ММР: гонка началась?
В МИРЕ / #9_2019
Текст: Татьяна ДАНИЛОВА / Иллюстрация: Влад СУРОВЕГИН
Аналитики атомной отрасли отмечают, что среди разработчиков малых модульных реакторов (ММР) идет настоящая гонка за деньгами инвесторов и возможной долей рынка. Это гонка со сложными и высокими барьерами. Одолеть барьеры можно, лишь ответив на вопросы, заданные в этой статье.
Мировая атомная энергетика переживает не лучшие времена. За исключением России и Китая, новые атомные стройки можно пересчитать по пальцам одной руки, и почти каждая страдает превышением смет и отставанием от графика строительства. Политики, пошедшие на поводу у «зеленых» и насаждаемой ими радиофобии, тоже внесли свой вклад в состояние отрасли.
Однако в последнее время аналитики указывают на позитивное развитие событий, а некоторые осторожно утверждают, что близок переломный момент, когда энергия атома займет достойное место в списке «зеленых» технологий. Ключ к такому развитию событий — малые модульные реакторы, интерес к которым внезапно взлетел до небес. К тому же, по данным МАГАТЭ, исследования и разработки ММР продвигаются с головокружительной скоростью.
К примеру, в мае 2019 года в Канаде прошел глобальный форум высокого уровня, пропагандирующий политику и программы продвижения технологий экологически чистой энергии (Десятый министерский комитет по чистой энергии, CEM10). Он прошел в тандеме с Международным форумом «Поколение IV» (GIF) — мероприятием, посвященным исследованию и разработке ядерно-энергетических систем следующего поколения — и стал стартовой площадкой инициативы по включению новейших ядерных реакторов и ММР в мейнстримные энергетические модели.
Однако в последнее время аналитики указывают на позитивное развитие событий, а некоторые осторожно утверждают, что близок переломный момент, когда энергия атома займет достойное место в списке «зеленых» технологий. Ключ к такому развитию событий — малые модульные реакторы, интерес к которым внезапно взлетел до небес. К тому же, по данным МАГАТЭ, исследования и разработки ММР продвигаются с головокружительной скоростью.
К примеру, в мае 2019 года в Канаде прошел глобальный форум высокого уровня, пропагандирующий политику и программы продвижения технологий экологически чистой энергии (Десятый министерский комитет по чистой энергии, CEM10). Он прошел в тандеме с Международным форумом «Поколение IV» (GIF) — мероприятием, посвященным исследованию и разработке ядерно-энергетических систем следующего поколения — и стал стартовой площадкой инициативы по включению новейших ядерных реакторов и ММР в мейнстримные энергетические модели.
ММР и МикроМР
Международное агентство по атомной энергии определяет малые реакторы как устройства мощностью 300 и менее МВт. Более высокое отношение площади поверхности такого реактора к его объему означает решение множества проблем безопасного отвода тепла, что повышает общую безопасность реакторной системы и тем самым снижает первоначальные затраты по сравнению с традиционными АЭС.
Микрореакторы — ядерные реакторы мощностью от 1 до 10 МВт — вызывают не меньший интерес, чем ММР. Такой реактор модульной конструкции на расплаве солей (40% KNO₃ + 60% NaNO₃) с использованием топлива TRISO разработала американская Ultra Safe Nuclear Corporation. Работы по созданию этого микрореактора ведутся в канадских Лабораториях Чок-Ривер.
Сегодня ММР и МикроМР — это по преимуществу водо-водяные реакторы. Но к 2030 году на рынке ожидается появление ММР другой технологии (Gen-IV). Некоторые из них лучше рассматривать как батареи. Они будут работать около 30 лет без перезарядки топлива.
Микрореакторы — ядерные реакторы мощностью от 1 до 10 МВт — вызывают не меньший интерес, чем ММР. Такой реактор модульной конструкции на расплаве солей (40% KNO₃ + 60% NaNO₃) с использованием топлива TRISO разработала американская Ultra Safe Nuclear Corporation. Работы по созданию этого микрореактора ведутся в канадских Лабораториях Чок-Ривер.
Сегодня ММР и МикроМР — это по преимуществу водо-водяные реакторы. Но к 2030 году на рынке ожидается появление ММР другой технологии (Gen-IV). Некоторые из них лучше рассматривать как батареи. Они будут работать около 30 лет без перезарядки топлива.
Интерес к ММР понятен: строительство и эксплуатация реакторов поколений III и III+ неподъемно дороги для стран с ВВП ниже $ 100 млрд. Традиционные реакторы к тому же требуют инфраструктуры, которая сможет интегрировать АЭС в свой состав, то есть способной работать с мощностями не менее 10 ГВт. Эти два ограничения ММР смогут преодолеть с успехом, а их невеликие размеры позволят разместить станцию как вблизи крупного города, так и в отдаленном районе без разветвленных электрических сетей.
Итак: компактность, доступность, быстрота строительства, отсутствие выбросов и, в некоторых случаях, возможность транспортировки. ММР обеспечивают гибкую интеграцию с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) и могут генерировать очень устойчивую мощность базовой нагрузки по, как ожидается, конкурентоспособным ценам. Модульная конструкция облегчает массовое производство и позволяет масштабировать устройства в зависимости от потребности.
Но где же сами ММР или хотя бы их стройки?
