Хранение ОЯТ в Штатах

25 апреля 2019
Объёмы хранящегося и переработанного ОЯТ в 2018-2035 годах

Статья подготовлена на основании доклада представителя компании UxC на отраслевом семинаре по проблематике обращения с ОЯТ, который прошёл в США в начале 2019 года.

Компания UxC, основанная четверть века назад, хорошо известна в мировом ядерном сообществе, как один из наиболее авторитетных и надёжных источников всестороннего анализа современного рынка ЯТЦ и реакторных технологий.

UxC обладает разветвлённой экспертной базой, сотрудники работают в Атланте, Бостоне, Вене и других городах мира. Предоставляет информационные и консалтинговые услуги для поставщиков, эксплуатирующих организаций, инвестиционных компаний и профильных государственных структур по всему миру.

Три основных направления деятельности UxC включают в себя специализированную клиентскую поддержку на всех стадиях ЯТЦ, публикацию регулярных отчётов о состоянии дел на отраслевых рынках, прогнозирование динамики цен на услуги ЯТЦ. По третьему пункту UxC является признанным лидером.

Деятельность UxC охватывает все сегменты ЯТЦ

Ситуация в мире

На момент подготовки доклада в мире эксплуатировалось в общей сложности 446 энергоблоков АЭС в 30 странах мира (плюс Тайвань), а ещё 50 атомных энергоблоков находились в стадии сооружения.

Обращение с ОЯТ, которое может подразумевать под собой как переработку с выделением и дальнейшим рециклированием делящихся материалов, так и прямое захоронение ОТВС, является важнейшим аспектом ЯТЦ, влияющим на перспективы развития отрасли в целом.

В связи с этим МАГАТЭ призвало государства, эксплуатирующие АЭС, разработать и внедрить подход "от колыбели до могилы" (cradle to grave), который призван конкретизировать последовательность и технологическую обоснованность шагов по безопасному обращению с ОЯТ.

Что касается прямого захоронения ОЯТ и ВАО в геологических формациях, то многие страны довольно долгое время ведут исследования в этом направлении, однако до сих пор нет ни одного функционирующего объекта, максимум - подземные исследовательские лаборатории.

Основная причина пробуксовки, с точки зрения UxC, это общественное неприятие по принципу NIMBY (not in my backyard, или "не на моём заднем дворе").

Ближе всего к реализации проекта подобного хранилища подошла Финляндия - единственная страна, имеющая строительную лицензию на подобный объект. Ожидается, что хранилище заработает в 2025 году.

В совокупности из реакторных установок АЭС мира в период 2015-2035 годов ежегодно будет выгружаться около 11,3 тысяч тонн ОЯТ.

К концу 2018 года в совокупности за время эксплуатации из АЭС было выгружено около 422 тысячи тонн ОЯТ.

По меньшей мере, 50 стран мира практикуют временное хранение ОЯТ в ожидании переработки или окончательного захоронения, 80% мировых запасов ОЯТ находятся в США и Западной Европе.

По прогнозам UxC, к 2035 году количество выгруженного ОЯТ составит около 618 тысяч тонн, а его количество в хранилищах- около 450 тысяч тонн.

Переработка или захоронение

В ряде стран мира ОЯТ не считается отходом, а суммарная производительность заводов по переработке составляет 3,97 тысяч тонн в год.

В конце 2021 года в Японии планируется запуск в эксплуатацию завода ещё на 800 тонн. Помимо этого, не так давно Китай объявил о своих намерениях по сооружению завода идентичной мощности.

Одновременно с этим, Великобритания в ноябре 2018 года приняла решение об окончательном останове своего радиохимического завода THORP по переработке ОЯТ легководных реакторов на площадке "Sellafield". Переработка ОЯТ реакторов типа Magnox в Sellafield продолжится до 2020 года.

По оценкам UxC, по состоянию на 2018 год суммарно в мире было переработано около 133 тысяч тонн ОЯТ коммерческих АЭС, а к 2035 году этот показатель достигнет 170 тысяч тонн. Данные значения говорят о том, что в мире перерабатывается примерно каждый третий килограмм ОЯТ.

Централизованное хранение

В ряде стран мира успешно эксплуатируются либо планируются к сооружению централизованные хранилища ОЯТ.

Централизованное хранилище ОЯТ в Швейцарии (Zwilag)

Что касается США, то ситуация с сооружением централизованные хранилища в этой стране (проект "Yucca Mountain" на территории штата Невада) напоминает знаменитый фильм про День сурка.

В январе 2018 года исполнилось ровно 20 лет тому, как американское правительство не выполняет ранее взятых на себя обязательств по перемещению ОЯТ с площадок АЭС в хранилище "Yucca Mountain".

В отчётности Минэнерго США за 2017 финансовый год указывается, что Минюст США выплатил около 6,9 миллиардов долларов из специального судебного фонда страны на урегулирование и окончательное решение 93 дел, касающихся исков эксплуатирующих АЭС организаций, связанных с проблемой ОЯТ.

В сентябре 2017 года Минэнерго США оценивало будущие затраты на реализацию проекта "Yucca Mountain" как 27,2 миллиардов долларов, при условии возобновления процедуры лицензирования в 2019 финансовом году.

