18 февраля 2022

Мировые игры атома

Предложение Еврокомиссии включить атом в состав таксономии, классифицирующей отрасли энергетики по их вкладу в устойчивое развитие, породило общеевропейскую дискуссию о том, является ли атомная генерация «чистой».

С одной стороны, она является одной из самых безвредных, однако из-за необходимости решения проблемы утилизации ядерных отходов, атомная энергетика не считается полноценно «зеленой». Есть ли перспективы у АЭС в “зеленом” будущем или Европа и мир в целом на пути к солнцу откажутся от энергии атома?

По данным Информационной системы по энергетическим реакторам МАГАТЭ (PRIS), в 2020 году в мире насчитывалось 442 реактора с суммарной установленной мощностью в 394,5 гигаватт (ГВт). Лидером по этим двум показателям были США, где насчитывалось 93 блока с суммарной установленной мощностью 95,5 ГВт. Второе место занимала Франция – 56 блоков суммарной мощностью 61,4 ГВт. Однако если во Франции в 2020 году на долю атомных станций приходилось 70,6% выработки электроэнергии, то в США – лишь 19,7%.

В процессе строительства сейчас находится около 50 реакторов. Больше всего атомных строек в Китае, Индии и России. Рассматривают возможность строительства АЭС и страны-новички — Египет, Узбекистан, Казахстан, Польша, Саудовская Аравия.

Разнонаправленное будущее

Есть разные прогнозы того, как будет дальше развиваться атомная энергетика в мире. По оптимистичному сценарию МАГАТЭ, установленная мощность АЭС в мире к 2050 году может вырасти до 792 ГВт. Предыдущий прогноз основывался на более пессимистичных оценках в 715 ГВт. Однако ее доля в энергобалансе на фоне роста других источников останется на уровне 10%. По самым пессимистичном сценариям, мощность АЭС в мире сохранятся на нынешнем уровне в 394,5 Гвт. или даже снизится до 360 Гвт.

«Новые прогнозы МАГАТЭ показывают, что ядерная энергетика будет продолжать играть незаменимую роль в производстве энергии с низким уровнем выбросов углерода», — сказал генеральный директор МАГАТЭ Рафаэль Мариано Гросси.

«Есть обнадеживающие признаки растущего осознания факта, что ядерная энергетика без выделений углекислого газа жизненно важна для наших усилий по достижению чистого нулевого выброса», — добавил он.

В ближайшие тридцать лет, по прогнозам экспертов, мировое производство электроэнергии удвоится. Таким образом, число АЭС нужно будет существенно увеличить, чтобы сохранить их текущую долю в структуре.

По оптимистичному сценарию МАГАТЭ, ядерная энергия к 2040 году может давать около 12% мировой электроэнергии, а не 11%, как ожидалось ранее. По пессимистичному ее доля составит не более 6%.

BP ранее сообщала, что ждет роста производства электроэнергии АЭС к 2050 году на 42% в традиционном сценарии и 164% в сценарии “чистого нуля”, МЭА прогнозирует рост на 28-62% к 2040 году и на 50-100% к 2070 году.

В пандемию ВИЭ настолько резко рванули вперед, что атомная энергетика уступила им. В 2020 году выработка на АЭС Европы упала на 10%, что стало максимумом за тридцатилетие.

Производство электроэнергии на АЭС в 2020 году упало на 4%, в основном за счет ЕС, Японии и США. В Евросоюзе из-за пандемии в целом снизился спрос на электричество. В Китае и России выработка АЭС выросла на 5% и 3% соответственно. 

По прогнозу МЭА, в этом году выработка на АЭС вырастет на 2%. Во второй половине прошлого и начале этого года в мире было введено семь новых блоков, а к концу 2021 года в мировую сеть могут быть подключены еще десять новых реакторов, в том числе четыре в Китае. Тем не менее, по итогам года производство АЭС останется несколько ниже допандемийного 2019-го.

Атомная энергия остается крупнейшим источником низкоуглеродной генерации в развитых странах. МЭА прогнозирует, что сокращение АЭС в США продолжится: в этом году будут выведено из строя 4 блока, в результате выработка будет на 4% ниже уровня 2019 года. В Японии и Европе агентство прогнозирует рост на 6% и 2% соответственно, а в развивающихся странах — более чем на 5%.