Итак: компактность, доступность, быстрота строительства, отсутствие выбросов и, в некоторых случаях, возможность транспортировки. ММР обеспечивают гибкую интеграцию с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) и могут генерировать очень устойчивую мощность базовой нагрузки по, как ожидается, конкурентоспособным ценам. Модульная конструкция облегчает массовое производство и позволяет масштабировать устройства в зависимости от потребности.
Но где же сами ММР или хотя бы их стройки?
Легководные реакторы — классика, которая всегда в моде
В принадлежащей МАГАТЭ базе данных ARIS числится пара десятков инициатив и попыток разработки коммерчески успешных ММР, но фактически построен лишь один — плавучий энергоблок с двумя водо-водяными реакторами КЛТ‑40С общей мощностью 70 МВт «Академик Ломоносов», уже стоящий в Певеке. Сейчас идет этап ввода ПАТЭС в эксплуатацию и ее подключения к энергосистеме Чукотки и к энергосетям Певека.
Еще один ММР строится в китайском Чанцзяне, в провинции Хайнань — легководный реактор ACP100, или Linglong One («Ловкий дракон»). Этот «дракон» предназначен для производства электроэнергии, пара, а также отопления и опреснения морской воды. На основе этого же проекта корпорация CNNC планировала построить плавучую атомную электростанцию у побережья восточной провинции Шаньдун.
Эти два примера подтверждают мнение, сложившееся в мировой атомной индустрии: легководные реакторы — кратчайший путь к коммерческому успеху. К зрелой, хорошо отработанной технологии регуляторы благосклоннее, а поставщикам компонентов не потребуется дорогостоящая переналадка производства, и, стало быть, они запросят разумные цены. Тому пример — компания NuScale (США).
NuScale начиналась в 2000 году как исследование Университета штата Орегон, Национальной лаборатории Айдахо и еще нескольких учреждений. Сегодня NuScale — получатель гранта министерства энергетики США в размере $ 226 млн для технической поддержки лицензирования проекта ММР и пятилетнего софинансирования в пределах $ 217 млн. Основной инвестор NuScale — крупнейшая инженерно-строительная корпорация Fluor с оборотами в десятки миллиардов долларов. Проект 60-мегаваттного малого реактора уже прошел сертификацию регуляторов США. Более того: у NuScale уже есть первый покупатель легководного ММР в лице Объединенной муниципальной энергосистемы штата Юта (UAMPS). Этот покупатель настроен решительно и намерен уже в 2023 году начать строительство, а в 2026 году запустить установку из 12 60-мегаваттных ММР на площадке Национальной лаборатории штата Айдахо.
Уже в июле 2019 года у NuScale имелось достаточно контрактов, чтобы начать дорогостоящий процесс подачи заявки в Комиссию по атомному регулированию на комбинированную лицензию своего проекта. В том же июле NuScale заблаговременно подписала соглашение на поставку ключевых компонентов с южнокорейской Doosan Heavy Industries and Construction. Топливо разрабатывает (и уже продемонстрировала) компания Enfission — совместное предприятие американской Lightbridge и французской Framatome.
В сейфах NuScale также имеются соглашения об изучении возможности внедрения технологии ММР в Канаде, Иордании и Южной Корее.
NuScale пытается «застолбить участок» и в Европе, для чего в сентябре был подписан меморандум о взаимопонимании с чешской компанией ČEZ для оценки потенциала развертывания в Чехии проекта ММР NuScale. Такой же меморандум подписан с Румынией. Лоббирование и маркетинговые усилия NuScale добрались даже до Австралии, чей отказ от атомной энергетики зафиксирован в конституции. Сейчас лоббисты NuScale развернули в австралийских СМИ и университетах настоящий крестовый поход за ММР.
Если в мире существует тотализатор, где ставят на скорость развертывания проектов ММР и их число, то NuScale, несомненно, его фаворит. По крайней мере, шансы на выигрыш достаточно велики: всего в проект ММР компания вложила более $ 850 млн и получила на эту технологию 485 патентов в 20 странах.
Однако игрок (а также инвестор) должен учитывать, что сегодня за неимением клиентов и денег из гонки выбыл такой мощный разработчик легководных ММР, как Babcock & Wilcox со своим легководным mPower (125−180 МВт).
В принадлежащей МАГАТЭ базе данных ARIS числится пара десятков инициатив и попыток разработки коммерчески успешных ММР, но фактически построен лишь один — плавучий энергоблок с двумя водо-водяными реакторами КЛТ‑40С общей мощностью 70 МВт «Академик Ломоносов», уже стоящий в Певеке. Сейчас идет этап ввода ПАТЭС в эксплуатацию и ее подключения к энергосистеме Чукотки и к энергосетям Певека.
Еще один ММР строится в китайском Чанцзяне, в провинции Хайнань — легководный реактор ACP100, или Linglong One («Ловкий дракон»). Этот «дракон» предназначен для производства электроэнергии, пара, а также отопления и опреснения морской воды. На основе этого же проекта корпорация CNNC планировала построить плавучую атомную электростанцию у побережья восточной провинции Шаньдун.
Эти два примера подтверждают мнение, сложившееся в мировой атомной индустрии: легководные реакторы — кратчайший путь к коммерческому успеху. К зрелой, хорошо отработанной технологии регуляторы благосклоннее, а поставщикам компонентов не потребуется дорогостоящая переналадка производства, и, стало быть, они запросят разумные цены. Тому пример — компания NuScale (США).
