Сомнения и надежды ядерной энергетики

Доктор физико-­математических наук, советник директора НИЦ «Курчатовский институт» Андрей Гагаринский подвел итоги 2019 года и дал оценку самым важным событиям и тенденциям в энергетике.

Фото: Росатом / Инфографика, источники: Bp.com, IAEA.com

Я не могу сказать, что 2019 год в энергетической картине мира произвел сенсацию. Пожалуй, единственное, что его отличало от предыдущего года, — это страстное, даже истерическое внимание к проблеме климатических изменений.

Некоторые эксперты считают, что, хотя благосостояние человечества будет расти непрерывно, потребление первичной энергии в конце концов расти перестанет. Однако пока эти прогнозы не подтверждаются: рост благосостояния неразрывно связан с ростом потребления энергии. За последние годы мы привыкли, что этот рост связан с великими державами Востока — Китаем и Индией. Но на графике из ежегодного отчета BP (BP Statistical Review of World Energy 2019, опубликован в июне 2019 года. — Прим. ред.) видно, что сейчас на втором месте оказались США.
Биография эксперта
Андрей Юрьевич Гагаринский — доктор физико-­математических наук, советник директора НИЦ «Курчатовский институт», заместитель директора Института инновационной энергетики. Окончил МИФИ.

Автор нескольких монографий. Сфера научной деятельности: физика экспериментальных ядерных реакторов, ядерная критическая безопасность, реакторы с водой под давлением, инновационные технологии ядерного топливного цикла и атомной энергетики. Один из основателей Ядерного общества СССР, вице-президент Ядерного общества России.
Рост энергопотребления по странам в 2018 г.
По данным все того же BP, доля угля в общем вкладе первичных источников электроэнергии остается значительной (27% по итогам 2018 года, согласно BP Statistical Review of World Energy 2019. — Прим. ред.). Правда, в 2019 году было зафиксировано историческое событие: эмиссия CO₂ впервые перестала расти, осталась на уровне 2018 года. В этом, конечно, есть заслуга и атомной энергетики. Наблюдается рост низкоуглеродных источников энергии, но его динамика довольно слабая.
Разделение мирового энергопотребления по источникам в %
Президент Чехии Милош Земан в конце 2019 года сказал: «Дискуссии по поводу изменения климата перерождаются в новую религию». Я сделал небольшую подборку цитат и фактов на эту тему.

«Если мы концентрируемся исключительно на развитии возобновляемых источников, то для поддержания эмиссии на уровне 2015 года нам нужно было бы развивать ВИЭ вдвое быстрее, чем это реально делается», — об этом говорится в отчете BP.

«Разрыв между прогнозируемым уровнем выбросов к 2030 году и целями Парижского соглашения только увеличивается. Без быстрого сокращения выбросов планета нагреется на 3,2 °C (консервативный прогноз — 7 °C)», — это выдержка из десятого ежегодного доклада ООН.
Цитата
Из-за усиления «зеленой» идеологии в Европе (…) стоимость электроэнергии в странах сообщества резко возрастет, (…) промышленные предприятия перенесут производство в страны, где энергия будет стоить дешевле. Из Евросоюза получится экологический музей под открытым небом.
Милош Земан в рождественском послании согражданам (декабрь 2019 года)
И несколько фактов: Мадридская конференция СОР25 в декабре закончилась практически провалом: делегаты из 190 стран не смогли договориться о тексте заключительного коммюнике. В Германии объем строительства новых ветроэлектростанций на суше сократился до исторического минимума за последние 20 лет (на 60% меньше, чем в 2018 году). Причина — дефицит земель. Стоимость киловатт-часа в Германии — 31,47 цента (во Франции — 16,4). В электрогенерации Германии уголь составляет 36,6%, ветер и солнце — 22,3%, природный газ — 13,2%, атомная энергия — 11,7%.

Теперь посмотрим, какое место атомная энергия занимает в «зеленой» электрогенерации.

В странах ЕС работают 128 реакторов общей мощностью 119 МВт, они генерируют больше четверти всей электроэнергии Евросоюза. Ядерная энергия составляет 53% безуглеродного электричества ЕС. Европейская атомная отрасль обеспечивает более 1,1 млн рабочих мест.

Исследование Массачусетского технологического института показало, что превышение предела 40% доли ВИЭ в мировом энергобалансе чревато как минимум двумя неблагоприятными последствиями. Во-первых, все больше ветряных и солнечных станций (ВЭС и СЭС) придется «сворачивать», отключать от сетей в самые продуктивные периоды из-за переизбытка генерируемой электроэнергии. Во-вторых, необходимо иметь резервные мощности, чтобы закрывать потребности в энергии тогда, когда ВЭС и СЭС не могут работать. По стоимости киловатт-часа энергия от АЭС может проигрывать генерации от солнечных и ветряных станций — но это, по мнению авторов отчета, совершенно неважно: «Не имеет значения, насколько дешевыми будут ВИЭ, если они не смогут генерировать энергию тогда, когда это потребуется».

