KIND: планировать по-новому
В МИРЕ / #3_2020
Текст: Надежда КУДРИНА / Фото: Flickr.com/IAEA
Российская инициатива ИНПРО, основанная резолюцией Генеральной конференции МАГАТЭ в 2000 году и рассчитанная на выработку единых подходов в мире по атому, недавно опубликовала результаты трехлетнего проекта с участием экспертов из 16 стран, известного как «Ключевые индикаторы для инновационных ядерно-энергетических систем» (KIND). Итоги проекта KIND получили дальнейшее развитие в 14 тематических исследованиях в рамках новой инициативы «Сравнительная оценка вариантов ядерно-энергетических систем» (CENESO).
ИНПРО — 20 лет
Международный проект МАГАТЭ по инновационным ядерным реакторам и топливным циклам (ИНПРО) отмечает в этом году свою 20-ю годовщину. Этот проект поддерживает своих участников в их долгосрочном планировании и сотрудничестве в области инноваций в ядерных энергетических реакторах, топливных циклах и институциональных подходах. Все это делается для содействия устойчивому развитию ядерной энергетики. Сейчас в ИНПРО 42 участника: 41 государство — член МАГАТЭ и Европейская комиссия (ЕС). Несколько других стран участвуют в проекте на рабочем уровне и в качестве наблюдателей.
Проект KIND действовал с 2014 по 2017 год, включал пять национальных и два глобальных тематических исследования, призванных помочь странам рассмотреть состояние, перспективы, преимущества и риски развития инновационных ядерных технологий. Инструмент KIND-ET (KIND Evaluation Tool), разработанный для этих целей, основан на теории мультикритериальных атрибутов и реализован в шаблонах Excel. KIND-ET разрабатывался в рамках методологии ИНПРО для оценки устойчивости ядерно-энергетических систем в таких областях, как экономика, инфраструктура, управление отходами, безопасность.
«Поскольку страны обсуждают свои варианты разработки и внедрения будущих ядерно-энергетических систем, решение выбрать одно конкретное направление и пренебречь другими может стать очень сложным при условии множества факторов, которые нужно учесть, — говорит Галина Фесенко, инженер-атомщик МАГАТЭ, руководившая проектом KIND. — Используя упрощенный мультикритериальный анализ, которому способствует KIND-ET, страны могут сосредоточиться на конкретных областях, имеющих для них ключевое значение, и принимать наиболее обоснованные решения в области развития».
KIND-ET позволяет выбирать задачи высокого уровня, наиболее важные для принятия решений, и назначать для них ключевые показатели — например, уровень инвестиций или количество отходов. Затем KIND-ET определяет плюсы и минусы каждого сценария ядерной энергетической системы и ранжирует их.
Тематические исследования KIND включали Армению, Румынию и Таиланд, а также два — Россию. Такое страновое разнообразие продиктовано необходимостью продемонстрировать жизнеспособность подхода, реализуемого в проекте. Были выбраны три задачи высокого уровня (стоимость, производительность и соответствие требованиям), в которых оценивались экономические соображения, управление отходами и технологическая зрелость. В исследованиях сравнивались эволюционировавшие технологии с инновационными ядерно-энергетическими системами, а также различные сценарии их развертывания.
Рассмотрим для примера Румынию, которая эксплуатирует два тяжеловодных реактора под давлением (CANDU) на атомной электростанции в Чернаводе. В исследовании эти реакторы сравнивались с «эволюционной» атомной электростанцией с усовершенствованным реактором CANDU, а также с инновационной АЭС с быстрым реактором со свинцовым охлаждением. Ключевые показатели для каждой задачи высокого уровня: нормированная стоимость электроэнергии, функции пассивной безопасности и стоимость управления отработанным топливом — были проанализированы для всех трех вариантов, причем в каждом случае задачам присваивались различные веса: стоимость, показатели производительности и соответствие требованиям. Кроме того, принимались во внимание специфические для Румынии ключевые показатели: социально-экономическое и технологическое воздействие на национальном уровне.
«Инновационная технология быстрых реакторов со свинцовым охлаждением получила очень высокие баллы по показателям стоимости и производительности в части высокоуровневых задач, — говорит Кристина Алис Марджану, старший научный сотрудник Института ядерных исследований (RATEN ICN) Питешти, Румыния. — Это вдохновляет нас на дальнейшую разработку этой технологии».
Вторым в исследовании был реактор Армянской АЭС с водой под давлением мощностью 408 МВт. Он был подключен к энергосистеме в 1980 году, а его отключение намечено на 2026 год. Поэтому Армения — страна с населением около 3 млн человек — ищет долгосрочные варианты развития ядерной энергетики, которая в последнее десятилетие обеспечивает почти треть электроэнергии страны. В исследовании рассматривались сценарии будущей энергетики Армении с участием различных инновационных и существующих атомных электростанций, а также сценарий, в котором ядерная энергия использоваться не будет. Анализ ключевых показателей для реактора среднего размера мощностью около 600 МВт показал, что такие реакторы эффективнее по сравнению с альтернативными реакторами большой мощности и обеспечивают высокие показатели как по производительности, так и по затратам.
«Это исследование помогло нам проанализировать доступные варианты ядерной энергетики, выверить результаты долгосрочных планов расширения энергосистемы и поддержать разработку энергетической стратегии до 2040 года, которая будет принята в конце этого года, — комментирует Ваан Саргсян, директор по энергетической стратегии Армянского научно-исследовательского института энергетики. — Главный вывод исследования: Армении требуется как минимум электростанция среднего размера».