NuScale начиналась в 2000 году как исследование Университета штата Орегон, Национальной лаборатории Айдахо и еще нескольких учреждений. Сегодня NuScale — получатель гранта министерства энергетики США в размере $ 226 млн для технической поддержки лицензирования проекта ММР и пятилетнего софинансирования в пределах $ 217 млн. Основной инвестор NuScale — крупнейшая инженерно-строительная корпорация Fluor с оборотами в десятки миллиардов долларов. Проект 60-мегаваттного малого реактора уже прошел сертификацию регуляторов США. Более того: у NuScale уже есть первый покупатель легководного ММР в лице Объединенной муниципальной энергосистемы штата Юта (UAMPS). Этот покупатель настроен решительно и намерен уже в 2023 году начать строительство, а в 2026 году запустить установку из 12 60-мегаваттных ММР на площадке Национальной лаборатории штата Айдахо.
Уже в июле 2019 года у NuScale имелось достаточно контрактов, чтобы начать дорогостоящий процесс подачи заявки в Комиссию по атомному регулированию на комбинированную лицензию своего проекта. В том же июле NuScale заблаговременно подписала соглашение на поставку ключевых компонентов с южнокорейской Doosan Heavy Industries and Construction. Топливо разрабатывает (и уже продемонстрировала) компания Enfission — совместное предприятие американской Lightbridge и французской Framatome.
В сейфах NuScale также имеются соглашения об изучении возможности внедрения технологии ММР в Канаде, Иордании и Южной Корее.
NuScale пытается «застолбить участок» и в Европе, для чего в сентябре был подписан меморандум о взаимопонимании с чешской компанией ČEZ для оценки потенциала развертывания в Чехии проекта ММР NuScale. Такой же меморандум подписан с Румынией. Лоббирование и маркетинговые усилия NuScale добрались даже до Австралии, чей отказ от атомной энергетики зафиксирован в конституции. Сейчас лоббисты NuScale развернули в австралийских СМИ и университетах настоящий крестовый поход за ММР.
Если в мире существует тотализатор, где ставят на скорость развертывания проектов ММР и их число, то NuScale, несомненно, его фаворит. По крайней мере, шансы на выигрыш достаточно велики: всего в проект ММР компания вложила более $ 850 млн и получила на эту технологию 485 патентов в 20 странах.
Однако игрок (а также инвестор) должен учитывать, что сегодня за неимением клиентов и денег из гонки выбыл такой мощный разработчик легководных ММР, как Babcock & Wilcox со своим легководным mPower (125−180 МВт).
Справка
Компания Babcock & Wilcox Enterprises Inc. (США) работает в области передовых энергетических и экологических технологий и услуг для атомной и возобновляемой энернетики, а также энергетики на ископаемом топливе. Компания обеспечивает проектирование, разработку, производство, строительство и услуги по управлению оборудованием энергетического, возобновляемого и промышленного рынков по всему миру.
Ортодоксы и еретики
Тем не менее несколько крупных ядерных компаний не стали следовать классическим легководным решениям и вложились в партнерства с разработчиками инновационных реакторов. В США Southern Nuclear работает с TerraPower над проектом реактора на расплаве солей (хлоридов), а с X-Energy — по разработкам топлива TRISO. В Канаде New Brunswick Power подписала соглашения о разработке с двумя поставщиками реакторов совершенно разных типов.
Первый проект — ARC100, в основе которого охлаждаемый натрием интегральный реактор на быстрых нейтронах (IFR): его разработала Аргоннская Национальная лаборатория, а точнее — ее площадка в Айдахо, Argonne West. Второй проект — стабильный солевой реактор Stable Salt Reactor-Wasteburner — SSR-W — на топливе (оно же теплоноситель) из расплава фторидов или хлоридов, способный пережигать ядерные отходы. Компания Moltex Energy USA, которой принадлежит разработка, уверена, что генерация на такой установке будет гармонично сочетаться с энергией, вырабатываемой ветроэнергетическими фермами.
В начале декабря пришла новость: канадская Комиссия по атомному регулированию сделала выбор в пользу совместной с Комиссией США по атомному регулированию (NRC) технической экспертизы инновационных нелегководных реакторов. Это проект интегрального реактора на расплаве солей (IMSR) компании Terrestrial Energy. Компания предлагает построить реактор мощностью 195 МВт на площадке Чок-Ривер и ввести в эксплуатацию первые IMSR в конце 2020-х годов. IMSR — единственный усовершенствованный реактор, проходящий в Канаде вторую фазу процесса рассмотрения проекта поставщиков; с февраля он стал предметом предлицензионной работы NRC, поддерживаемой грантовым финансированием Министерства энергетики США. Реактор работает при температурах 600 °C и считается на 50% эффективнее традиционных. В нем используются графитовый замедлитель и топливо с тем же уровнем обогащения (менее 5% по 235U), что и на обычных атомных станциях.
Однако почти все 20 проектов из списка МАГАТЭ находятся на ранних стадиях разработки. Трудно сказать, какие из них выдержат гонку, а какие сойдут с дистанции, подобно проекту реактора-сжигателя на расплаве солей компании Transatomic, признавшейся в неспособности создать конкурентоспособную разработку, которую принял бы рынок.
В любом случае разнообразие предложенных и реализуемых технологий ММР затрудняет демонстрацию одной из главных выгод таких реакторов — массовое заводское производство их компонентов в транснациональном масштабе.
