом договоров, заключенных в последующие годы между Westinghouse и SNPTC, китайская компания в перспективе получала права на американскую технологию и ее производные.

В частности, SNPTC станет поставщиком технологии на внутреннем рынке Китая при строительстве в этой стране пятого и последующих блоков AP1000 и приобретает неограниченные права (включая экспорт) на все созданные на основе AP1000 конструкции мощнее 1350 МВт.

В соответствии с этим SNPTC создала доработанную, в том числе с учетом опыта аварии на АЭС «Фукусима-1», версию AP1000 — реактор Chinese AP1000 (CAP1000), а к 2012 году разработала реактор CAP1400 мощностью 1530 МВт брутто и планировала впоследствии создать более мощные, трехпетлевые версии этой конструкции. В 2014 году SNPTC и Westinghouse заключили соглашение о сотрудничестве при продвижении на глобальном рынке CAP1400 и AP1000. Внедрение CAP1400 предполагалось начать в 2013 году на китайской АЭС «Шидаовань» и в 2013–2014 годах заключить первые соглашения на экспорт этой РУ, однако фактически эти сроки были перенесены на несколько лет.
Первый блок АЭС «Михама» компании Kansai Electric Power, оснащенный реактором с водой под давлением компании Westinghouse, был введен в промышленную эксплуатацию в течение 1970–1971 гг.
Photo: Flickr/Energy.gov
Южная Корея
Большая, чем в Китае, централизация в развитии ядерных технологий характерна для Южной Кореи. Подобно ряду других стран, она пошла по пути адаптации американских конструкций. Ключевую роль в этом первоначально играл Институт исследования атомной энергии Кореи (KAERI), основанный в 1959 году. После ряда слияний с другими исследовательскими учреждениями он к 1980-м годам стал головной структурой по развитию в стране ядерных технологий.

В 1970–1980-х годах Сеул импортировал энергетические реакторы четырех поставщиков: Westinghouse, Combustion Engineering, Framatome и AECL. Правительство страны поставило задачу локализовать одну из этих технологий. Спад на глобальном атомном рынке после аварии в Чернобыле позволил корейцам добиться выгодных условий на переговорах, особенно с Combustion Engineering, которая в то время стала испытывать трудности и спустя несколько лет была поглощена ABB.

В 1987–1996 годах, основываясь на версии упомянутого реактора System 80 конструкции CE, построенного на блоках №№ 3,4 южнокорейской АЭС «Ёнгван» (ныне «Ханбит»), KAERI в сотрудничестве с Combustion Engineering (позже ABB CE) разработал реакторную установку, ставшую основой так называемого «Корейского стандартного ядерного энергоблока» мощностью порядка 1 ГВт. Однако в декабре 1996 года дальнейшие работы по этой теме были переданы Korea Power Engineering Company (KOPEC), миноритарный пакет акций которой получила KAERI, а контрольный пакет (ныне около 75%) достался компании Korea Electric Power Corporation (KEPCO).

В 2010 году KOPEC получила название KEPCO Engineering & Construction Company (KEPCO E&C). Последняя объединила функции развития реакторных технологий и проектирования атомных станций. Компания доработала проект стандартного энергоблока и с середины 2000-х стала внедрять его под брендом OPR1000 или OPR1000+ в усовершенствованной версии. Эти ядерные блоки с РУ второго поколения закладывались в 1992–2008 годах; последний вступил в строй в июле прошлого года.
Корейские поставщики перспективных технологий
KAERI, который, в отличие от KEPCO, подчиняется Министерству образования, науки и технологий, остается главным разработчиком исследовательских реакторов, а также продолжает создавать ряд технологий ЯТЦ и перспективных энергетических РУ. Наиболее подготовленный к внедрению реактор этого института — PWR электрической мощностью до 100 МВт под названием SMART.

Поставщик связывает надежды на его продвижение главным образом с зарубежными рынками, особенно со странами с аридным климатом, поскольку реактор приспособлен для работы в режиме опреснения. SMART имеет наиболее прогрессивную для таких конструкций интегральную компоновку оборудования первого контура и впервые в мире среди гражданских стационарных РУ такого рода прошел процедуру сертификации в национальном надзорном органе (4 июля 2012 года). Однако потенциальная конкуренция в предназначенной для него рыночной нише растет с каждым днем и твердых инвестиционных планов внедрения корейского реактора пока нет.