Напомню, что в ноябре 2019 года Европарламент принял резолюцию, подтверждающую, что все низкоуглеродные технологии, в том числе ядерные, необходимы для борьбы с изменением климата. «За» проголосовали 322 человека, «против» — 298. Этот хрупкий перевес демонстрирует, на мой взгляд, отношение к ядерной энергии.

Впервые за несколько лет упали как количество действующих блоков АЭС, так и их установленная мощность. Это произошло из-за того, что количество вводимых в эксплуатацию блоков меньше, чем число старых блоков, выводящихся из эксплуатации. В 2019 году были подключены к сети шесть блоков (в Китае, России и Южной Корее), окончательно остановлены девять блоков (в России, Тайване, Японии, Швейцарии, Германии, США, Швеции, Южной Корее).

Тем не менее внушает определенный оптимизм то, что постепенно увеличивается число стран, готовящихся вступить в «атомный клуб»: сегодня это ОАЭ, Белоруссия, Бангладеш, Турция, Египет и Узбекистан.

Напомню, что на первом месте в мире по количеству действующих реакторов находятся США, дальше идут Франция, Китай, Россия и Япония. Наше четвертое место, по-моему, незыблемо: Китай нам уже не догнать, а Япония вряд ли догонит нас.
Действующие реакторы
Атом в регионах мира
В США, по данным последних соцопросов, 49% населения голосуют за ядерную энергетику и 49% — против. Это лучший результат за последние десятилетия. Правительство США неоднократно заявляло, что сильная атомная энергетика необходима стране, в числе прочего, для национальной безопасности. А министр энергетики США Дэн Бруйетт заявил: «Строительство 3-го и 4-го блоков АЭС „Вогл“ задало тон возможному ядерному возрождению в Соединенных Штатах».

Огайо стал пятым американским штатом, принявшим законодательные акты о поддержке атомных электростанций, расположенных на территории штата, и выделении субсидий для них. После 2017 года похожие программы были приняты в штатах Коннектикут, Иллинойс, Нью-­Джерси и Нью-­Йорк.

В августе прошлого года министерство энергетики США (DOE) объявило о строительстве в Айдахо Национального исследовательского реакторного центра (NRIC). Он будет развертывать современные реакторные концепции. В начале этого года DOE официально заявило о старте проектирования универсального исследовательского реактора VTR (Versatile Test Reactor) — уменьшенного аналога реактора PRISM разработки GE-Hitachi. Введение его в строй ожидается к 2030 году.

Комиссия по ядерному регулированию США выдала предварительное разрешение для строительства малых модульных реакторов на площадке Клинч-ривер в штате Теннесси.

Кроме того, в США стали продлевать сроки эксплуатации АЭС до 80 лет. Первыми блоками, получившими такое разрешение, стали блоки №№ 3 и 4 АЭС «Тёрки-пойнт»: Комиссия по ядерному регулированию одобрила заявку компании Florida Power & Light о продлении эксплуатационных лицензий этих блоков. По оценке Минэнерго США, продлить срок службы своих АЭС до 80 лет собираются владельцы 20 ядерных энергоблоков (из действующих 96).
Что происходит в Азии?
В Китае, как всегда, делается все, что только можно. За ушедший год введены в коммерческую эксплуатацию три новых блока. Запущен первый коммерческий атомный объект теплоснабжения на АЭС «Хайян». Построен первый свинцово-­висмутовый реактор нулевой мощности «Циминсин‑3».

В Объединенных Арабских Эмиратах группа ВАО АЭС подтвердила, что первый энергоблок АЭС «Барака» готов к запуску. В Бангладеш рассматривается удвоение заказа на АЭС — до четырех блоков вместо двух. Узбекский президент Шавкат Мирзиев заявил, что АЭС в Узбекистане надо было строить еще 10−15 лет назад. Интересные события происходят в Южной Корее: власти этой страны считают, что в Корее ядерную энергетику надо закрывать, но при этом активно продвигают корейские атомные технологии на международном рынке. В Тайване новое правительство продолжает политику полного отказа от ядерной энергетики.