Тем не менее несколько крупных ядерных компаний не стали следовать классическим легководным решениям и вложились в партнерства с разработчиками инновационных реакторов. В США Southern Nuclear работает с TerraPower над проектом реактора на расплаве солей (хлоридов), а с X-Energy — по разработкам топлива TRISO. В Канаде New Brunswick Power подписала соглашения о разработке с двумя поставщиками реакторов совершенно разных типов.
Первый проект — ARC100, в основе которого охлаждаемый натрием интегральный реактор на быстрых нейтронах (IFR): его разработала Аргоннская Национальная лаборатория, а точнее — ее площадка в Айдахо, Argonne West. Второй проект — стабильный солевой реактор Stable Salt Reactor-Wasteburner — SSR-W — на топливе (оно же теплоноситель) из расплава фторидов или хлоридов, способный пережигать ядерные отходы. Компания Moltex Energy USA, которой принадлежит разработка, уверена, что генерация на такой установке будет гармонично сочетаться с энергией, вырабатываемой ветроэнергетическими фермами.
В начале декабря пришла новость: канадская Комиссия по атомному регулированию сделала выбор в пользу совместной с Комиссией США по атомному регулированию (NRC) технической экспертизы инновационных нелегководных реакторов. Это проект интегрального реактора на расплаве солей (IMSR) компании Terrestrial Energy. Компания предлагает построить реактор мощностью 195 МВт на площадке Чок-Ривер и ввести в эксплуатацию первые IMSR в конце 2020-х годов. IMSR — единственный усовершенствованный реактор, проходящий в Канаде вторую фазу процесса рассмотрения проекта поставщиков; с февраля он стал предметом предлицензионной работы NRC, поддерживаемой грантовым финансированием Министерства энергетики США. Реактор работает при температурах 600 °C и считается на 50% эффективнее традиционных. В нем используются графитовый замедлитель и топливо с тем же уровнем обогащения (менее 5% по 235U), что и на обычных атомных станциях.
Однако почти все 20 проектов из списка МАГАТЭ находятся на ранних стадиях разработки. Трудно сказать, какие из них выдержат гонку, а какие сойдут с дистанции, подобно проекту реактора-сжигателя на расплаве солей компании Transatomic, признавшейся в неспособности создать конкурентоспособную разработку, которую принял бы рынок.
В любом случае разнообразие предложенных и реализуемых технологий ММР затрудняет демонстрацию одной из главных выгод таких реакторов — массовое заводское производство их компонентов в транснациональном масштабе.
Краткий курс экономики ММР
Выгоды ММР понятны. А теперь давайте считать деньги.
Согласно исследованию 2010 года (David Solan, Geoffrey Black, Michael Louis, Stephen Peterson & others. Economic and Employment Impacts of Small Modular Nuclear Reactors // The Energy Policy Institute Center for Advanced Nuclear Studies. June 2010. — Прим. ред.), типичный SMR мощностью 100 МВт может обеспечить достаточное количество энергии для 75 тыс. домов, но его строительство, установка и ввод в эксплуатацию обойдутся в $ 500 млн. По сравнению с традиционным реактором, который сегодня обходится минимум в $ 10 млрд, это немного. Можно сказать, дешево.
Эти расчеты делались для развитых стран. Однако в развивающихся странах выгоды окажутся куда заметнее, особенно если контракт на строительство будет заключен по модели BOOT (build-own-operate-transfer), то есть «строй-владей-эксплуатируй-передавай»). Заключившие контракты ВООТ частные компании полностью контролируют объект, вкладывают деньги в экономику принимающей страны, а также обеспечивают занятость и экспертные знания для гарантии своевременного завершения проекта. Такой контракт обеспечивает надлежащий контроль над требованиями в области нераспространения. В свою очередь, принимающая страна может извлечь выгоду из ядерной энергетики без необходимости инвестировать свои скудные ресурсы или ждать приобретения научных и технических навыков, необходимых для этой высокоразвитой технологии.
Естественно, этот краткий экономический анализ все еще является теоретическим. Практически экономику ММР можно будет оценить, когда найдется достаточно клиентов, которые принесут вожделенную экономию за счет масштаба внедрения технологии, а также инвесторов или правительств с полумиллиардом долларов, необходимым для постройки ММР.
Многие компании — разработчики ММР подписали меморандумы о взаимопонимании по инновационным легководным реакторам со множеством стран. Но каким образом эти компании собираются представить данные об экономических показателях своих устройств, то есть об их конкурентоспособности, вероятным покупателям, которые едва ли готовы рисковать и заведомо предпочтут проверенные реакторные технологии? И как убедить покупателя, что строительство и энергия десяти 100-мегаваттных ММР со всей инфраструктурой обойдутся дешевле строительства и энергии одного классического тысячемегаваттного реактора?
Каким образом собрать $ 500 млн (или больше), чтобы провести проект ММР по пути от чертежей до производства энергии, и в какой стране лучше всего их собирать? Какие инвесторы наберутся терпения и будут 10 лет ждать возврата своего капитала?
Наконец, сколько заказов на ММР потребуется для существенного развития цепочки поставок и производственных возможностей? Без достаточного числа заказов невозможен запуск нового производственного процесса и невозможны оптовые скидки покупателям компонентов. Как и где появится цепочка поставок, и откуда возьмется экономия на масштабе производства?
Выгоды ММР понятны. А теперь давайте считать деньги.