KAERI также разрабатывает концепцию быстрых реакторов, которые должны стать важнейшим звеном перспективной модели ЯТЦ Южной Кореи, позволяющей сократить на два-три порядка потребление импортируемого урана и активность отходов. Работы, развернутые институтом в 1997 году, предусматривали создание двух РУ бассейнового типа с натриевым теплоносителем и металлическим топливом: экспериментального KALIMER-150 электрической мощностью ~150 МВт и опытно-промышленного KALIMER-600 производительностью ~600 МВт.

Предварительный проект второй конструкции был разработан к 2006 году. Однако в соответствии с государственным долгосрочным планом развития быстрых технологий, принятым в 2008 году и дополненным в 2011 году, KAERI переработала KALIMER в концепцию так называемых усовершенствованных натриевых быстрых реакторов IV поколения тех же уровней мощности.

Их отличает внутренне присущая безопасность за счет отрицательных обратных связей реактивности с основными физическими параметрами реакторов. Эти реакторы должны быть приспособлены для выжигания младших актинидов в составе металлического уран-циркониевого топлива подпитки, полученного из переработанных ОЯТ. План предусматривает сертификацию экспериментальной РУ мощностью 150 МВт к 2020 году и ее ввод в эксплуатацию к 2028 году.

Кроме того, KAERI с 2006 года создает ВТГР в сверхвысокотемпературном варианте (~950 °С), приспособленном прежде всего для производства водорода и поставки промышленного тепла для нефтехимии, сталелитейной промышленности, автомобилестроения и так далее. Проект осуществляется по схеме государственно-частного партнерства в сотрудничестве с заинтересованными компаниями разных отраслей в рамках так называемого Индустриального альянса, куда входят дочерние структуры KEPCO, Posco, GS Group, Doosan, Hyundai, Samsung и другие.

Планируется до 2030 года отработать технологии в опытном варианте, а к середине 2030-х годов построить коммерческий промышленный комплекс с несколькими реакторами.
В 1990-х KEPCO E&C создала упомянутую выше конструкцию третьего поколения APR1400, работа над которой началась еще в 1992 году в KAERI. В 2003 году этот реактор был сертифицирован в Южной Корее, а в 2008 году началось его внедрение в отечественной энергетике. Кроме того, APR1400 стал основным экспортным предложением корейской атомной отрасли: с 2012 года четыре таких РУ строятся в ОАЭ на АЭС «Барака».

В то же время под координацией другой дочерней компании KEPCO — Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd. (KHNP) — создается новый стандартный реактор APR+, относимый к поколению III+. Будучи эволюционным развитием APR1400, он сохранил основные конструктивные черты предшественника и многие унифицированные с ним компоненты, но для него характерны на 7% бóльшая мощность (~1500 МВт), на порядок меньшая вероятность тяжелых аварий и выхода радиоактивности за пределы существенно усиленного контейнмента, улучшенная экономика, сокращенные на 45 %, до 36 месяцев, сроки строительства серийных блоков за счет модульной конструкции и тому подобное.

Создание этой РУ началось в соответствии с правительственным планом развития ядерных технологий до 2012 года, принятым в декабре 2006 года. Разработанная конструкция была сертифицирована Комиссией по ядерной безопасности Республики Корея 14 августа 2014 года. Реакторы APR+ планируется строить в Южной Корее с начала 2020-х годов, причем, в отличие от OPR1000 + и APR1400, — на совершенно новых площадках.

Таким образом KEPCO, сформированная до становления атомной отрасли как энергетическая компания (в нынешнем виде — в 1961 году) и на 51% принадлежащая государству, монополизировала поставки корейских технологий больших легководных энергетических реакторов. В перспективе она планирует развивать и другие конструкции такого рода.
Блочный щит управления АЭС «Мадрас», Калпаккам, Индия Photo: Flickr/IAEA
Индия
Индийская атомная отрасль, получившая в 1950–1960-х годах научно-техническую поддержку зарубежных носителей ядерных технологий, в 1970–2000-х годах развивалась в условиях международной изоляции, что предопределило курс на технологическую автаркию и отсутствие в течение длительного времени каких-либо экспортных амбиций. В 1954 году в Индии был создан Департамент атомной энергии (DAE), который до настоящего времени управляет реализацией ядерной программы участниками отрасли — организациями и компаниями, находящимися под полным или преимущественным государственным контролем.