Участники проекта KIND подтвердили, что подход сравнительной оценки пригоден для широкого круга энергетических систем, включая неядерные. Они также убедились, что целесообразно сосредоточить внимание на трех задачах ключевого уровня, взвешивание переменных должно быть хорошо продумано и отражать национальные предпочтения в области развития ядерной энергетики, с учетом мнений специалистов.
Участники инициативы CENESO, которая будет действовать до конца 2020 года, расширяют подход KIND. Они изучают возможности использования KIND-ET для решения при разработке устойчивых ядерных энергетических систем таких практических вопросов, как долгосрочное финансирование или общественное признание. Они также стремятся поддержать подход KIND путем разработки руководства по исследованию влияния неопределенности на ранжирование результатов, полученных с помощью KIND-ET.
«Поскольку страны обсуждают свои варианты разработки и внедрения будущих ядерно-энергетических систем, решение выбрать одно конкретное направление и пренебречь другими может стать очень сложным при условии множества факторов, которые нужно учесть, — говорит Галина Фесенко, инженер-атомщик МАГАТЭ, руководившая проектом KIND. — Используя упрощенный мультикритериальный анализ, которому способствует KIND-ET, страны могут сосредоточиться на конкретных областях, имеющих для них ключевое значение, и принимать наиболее обоснованные решения в области развития».
KIND-ET позволяет выбирать задачи высокого уровня, наиболее важные для принятия решений, и назначать для них ключевые показатели — например, уровень инвестиций или количество отходов. Затем KIND-ET определяет плюсы и минусы каждого сценария ядерной энергетической системы и ранжирует их.
Тематические исследования KIND включали Армению, Румынию и Таиланд, а также два — Россию. Такое страновое разнообразие продиктовано необходимостью продемонстрировать жизнеспособность подхода, реализуемого в проекте. Были выбраны три задачи высокого уровня (стоимость, производительность и соответствие требованиям), в которых оценивались экономические соображения, управление отходами и технологическая зрелость. В исследованиях сравнивались эволюционировавшие технологии с инновационными ядерно-энергетическими системами, а также различные сценарии их развертывания.
Рассмотрим для примера Румынию, которая эксплуатирует два тяжеловодных реактора под давлением (CANDU) на атомной электростанции в Чернаводе. В исследовании эти реакторы сравнивались с «эволюционной» атомной электростанцией с усовершенствованным реактором CANDU, а также с инновационной АЭС с быстрым реактором со свинцовым охлаждением. Ключевые показатели для каждой задачи высокого уровня: нормированная стоимость электроэнергии, функции пассивной безопасности и стоимость управления отработанным топливом — были проанализированы для всех трех вариантов, причем в каждом случае задачам присваивались различные веса: стоимость, показатели производительности и соответствие требованиям. Кроме того, принимались во внимание специфические для Румынии ключевые показатели: социально-экономическое и технологическое воздействие на национальном уровне.
«Инновационная технология быстрых реакторов со свинцовым охлаждением получила очень высокие баллы по показателям стоимости и производительности в части высокоуровневых задач, — говорит Кристина Алис Марджану, старший научный сотрудник Института ядерных исследований (RATEN ICN) Питешти, Румыния. — Это вдохновляет нас на дальнейшую разработку этой технологии».
Вторым в исследовании был реактор Армянской АЭС с водой под давлением мощностью 408 МВт. Он был подключен к энергосистеме в 1980 году, а его отключение намечено на 2026 год. Поэтому Армения — страна с населением около 3 млн человек — ищет долгосрочные варианты развития ядерной энергетики, которая в последнее десятилетие обеспечивает почти треть электроэнергии страны. В исследовании рассматривались сценарии будущей энергетики Армении с участием различных инновационных и существующих атомных электростанций, а также сценарий, в котором ядерная энергия использоваться не будет. Анализ ключевых показателей для реактора среднего размера мощностью около 600 МВт показал, что такие реакторы эффективнее по сравнению с альтернативными реакторами большой мощности и обеспечивают высокие показатели как по производительности, так и по затратам.
«Это исследование помогло нам проанализировать доступные варианты ядерной энергетики, выверить результаты долгосрочных планов расширения энергосистемы и поддержать разработку энергетической стратегии до 2040 года, которая будет принята в конце этого года, — комментирует Ваан Саргсян, директор по энергетической стратегии Армянского научно-исследовательского института энергетики. — Главный вывод исследования: Армении требуется как минимум электростанция среднего размера».
Участники проекта KIND подтвердили, что подход сравнительной оценки пригоден для широкого круга энергетических систем, включая неядерные. Они также убедились, что целесообразно сосредоточить внимание на трех задачах ключевого уровня, взвешивание переменных должно быть хорошо продумано и отражать национальные предпочтения в области развития ядерной энергетики, с учетом мнений специалистов.
Участники инициативы CENESO, которая будет действовать до конца 2020 года, расширяют подход KIND. Они изучают возможности использования KIND-ET для решения при разработке устойчивых ядерных энергетических систем таких практических вопросов, как долгосрочное финансирование или общественное признание. Они также стремятся поддержать подход KIND путем разработки руководства по исследованию влияния неопределенности на ранжирование результатов, полученных с помощью KIND-ET.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #3_2020