Согласно исследованию 2010 года (David Solan, Geoffrey Black, Michael Louis, Stephen Peterson & others. Economic and Employment Impacts of Small Modular Nuclear Reactors // The Energy Policy Institute Center for Advanced Nuclear Studies. June 2010. — Прим. ред.), типичный SMR мощностью 100 МВт может обеспечить достаточное количество энергии для 75 тыс. домов, но его строительство, установка и ввод в эксплуатацию обойдутся в $ 500 млн. По сравнению с традиционным реактором, который сегодня обходится минимум в $ 10 млрд, это немного. Можно сказать, дешево.
Эти расчеты делались для развитых стран. Однако в развивающихся странах выгоды окажутся куда заметнее, особенно если контракт на строительство будет заключен по модели BOOT (build-own-operate-transfer), то есть «строй-владей-эксплуатируй-передавай»). Заключившие контракты ВООТ частные компании полностью контролируют объект, вкладывают деньги в экономику принимающей страны, а также обеспечивают занятость и экспертные знания для гарантии своевременного завершения проекта. Такой контракт обеспечивает надлежащий контроль над требованиями в области нераспространения. В свою очередь, принимающая страна может извлечь выгоду из ядерной энергетики без необходимости инвестировать свои скудные ресурсы или ждать приобретения научных и технических навыков, необходимых для этой высокоразвитой технологии.
Естественно, этот краткий экономический анализ все еще является теоретическим. Практически экономику ММР можно будет оценить, когда найдется достаточно клиентов, которые принесут вожделенную экономию за счет масштаба внедрения технологии, а также инвесторов или правительств с полумиллиардом долларов, необходимым для постройки ММР.
Многие компании — разработчики ММР подписали меморандумы о взаимопонимании по инновационным легководным реакторам со множеством стран. Но каким образом эти компании собираются представить данные об экономических показателях своих устройств, то есть об их конкурентоспособности, вероятным покупателям, которые едва ли готовы рисковать и заведомо предпочтут проверенные реакторные технологии? И как убедить покупателя, что строительство и энергия десяти 100-мегаваттных ММР со всей инфраструктурой обойдутся дешевле строительства и энергии одного классического тысячемегаваттного реактора?
Каким образом собрать $ 500 млн (или больше), чтобы провести проект ММР по пути от чертежей до производства энергии, и в какой стране лучше всего их собирать? Какие инвесторы наберутся терпения и будут 10 лет ждать возврата своего капитала?
Наконец, сколько заказов на ММР потребуется для существенного развития цепочки поставок и производственных возможностей? Без достаточного числа заказов невозможен запуск нового производственного процесса и невозможны оптовые скидки покупателям компонентов. Как и где появится цепочка поставок, и откуда возьмется экономия на масштабе производства?
Государство и деньги
Есть и еще один важный вопрос: каковы перспективы глобальных продаж ММР, с учетом того, что в них видят сравнительно недорогой способ декарбонизации производства электроэнергии, непрерывного и диспетчеризуемого? Для ответа на этот вопрос посмотрим, как относятся к малым реакторам страны, обладающие атомной энергетикой.
От политиков высокого ранга, в том числе в США и Великобритании, раздавалось немало заявлений о заинтересованности в ММР. Казалось бы, эти щедрые обещания должны воплотиться в финансирование программ исследований, разработок и строительства малых реакторов. Однако обе страны вкладывают в малые реакторы сущую мелочь.
Выше было сказано, что правительство США заключило с NuScale крупное соглашение о распределении расходов по проектированию и лицензированию. В сумме эта компания получила чуть менее полумиллиарда долларов. Министерство энергетики США также распределило среди исследователей и разработчиков множество наград и грантов, но эти суммы совсем невелики. Так, в 2018 году 13 проектов получили $ 60 млн на расходы по разработке, еще 11 проектов — "целых" $ 18 млн… Этого хватит лишь для поддержания «на плаву» команд разработчиков. Но обязательств по созданию отрасли — на что уйдут не миллионы, а миллиарды — правительство США на себя не берет.
Аналогично обстоят дела в Великобритании. Несколько лет назад британское правительство зашло так далеко, что объявило конкурс проектов ММР. Больше о нем никто не слышал.
Для разработки и производства британского ММР создан консорциум из Rolls-Royce, Assystem, SNC Lavalin / Atkins, Wood, Arup, Laing O’Rourke, BAM Nuttall, Siemens, Национальной ядерной лаборатории (NNL) и Nuclear AMRC. Этот консорциум недвусмысленно объявил, что ожидает государственного финансирования стратегического проекта национальной значимости. И правительство откликнулось: в 2019 году на разработку ММР оно выделило £18 млн, при том что специалисты оценили создание отрасли в £250 млрд! Но пока премьер-министр и парламент обсуждают Brexit, и уже никто не помнит о том, что к 2030 году из 15 коммерческих ядерных реакторов страны 14 планируется вывести из эксплуатации.
Еще один вопрос: даже если разница в цене классических и малых реакторов окажется убедительной, как сдвинуть камень преткновения — нежелание правительств связываться с регулируемыми структурами тарифов, а также с установлением минимальных уровней доходности, без чего не получится привлечь инвесторов?
Есть и еще один важный вопрос: каковы перспективы глобальных продаж ММР, с учетом того, что в них видят сравнительно недорогой способ декарбонизации производства электроэнергии, непрерывного и диспетчеризуемого? Для ответа на этот вопрос посмотрим, как относятся к малым реакторам страны, обладающие атомной энергетикой.