В последующие несколько лет DAE построила на площадке в Тромбее (в пригороде Бомбея, ныне Мумбаи) ряд объектов атомной отрасли, включая пущенный в 1956 году — впервые в тогдашнем развивающемся мире — легководный исследовательский реактор мощностью 1 МВт APSARA. На базе этих объектов НИОКР в 1957 году было создано Учреждение по атомной энергии в Тромбее, спустя десять лет получившее нынешнее название в честь одного из основателей индийской атомной отрасли — Центр атомных исследований им. Хоми Бабы (BARC).

С 1960-х BARC обеспечивает, в частности, основные НИОКР по тематике тяжеловодных реакторов. На начальном этапе внедрения канадской тяжеловодной технологии в 1967 году в Бомбее была создана Дирекция по ядерно-энергетическим проектам, в ведение которой перешли строительство АЭС и локализация технологии. После ряда организационных преобразований эта структура в 1987 году превратилась в компанию Nuclear Power Corporation of India Ltd. (NPCIL), находящуюся под полным госконтролем.

Она, в частности, стала поставщиком локализованных канадских реакторов мощностью порядка 200 МВт (прототипом которых послужил реактор АЭС «Даглас-Пойнт», см. Табл. 1 в первой части статьи — АЭ № 7, 2016 г.), а впоследствии и доработанных в Индии версий тяжеловодных канальных реакторов — построенных на АЭС «Тарапур» с РУ мощностью 490 МВт нетто и ныне строящихся реакторов производительностью 630 МВт.

При этом NPCIL не является поставщиком полного цикла: часть основного оборудования и ключевых компонентов изготавливают неподконтрольные ей компании, государственные и частные. Перспективные тяжеловодные реакторные технологии и топливные циклы создает BARC.

В частности, этот центр разработал тяжеловодный реактор с легководным кипящим теплоносителем AHWR мощностью около 300 МВт, который может послужить конструктивной основой для индийских тяжеловодных РУ следующего поколения. Согласно государственному плану, опытный AHWR должен быть пущен в начале 2020-х годов, однако площадка до сих пор не объявлена.
Церемония заливки первого бетона второй очереди АЭС Куданкулам
Photo: Росатом
За развитие другого важнейшего направления ядерной программы Индии — реакторов на быстрых нейтронах — отвечают другие структуры, подведомственные в конечном итоге DAE. В 1971 году в Калпаккаме южнее Мадраса (ныне Ченнаи) был основан Центр реакторных исследований, который в конце 1985 года, спустя полтора года после убийства премьер-министра страны Индиры Ганди, был переименован в Центр атомных исследований им. И. Ганди (IGCAR).

Центр стал основным разработчиком ряда исследовательских быстрых реакторов, построенных на его площадке, а также опытно-промышленного реактора PFBR мощностью порядка 500 МВт, сооружение которого в настоящее время ведется в Калпаккаме, и похожих серийных реакторов на быстрых нейтронах, которые планируется строить в дальнейшем. За внедрение технологии, строительство АЭС и связанных с этим объектов ЯТЦ отвечает госкомпания Bharatiya Nabhikiya Vidyut Nigam Ltd. (BHAVINI), учрежденная в 2003 году и подчиненная DAE.

Индия, чьи госструктуры стали зрелыми поставщиками реакторных технологий на внутренний рынок, сегодня, подобно Китаю, США и Великобритании, в принципе открыта для иностранных поставщиков. Это связано как с желанием государства развивать ранее малоосвоенные в стране технологии, прежде всего легководные, так и с тем, что иностранные и отечественные поставщики отчасти нацелены на разные рыночные ниши и фактически не конкурируют.