В Европе все неоднозначно. Если посмотреть на карту, заметны две любопытные тенденции. Во-первых, все страны, которые владели или владеют ядерным оружием, имеют и развитую ядерную энергетику. Под «тень атомной бомбы» попадают, например, Франция, Великобритания, а также Швеция, Швейцария и Германия: три последние страны в определенный момент истории всерьез задумывались о создании ядерного оружия и — в числе прочего для этой цели — начинали развивать ядерную энергетику. Во-вторых, еще одна «тень» — это, конечно, Советский Союз. Все страны, находившиеся под влиянием СССР, обзавелись ядерной энергетикой (хотя не всегда советского типа): это Чехия, Словакия, Венгрия, Румыния, Болгария, Словения, Финляндия, Польша. В Польше при СССР был построен исследовательский реактор, и сейчас там ведутся серьезные дискуссии о возобновлении строительства атомных станций.

Теперь подборка фактов о ядерной Европе. КИУМ двух АЭС в Бельгии в ушедшем году увеличился до 78% (по сравнению с 52% в 2018 году). Ожидается, что к 2021 году эта цифра составит 93%.

Премьер-­министр Чехии Андрей Бабиш заявил, что строительство нового блока АЭС «Дукованы» начнется в 2029 году. У Румынии конфликт с Китаем: власти заявили, что 3-й и 4-й блоки АЭС «Чернавода» будут строиться, но без участия CGN.

В Словении обсуждается возможность строительства второго блока АЭС «Кршко». Опросы в Нидерландах и Швеции показывают рост общественного одобрения инициатив, связанных с ядерной энергетикой.

Вместе с тем, запуск нового блока № 3 АЭС «Моховце» перенесен на 2020 год из-за усиливающегося давления со стороны Австрии.

Многие страны интересуются малыми реакторами. Консорциум по главе с Rolls-­Royce при поддержке правительства Великобритании собирается строить малые модульные реакторы (440 МВт) на «коричневых» площадках. Предполагается, что первый блок даст энергию в сеть в 2029 году. В Эстонии изучают возможность строительства АЭС малой мощности.
А что в России?
В 2019 году мы поставили очередной рекорд по выработке атомной энергии — 208,8 млрд кВт∙ч: произвели ее больше, чем в 2018 году, и по объемам приблизились к показателям СССР. Чемпионы по выработке — Ростовская, Калиниская и Балаковская АЭС.

Глава Росатома Алексей Лихачев считает одним из главных событий российской атомной энергетики прошлого года ввод в промышленную эксплуатацию 7-го блока Нововоронежской станции. Об этом он говорил в интервью телеканалу «Россия 24»: «Самый приятный факт — ввод в промышленную эксплуатацию 7-го блока Нововоронежской АЭС, это такая новая двублочка, 2400 мегаватт, поколение III+. Такого нет нигде в мире. (…) Кстати, продвинулись очень хорошо в прошлом году и по аналогичному блоку на Ленинградской станции. Он тоже 2400 мегаватт, поколение III+, но это немного другой проект по своей сути, в тех же технологиях, но с другими проектными решениями».

Отмечу, что в этом году Алексей Евгеньевич ни слова не сказал о быстрых реакторах — в отличие от предыдущих лет.

Впервые всерьез заговорили о строительстве жидкосолевого реактора. Место выбрано прекрасное — ГХК, тот самый подземный завод, построенный для того, чтобы производить ядерное оружие.

Также А. Лихачев отметил серьезное поступательное продвижение в сфере зарубежного строительства. Реализуются и наши европейские проекты: в Белоруссии, Венгрии, Финляндии — и азиатские: Индия, Бангладеш; продвигаются проекты в Узбекистане, Турции, Египте и других странах. Очень интересной станет АЭС «Сюдайпу» в Китае, где на одной площадке будут работать блоки российского и американского дизайна.

А. Лихачев назвал одним из главных результатов прошлого года запуск ПАТЭС. Он подчеркнул важность этого проекта для всемирного технологического ландшафта — заметьте, речь идет о значении ПАТЭС не для страны, а для глобальной ядерной энергетики.

Еще один важный факт, о котором говорил генеральный директор: 2019-й — год национального разворота в Арктике. Объем перевозок по Севморпути вырос за год в два раза. Это отрадные события.

Закончить я хочу рассуждениями о стратегии. В 2018 году вышла «Стратегия развития атомной энергетики России до 2050 года — и перспективы на период до 2100 года». Ключевым направлением эксперты признают переход к двухкомпонентной структуре на базе тепловых и быстрых реакторов с замыканием топливного цикла. Технологической основой такой системы называются действующие и создаваемые ВВЭР и промышленно освоенные быстрые реакторы.

Эта стратегия стала результатом мучительных усилий, компромиссом относительно базовых положений стратегии ядерного развития. И руководство Росатома неоднократно говорило, что высоко ценит достигнутый компромисс. Конечно, в «Стратегии» есть что улучшить. Но мне кажется, она демонстрирует главное: в России прекрасное ядерное сообщество, и работать в нем — одно ­удовольствие!
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #1–2_2020