От политиков высокого ранга, в том числе в США и Великобритании, раздавалось немало заявлений о заинтересованности в ММР. Казалось бы, эти щедрые обещания должны воплотиться в финансирование программ исследований, разработок и строительства малых реакторов. Однако обе страны вкладывают в малые реакторы сущую мелочь.
Выше было сказано, что правительство США заключило с NuScale крупное соглашение о распределении расходов по проектированию и лицензированию. В сумме эта компания получила чуть менее полумиллиарда долларов. Министерство энергетики США также распределило среди исследователей и разработчиков множество наград и грантов, но эти суммы совсем невелики. Так, в 2018 году 13 проектов получили $ 60 млн на расходы по разработке, еще 11 проектов — "целых" $ 18 млн… Этого хватит лишь для поддержания «на плаву» команд разработчиков. Но обязательств по созданию отрасли — на что уйдут не миллионы, а миллиарды — правительство США на себя не берет.
Аналогично обстоят дела в Великобритании. Несколько лет назад британское правительство зашло так далеко, что объявило конкурс проектов ММР. Больше о нем никто не слышал.
Для разработки и производства британского ММР создан консорциум из Rolls-Royce, Assystem, SNC Lavalin / Atkins, Wood, Arup, Laing O’Rourke, BAM Nuttall, Siemens, Национальной ядерной лаборатории (NNL) и Nuclear AMRC. Этот консорциум недвусмысленно объявил, что ожидает государственного финансирования стратегического проекта национальной значимости. И правительство откликнулось: в 2019 году на разработку ММР оно выделило £18 млн, при том что специалисты оценили создание отрасли в £250 млрд! Но пока премьер-министр и парламент обсуждают Brexit, и уже никто не помнит о том, что к 2030 году из 15 коммерческих ядерных реакторов страны 14 планируется вывести из эксплуатации.
Еще один вопрос: даже если разница в цене классических и малых реакторов окажется убедительной, как сдвинуть камень преткновения — нежелание правительств связываться с регулируемыми структурами тарифов, а также с установлением минимальных уровней доходности, без чего не получится привлечь инвесторов?
Страны, малые реакторы и надежды
Идеологи и разработчики малых реакторов надеются на интерес к их продукту небольших и / или малонаселенных стран. Хороший пример — Канада, где проживает десятая часть населения США, население лояльно относится к атомной энергетике, а научно-исследовательские структуры находятся среди мировых лидеров в исследованиях и разработках ММР. А кто еще заявлял об интересе к ММР?
Болгария. Но разработчикам там не предлагают практически ничего, кроме отвечающей установленным требованиям площадки да кое-какого оборудования, оставшегося от прошлого неудачного проекта — исключительно в качестве стимула, да еще и с долгим сроком поставки.
Иордания. Королевство приняло предложения трех или четырех разработчиков ММР. К примеру, Иордания и американская частная компания X-Energy подписали документ о намерениях построить четыре высокотемпературных газоохлаждаемых реактора (ВТГР) Xe‑100 мощностью 75 МВт каждый на топливе TRISO. Эти четыре малых реактора должны частично скомпенсировать отказ от строительства двух тысячемегаваттных ВВЭР, которые оказались стране не по карману. Решения о выборе конкретного поставщика еще нет, переговоры продолжаются, и в них участвуют, помимо X-Energy, британская Rolls-Royce, китайская CNNC, американская NuScale, южнокорейская KAERI и Росатом. Однако королевство столкнулось с вечными вопросами: как собрать необходимые средства и получить одобрение общества на строительство?
Польша. Эта страна не раз переносила дату начала нового атомного энергетического проекта в связи с неспособностью нести обязательства по финансовому пакету для его оплаты. К тому же Польша — страна энергопрофицитная: производство электроэнергии в ней составляет 156 млрд кВт∙ч в год, потребление — 149 кВт∙ч в год.
Эта странная ситуация объясняется массированными закупками энергии у Германии по нулевой или отрицательной цене, так как в некоторые периоды немцам приходится уравновешивать избыточную генерацию на севере страны, бесплатно «сливая» энергию соседям: регулирование нагрузки своей системы обошлось бы немецкой энергетике гораздо дороже. Зачем же Польше тратиться, если можно взять энергию бесплатно?
Румыния. Здесь хотят строить два «полноценных» реакторных блока типа CANDU мощностью 700 МВт. Тем не менее ведутся переговоры с NuScale.
Украина. В рамках соглашения страны с Holtec International для внедрения на Украине технологии ММР и проекта SMR‑160 создан международный консорциум. По словам главы Энергоатома Юрия Недашковского, «цель создания этого консорциума — изучение возможности лицензирования данной технологии в Украине, а также подготовка пакета исходных данных для разработки технико-экономического обоснования по этому проекту, чтобы в дальнейшем правительство и парламент могли подготовить и принять соответствующий закон о размещении и строительстве реакторов типа SMR‑160 в Украине».
То есть дело не продвинулось дальше начальной стадии подготовки документов, которые всегда можно положить под сукно.
Франция. Здесь, по-видимому, решили не изобретать велосипед и подойти к созданию ММР военно-морским способом, используя наработки в области корабельных реакторов. Официально же французская Комиссия по атомной и альтернативной энергии (CEA) объявила о проекте разработки малого модульного реактора, который может появиться на рынке к концу следующего десятилетия. Проект ММР называется Nuward.