Хотя индийские реакторные технологии до сих пор не поставлялись за рубеж, национальные поставщики не исключают такую возможность, которая открывается в последние годы благодаря снятию с Индии ядерной блокады и юридическому урегулированию ряда вопросов индийского атомного экспорта, в частности, в документах, подписанных с МАГАТЭ. Основные, хотя пока весьма неопределенные, перспективы экспорта в части реакторных технологий связаны с AHWR: BARC разработал специальную экспортную версию этой конструкции, адаптированную к требованиям по нераспространению.
Сегменты глобального атомного рынка в цифрах
Полуфинал
Итак, результаты эволюции поставщиков технологий весьма разнообразны. Одни, такие как GE или Росатом, начинали от истоков развития атомной энергетики и дошли до наших дней, сохранив и преумножив основные активы, изменив в некоторых случаях разве что форму и название. Другие, такие как BNFL, KWU, CE, ABB Atom, исчезли; либо, как B&W, покинули атомный рынок; либо, как AECL, передали или, как Areva, вскоре передадут свой сектор поставки реакторных технологий другим компаниям.

Третьи, например Westinghouse, сохранили название и технологии, но фактически и юридически стали совершенно иными компаниями. А четвертые, вступив на рынок позже ветеранов, завоевали на нем весомое место и имеют потенциал дальнейшего расширения: это Toshiba, Hitachi, MHI, CNNC, CGN, SNPTC, KEPCO, DAE.

Однако стоит отметить, что все «заслуженные» поставщики, работавшие в атомной отрасли, до последнего стремились сохранить присутствие в Высшей лиге — в сфере поставки реакторных технологий. Сам по себе этот сегмент — важная, но не самая крупная составляющая атомного рынка. Объем мирового сектора строительства АЭС в последние годы достиг $35–38 млрд, из которых примерно половина приходится на долю поставщиков реакторных технологий.

Для сравнения, размер глобального рынка ядерной генерации — не менее $150–160 млрд, обслуживания и ремонта АЭС — порядка $75–80 млрд. Однако, внедряя свои реакторы, поставщик технологии на тот или иной период обеспечивает себе приоритетное место в сегментах обслуживания этого реактора, его модернизации, поставки топлива и тому подобное. Особенно если речь идет о вертикально-интегрированной компании, присутствующей в разных переделах отрасли. Именно такими компаниями являются многие поставщики технологий, в частности, Росатом, Areva (пока), CNNC, KEPCO и другие.

Кроме того, внедрение технологии часто сопровождается договоренностями о строительстве на определенных условиях аналогичных реакторов в будущем, а также о получении различного рода роялти в случае локализации технологии. Наконец, некоторые поставщики входят в одни холдинги с энергокомпаниями (Росатом, KEPCO, CNNC, CGN), а значит, развитие собственных технологий сулит им дополнительную оптимизацию. Таким образом, для любого поставщика смысл внедрения собственной конструкции выходит далеко за рамки вопроса стоимости ее самой.
Таблица 1. Характеристики поставщиков реакторных технологий
Между тем к началу 2020-х годов размер рынка строительства АЭС может удвоиться за счет новых проектов, прежде всего в Азии (особенно в Китае, Южной Корее, Индии), а также в ряде других регионов: Америке (США, Аргентине, Бразилии, Канаде), России, Европе (Великобритании, Финляндии, Румынии, Венгрии и так далее). Учитывая, что азиатские поставщики третьей волны достигли высокой степени самостоятельности в технологическом и производственном отношениях, а их государства придерживаются стратегии максимальной локализации, значительная часть спроса на наиболее динамичных рынках Азии будет покрываться местными силами и технологиями.

Впрочем, роль поставщиков третьей волны будет расти еще быстрее их национальных рынков. В 1970–1990-х годах поставщики второй волны потеснили ветеранов из США, Канады и Великобритании на международных рынках; значимое событие последних лет — выход представителей третьей волны с собственными реакторными технологиями на глобальный рынок, где в обозримом будущем они, вероятно, займут заметное место.

Первыми признаками такого развития событий можно считать строительство АЭС по корейской технологии в ОАЭ и разного рода договоренности о внедрении в будущем китайских и корейских реакторов в целом ряде стран: в ОАЭ, Великобритании, Аргентине, Турции, ЮАР, Саудовской Аравии, Иране и других.

И это не считая первого, уже реализуемого проекта строительства реактора Hualong-1 за пределами КНР — в Пакистане, который давно является вотчиной китайских ядерных технологий, а также планируемого участия китайских поставщиков во внедрении чужих технологий за рубежом: EPR — в Великобритании, CANDU — в Румынии и Аргентине, AP1000 — в Турции и так далее.