Однако политическая поддержка возобновления финансирования "Yucca Mountain" оставляет желать лучшего. Ранее эта инициатива уже включалось в бюджетный запрос президента Д.Трампа, но не получила поддержку в конгрессе, а в последнее время и сам Д.Трамп весьма осторожен в своих высказываниях относительно этого вопроса.

Промежуточное хранение

В настоящий момент практически на каждой площадке АЭС в США организовано промежуточное сухое хранилище ОЯТ. Исключение составляют АЭС TMI-1, "Shearon Harris" и "Wolf Creek". Планируется, что на АЭС "Wolf Creek" сухое хранение будет организовано уже в 2021 году.

К 2020 году ожидается массовая подача заявок в NRC на продление лицензий для действующих хранилищ. Уже рассматриваются заявки от АЭС TMI-2, "Trojan", "Rancho Seco" и "Humboldt Bay", на подходе АЭС "Diablo Canyon" и предприятие "Idaho Spent Fuel" (расположено на площадке Idaho National Engineering Laboratory).

Динамика заполнения сухих хранилищ ОЯТ в США. Последний столбец - количество площадок

В сентябре 2018 года была окончательно остановлена одноблочная АЭС "Oyster Creek", а в ближайшие шесть лет (с 2019 по 2025 годы) в США планируется закрытие ещё 11 атомных энергоблоков, среди которых: TMI-1, "Pilgrim", "Davis Besse", "Duane Arnold", "Indian Point-2", "Beaver Valley", "Perry", "Indian Point-3", "Palisades", "Diablo Canyon-1/2".

Одним из ключевых этапов вывода АЭС из эксплуатации является перевод ОЯТ из бассейнов выдержки в сухое хранилище. Ведущие поставщики контейнеров уже разработали или в самое ближайшее время разработают контейнеры, в которых можно хранить ОЯТ с малым временем предварительной выдержки в бассейне (около двух лет), что позволит заметно ускорить процесс выводаАЭС из эксплуатации.

Из 2 981 контейнеров для хранения ОЯТ, находящихся в эксплуатации на территории США, 551 контейнер, то есть примерно каждый пятый, расположен на площадках энергоблоков АЭС, выведенных из эксплуатации.

Площадка сухого контейнерного хранения ОЯТ "Southern California Edison"

Ключевые игроки

Компания "Holtec International" наиболее известна своим контейнером типа HI-STORM, который уже применяется на 35 американских площадках (в текущем году прибавится ещё одна - "South Texas Project"), суммарно почти 1200 контейнеров в эксплуатации.

Более совершенные разработки на базе хорошо отработанной технологии обозначаются как HI-STORM FW и HI-STORM UMAX.

В 2018 году в США было введено в эксплуатацию 172 контейнера производства "Holtec", что почти в два раза превышает показатели 2017 года - 92 контейнера.

Компания "TN Americas" является подразделением французской "Orano", которое специализируется на хранении и транспортировании ОЯТ.

В настоящее время на рынке представлена модульная система контейнеров для сухого хранения под названием NUHOMS. Суммарно в 1232 подобных системах на территории США хранится более 48,8 тысяч штук ОТВС.

В 2018 году в США было введено в эксплуатацию 85 систем типа NUHOMS.

Компания "NAC International" специализируется на перевозке ядерных материалов, технологиях хранения и транспортирования ОЯТ, консалтинге по различным вопросам развития и организации ЯТЦ.

Системы производства NAC используются на 11 площадках в США, где суммарно эксплуатируется более 450 контейнеров, 193 из которых находятся на объектах, выводимых из эксплуатации.

Компания "EnergySolutions" (ES) предлагает потребителям систему для организации хранения ОЯТ под кодировкой VSC-24, реновация которой была завершено в начале 2017 года.

На территории США эксплуатируется 66 таких систем на четырёх площадках, в которых суммарно хранится 1833 ОТВС.

Помимо этого, ES является эксплуатирующей организацией предприятий по обращению с низкоактивными РАО в штатах Юта и Теннесси, реализует проект по снятию с эксплуатации АЭС "Zion".

Контейнерный парк США на конец 2018 года
Количество ОТВС в сухих хранилищах США на конец 2018 года
Двухцелевые бетонные контейнеры США на конец 2018 года
Поставщики контейнеров на рынке вывода из эксплуатации США на конец 2018 года

Ожидания рынка

В заключение представитель UxC подвёл вполне предсказуемые итоги.

Рынок сухого промежуточного хранения ОЯТ в США будет продолжать расширяться. Преждевременный останов энергоблоков АЭС приводит к увеличению количества вновь требуемых контейнеров, однако в долгосрочной перспективе эта потребность сократится.

В 2018 году суммарное количество контейнеров, вновь введённых в эксплуатацию, составило 261 штуку. Не меньшее пополнение контейнерного парка на площадках АЭС США ожидается и в 2019 году.

Глобальный мировой рынок сухого хранения также будет продолжать расти в связи с выводом энергоблоков АЭС из эксплуатации и существенными задержками с реализацией национальных программ глубокого геологического захоронения.