Это будет легководный реактор мощностью 300−400 МВт. Проект реализует совместное предприятие государственного энергоконцерна EDF, парижской компании Naval Group и компании по проектированию и обслуживанию реакторов TechnicAtome, которая расположилась на ядерной площадке CEA в Кадараше, на юге страны. Партнеры объявили, что они открыты для международного сотрудничества, особенно в том, что касается гармонизации регулирования, стандартизации и оптимизации дизайна. CEA и EDF уже начали переговоры с Westinghouse Electric для изучения потенциала сотрудничества.
Nuward, объявила СЕА, представит «значительные инновации», которые обеспечат операторам «значительные преимущества». Чтобы понять эти расплывчатые слова, следует знать, что Naval Group занимается строительством атомных подводных лодок и авианосцев, чьи силовые установки — корабельные реакторы небольшой мощности. (Одновременно СЕА сообщила об отказе от дальнейшей разработки реактора на быстрых нейтронах поколения IV с натриевым охлаждением, известного как Astrid.)
Чехия. Чтобы начать новый атомный проект, госкомпании ČEZ придется выкупить доли у своих миноритариев. Последние пригрозили правительству судом, считая рискованными планы строительства двух «полноразмерных» реакторов на двух атомных станциях страны. И нет гарантии, что инвесторы не выдвинут те же возражения против малого реактора. Однако ČEZ смотрит в будущее с оптимизмом: у госкомпании уже имеется небольшая инженерно-техническая компания UJV Rez, исследующая малые модульные реакторы.
Идеологи и разработчики малых реакторов надеются на интерес к их продукту небольших и / или малонаселенных стран. Хороший пример — Канада, где проживает десятая часть населения США, население лояльно относится к атомной энергетике, а научно-исследовательские структуры находятся среди мировых лидеров в исследованиях и разработках ММР. А кто еще заявлял об интересе к ММР?
Болгария. Но разработчикам там не предлагают практически ничего, кроме отвечающей установленным требованиям площадки да кое-какого оборудования, оставшегося от прошлого неудачного проекта — исключительно в качестве стимула, да еще и с долгим сроком поставки.
Иордания. Королевство приняло предложения трех или четырех разработчиков ММР. К примеру, Иордания и американская частная компания X-Energy подписали документ о намерениях построить четыре высокотемпературных газоохлаждаемых реактора (ВТГР) Xe‑100 мощностью 75 МВт каждый на топливе TRISO. Эти четыре малых реактора должны частично скомпенсировать отказ от строительства двух тысячемегаваттных ВВЭР, которые оказались стране не по карману. Решения о выборе конкретного поставщика еще нет, переговоры продолжаются, и в них участвуют, помимо X-Energy, британская Rolls-Royce, китайская CNNC, американская NuScale, южнокорейская KAERI и Росатом. Однако королевство столкнулось с вечными вопросами: как собрать необходимые средства и получить одобрение общества на строительство?
Польша. Эта страна не раз переносила дату начала нового атомного энергетического проекта в связи с неспособностью нести обязательства по финансовому пакету для его оплаты. К тому же Польша — страна энергопрофицитная: производство электроэнергии в ней составляет 156 млрд кВт∙ч в год, потребление — 149 кВт∙ч в год.
Эта странная ситуация объясняется массированными закупками энергии у Германии по нулевой или отрицательной цене, так как в некоторые периоды немцам приходится уравновешивать избыточную генерацию на севере страны, бесплатно «сливая» энергию соседям: регулирование нагрузки своей системы обошлось бы немецкой энергетике гораздо дороже. Зачем же Польше тратиться, если можно взять энергию бесплатно?
Румыния. Здесь хотят строить два «полноценных» реакторных блока типа CANDU мощностью 700 МВт. Тем не менее ведутся переговоры с NuScale.
Украина. В рамках соглашения страны с Holtec International для внедрения на Украине технологии ММР и проекта SMR‑160 создан международный консорциум. По словам главы Энергоатома Юрия Недашковского, «цель создания этого консорциума — изучение возможности лицензирования данной технологии в Украине, а также подготовка пакета исходных данных для разработки технико-экономического обоснования по этому проекту, чтобы в дальнейшем правительство и парламент могли подготовить и принять соответствующий закон о размещении и строительстве реакторов типа SMR‑160 в Украине».
То есть дело не продвинулось дальше начальной стадии подготовки документов, которые всегда можно положить под сукно.
Франция. Здесь, по-видимому, решили не изобретать велосипед и подойти к созданию ММР военно-морским способом, используя наработки в области корабельных реакторов. Официально же французская Комиссия по атомной и альтернативной энергии (CEA) объявила о проекте разработки малого модульного реактора, который может появиться на рынке к концу следующего десятилетия. Проект ММР называется Nuward.
Это будет легководный реактор мощностью 300−400 МВт. Проект реализует совместное предприятие государственного энергоконцерна EDF, парижской компании Naval Group и компании по проектированию и обслуживанию реакторов TechnicAtome, которая расположилась на ядерной площадке CEA в Кадараше, на юге страны. Партнеры объявили, что они открыты для международного сотрудничества, особенно в том, что касается гармонизации регулирования, стандартизации и оптимизации дизайна. CEA и EDF уже начали переговоры с Westinghouse Electric для изучения потенциала сотрудничества.