К этому следует добавить, что поставщики третьей волны и индийские компании не только успешно оседлали «рабочую лошадь» современной атомной энергетики — классические легководные и тяжеловодные технологии, но и добиваются успехов в перспективных нишах завтрашнего и послезавтрашнего дня: ВТГР, быстрые реакторы, малые интегральные РУ, новые виды топлива и топливных циклов.

В результате всего этого не только абсолютный, но и относительный вес представителей третьей волны на глобальном рынке, очевидно, увеличится.

Другим характерным явлением становится растущее влияние японских компаний, потенциал которых не исчерпан. Как отмечалось, они до настоящего времени не экспортировали за пределы Японии ни одного готового реактора собственной конструкции, но вскоре ситуация может измениться. За распространением транснациональных альянсов видно усиление японских концернов, расширяющих таким образом свое присутствие за рубежом.

Именно японцы становятся «конечными бенефициарами» внедрения технологий Westinghouse, отчасти GE и в некоторых случаях Areva. Бенефициарами как в финансовом смысле, так и в отношении технологий.
Площадка АЭС «Барака», август 2015 г.
Photo: Flickr/UAE Permanent Mission to the IAEA
Авария на АЭС «Фукусима-1» задержала японскую экспансию. Однако признаки ее продолжения видны все более отчетливо в Великобритании, континентальной Европе, США, Турции и так далее. В добавление к этому, парадоксальным следствием аварии в Фукусиме может стать дополнительный интерес к японским атомным технологиям.

Фукусима была результатом частных упущений, в том числе в старой, исконно американской конструкции, на фоне невозможного для большинства регионов мира стечения внешних обстоятельств, что отнюдь не умаляет феноменальной сейсмостойкости современных японских АЭС — в этом смысле им нет равных. Многие страны, планирующие создание атомной энергетики, относятся практически целиком к зонам повышенной сейсмической активности. Нельзя исключить повышенного внимания некоторых из них в дальнейшем к японским технологиям.

Хотя ветераны глобального рынка до сих пор остаются первоисточниками многих реакторных технологий, их успехи все больше определяются слияниями и поглощениями или выгодными альянсами с другими поставщиками. Мы показали, что многие современные реакторы появились вследствие паритетных объединений, слияний или поглощений поставщиков, в том числе EPR, ABWR, APR1400, CAP1400, ATMEA1, KERENA, Hualong1. То есть подобные союзы приносят вполне конкретные технологические плоды. Не случайно конкуренция между отдельными национальными поставщиками со временем превратилась в соревнование альянсов, преимущественно транснациональных.

Новая черта последних двух десятилетий — кооперация с участием поставщиков третьей волны, что позволяет увеличить инвестиционные ресурсы и удешевить создание перспективных реакторов, одновременно обеспечив для них гарантии сбыта. Это становится дополнительным фактором конкурентоспособности на глобальном рынке, что хорошо иллюстрируют успех APR1400 в ОАЭ (в проекте активно участвуют американские компании), а также альянс Westinghouse и SNPTC по внедрению реакторов AP1000 и перспективной линейки CAP в КНР и за ее пределами. И в том и в другом случае американский поставщик уже получает и получит в дальнейшем существенные дивиденды от продажи принадлежащих ему технологий.

На этом фоне единственным глобальным игроком, рассчитывающим только на свои силы и остающимся вне всяких альянсов, является Росатом. Это единственный поставщик, никогда не вступавший ни в какие объединения с другими глобальными носителями технологий для создания и продвижения общих реакторов. Это дает ему полную свободу распоряжения когда-либо сделанными разработками, а таких немало, без оглядки на права интеллектуальной собственности. Большинство же других поставщиков на разных этапах своей истории сталкивались с подобными ограничениями.

Судя по значительному росту портфеля заказов на строительство АЭС в последнее десятилетие, технологическая автаркия Росатома пока вполне совместима с рыночным успехом. Однако не ясно, сможет ли российский поставщик вечно оставаться вне тренда, учитывая, что альянсы не только обеспечивают его конкурентам синергию в НИОКР, но и дают определенные гарантии сбыта, а также позволяют разделить и оптимизировать расходы на внедрение новых реакторов. Что отнюдь не лишне в условиях сокращения государственных инвестиционных ресурсов, поддерживающих, в конечном итоге, российское продвижение за рубежом.

ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ НОМЕРА