Nuward, объявила СЕА, представит «значительные инновации», которые обеспечат операторам «значительные преимущества». Чтобы понять эти расплывчатые слова, следует знать, что Naval Group занимается строительством атомных подводных лодок и авианосцев, чьи силовые установки — корабельные реакторы небольшой мощности. (Одновременно СЕА сообщила об отказе от дальнейшей разработки реактора на быстрых нейтронах поколения IV с натриевым охлаждением, известного как Astrid.)
Чехия. Чтобы начать новый атомный проект, госкомпании ČEZ придется выкупить доли у своих миноритариев. Последние пригрозили правительству судом, считая рискованными планы строительства двух «полноразмерных» реакторов на двух атомных станциях страны. И нет гарантии, что инвесторы не выдвинут те же возражения против малого реактора. Однако ČEZ смотрит в будущее с оптимизмом: у госкомпании уже имеется небольшая инженерно-техническая компания UJV Rez, исследующая малые модульные реакторы.
Еще несколько важных вопросов
Как регулирующие органы отнесутся к ММР? Стоит ли ждать такого же отношения к ММР, как и к традиционным реакторам? Регуляторы обладают огромными знаниями и опытом касательно легководных реакторов, но как они будут формулировать требования безопасности к реакторам на расплавах солей, к ВТГР и другим новаторским решениям? Регуляторы США, Канады, России и Франции движутся вперед, чтобы адаптироваться к новой эпохе, но прочим странам, скорее всего, придется полагаться на чужой опыт.
К тому же некоторые страны могут решить, что стоимость сертификации ММР, особенно новаторских проектов, слишком высока и что эта овчинка не стоит выделки. Станет ли такое восприятие барьером для выхода на рынки, рассматривающие низкую стоимость ММР как один из плюсов?
Почти каждый разработчик SMR, как LWR, так и продвинутых типов, рекламирует альтернативное использование мощности реактора для таких областей, как производство водорода, опреснение воды, технологическое тепло и т. д. Было бы интересно узнать, как разработчики количественно оценивают эти рыночные возможности по сравнению с потребностями своих клиентов в электроэнергии. Каково наилучшее сочетание предложений по выработке электроэнергии и использованию малых реакторов для других целей?
И наконец, вопросы топлива. Поставщики топлива для легководных реакторов смогут адаптировать свои разработки для ММР. Но реакторы других типов могут потребовать топлива более высокого обогащения (более 5%, но менее 20% по ²³⁵U), на наладку производства которого даже с государственными субсидиями уйдет три-пять лет. То же самое можно сказать и о топливе TRISO. Будет ли в наличии топливо для проектов ММР, готовых выйти на рынок?
Управление отработавшим топливом легководных реакторов столкнется с теми же проблемами, что и существующие атомные станции. Отсутствие глубоких геологических хранилищ означает, что отработавшее топливо будет храниться на пристанционных площадках. Но как утилизировать топливо реакторов на расплавах солей и ВТГР? Утилизировать модуль целиком? Но где и каким образом?
В области ММР вопросов пока больше, чем ответов. Но не будем забывать, что в гонке за перспективным рынком зачастую выгоднее скрыть уже найденные ответы, как не раз бывало в истории. На исследования по технологиям ММР брошены впечатляющие силы компаний, научных учреждений и государств, так что ответы найдутся, рано или поздно.
Как регулирующие органы отнесутся к ММР? Стоит ли ждать такого же отношения к ММР, как и к традиционным реакторам? Регуляторы обладают огромными знаниями и опытом касательно легководных реакторов, но как они будут формулировать требования безопасности к реакторам на расплавах солей, к ВТГР и другим новаторским решениям? Регуляторы США, Канады, России и Франции движутся вперед, чтобы адаптироваться к новой эпохе, но прочим странам, скорее всего, придется полагаться на чужой опыт.
К тому же некоторые страны могут решить, что стоимость сертификации ММР, особенно новаторских проектов, слишком высока и что эта овчинка не стоит выделки. Станет ли такое восприятие барьером для выхода на рынки, рассматривающие низкую стоимость ММР как один из плюсов?
Почти каждый разработчик SMR, как LWR, так и продвинутых типов, рекламирует альтернативное использование мощности реактора для таких областей, как производство водорода, опреснение воды, технологическое тепло и т. д. Было бы интересно узнать, как разработчики количественно оценивают эти рыночные возможности по сравнению с потребностями своих клиентов в электроэнергии. Каково наилучшее сочетание предложений по выработке электроэнергии и использованию малых реакторов для других целей?
И наконец, вопросы топлива. Поставщики топлива для легководных реакторов смогут адаптировать свои разработки для ММР. Но реакторы других типов могут потребовать топлива более высокого обогащения (более 5%, но менее 20% по ²³⁵U), на наладку производства которого даже с государственными субсидиями уйдет три-пять лет. То же самое можно сказать и о топливе TRISO. Будет ли в наличии топливо для проектов ММР, готовых выйти на рынок?
Управление отработавшим топливом легководных реакторов столкнется с теми же проблемами, что и существующие атомные станции. Отсутствие глубоких геологических хранилищ означает, что отработавшее топливо будет храниться на пристанционных площадках. Но как утилизировать топливо реакторов на расплавах солей и ВТГР? Утилизировать модуль целиком? Но где и каким образом?
В области ММР вопросов пока больше, чем ответов. Но не будем забывать, что в гонке за перспективным рынком зачастую выгоднее скрыть уже найденные ответы, как не раз бывало в истории. На исследования по технологиям ММР брошены впечатляющие силы компаний, научных учреждений и государств, так что ответы найдутся, рано или поздно.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #9_2019