По данным компании GlobalData, ряд стран в период с 2020 по 2030 годы намерены выводить часть АЭС из эксплуатации, таким образом, к 2030 году около 12 стран сократят выработку такой электроэнергии по сравнению с нынешним уровнем на 30 Гвт. Например, Германия сократила мощность АЭС до половины от уровня 2010 года и намерена в ближайшее время свернуть ее, к 2030 году планируют прекратить использовать ее к 2030 году. Другие страны, такие, как Белоруссия, Египет, Саудовская Аравия и Турция, наоборот, вводят такие мощности. В целом до 2025 года должно быть построено 49 новых блоков АЭС мощностью 53,5 ГВт. Наиболее активные участники — Китай, Индия, Южная Корея и ОАЭ.

По мнению экспертов, до 2030 года доля ядерной энергетики вряд ли будет сильно падать за счет ввода большого числа блоков в Китае. Китай намерен в ближайшее десятилетие стать крупнейшим в мире производителем атомной энергии, доведя мощности АЭС до 130 гигаватт к 2030 году. По прогнозу GlobalData, уже в следующем году КНР станет вторым производителем атомной электроэнергии в мире, а в 2026 году может сместить США. Страна объявила о планах по вводу 6-8 реакторов в год.

Безуглеродная и надежная

Ядерную АЭС не слишком часто называют “чистой энергетикой”, однако это второй по величине источник низкоуглеродной электроэнергии в мире после гидроэнергетики, напоминает Минэнерго США.

Ядерная энергетика позволяет сокращать выбросы углекислого газа. Она генерирует энергию благодаря процессу расщепления атомов урана и выделяемому при этом теплу. Таким образом, отсутствуют выбросы, характерные для ископаемого топлива.

По данным Института ядерной энергии (NEI), в 2019 году АЭС помогли США избежать выбросов 496 млн т углекислого газа, что эквивалентно выбросам 100 млн автомобилей.

Кроме того, АЭС занимают немного места, особенно по сравнению с солнечными или ветряными парками. Для стандартной установки мощностью 1000 мегаватт в Соединенных Штатах требуется около 2,6 кв.км, в то время как ветростанциям нужна для этого площадь в 360 раз больше, а солнечным установкам — в 75 раз. Типичный реактор может выработать столько же энергии, сколько около 3 млн солнечных панелей или более 400 ветряных турбин.

Атомная энергия – это еще и малоотходная выработка электричества. Как отмечает Минэнерго США, все использованное ядерное топливо с американских АЭС за 60 лет могло бы поместиться на футбольном поле на глубине до 9 метров. Кроме того, есть возможность его переработки и работы реакторов на отработанном топливе.

Энергия, вырабатываемая на АЭС, относительно дешевая. Да, затраты на строительство АЭС высоки, зато эксплуатационные расходы низкие. Ее цена предсказуема, а цены на уран не подвержены таким значительным колебаниям, как цены на нефть, газ и или уголь.

Но самым главным преимуществом атомной энергетики остается надежность производства электроэнергии. Она производит электроэнергию непрерывно 24 часа в сутки семь дней в неделю вне зависимости от ветра, солнца или температуры за окном.

Несмотря на нулевые выбросы углерода, атомная энергетика все же существенно влияет на окружающую среду, в основном за счет добычи полезных ископаемых и сброса воды.

При добыче урана, используемого для производства ядерной энергии, выделяются мышьяк и радон. Кроме того, АЭС нужно много воды для производства – больше, чем для угольных станций, например.

Заложник репутации

Главным аргументом противников атомной энергетики, по-прежнему остается риск аварийности. При работе АЭС образуются отходы, которые остаются радиоактивными в течение тысяч лет. Технологий полной утилизации этих отходов до безопасного состояния не найдено. Они захораниваются в специальных защитных контейнерах и резервуарах под землей.

Построить АЭС дорого, а месторождения урана ограничены. Урановая руда есть в ряде стран, а для строительства станций нужно пройти сложный процесс одобрения нескольких международных органов.

Уран – это исчерпаемый источник энергии. По мнению экспертов, при нынешних объемах потребления урана в мире может хватить примерно на 200 лет, однако в случае роста числа АЭС эти запасы могут закончиться быстрее.

Впрочем, на сегодняшний день существуют разработки по использованию вместо урана других более распространенных элементов, например, тория. В частности, этим занимался лауреат премии «Глобальная энергия», Нобелевский лауреат Карло Руббиа. Однако пока такие реакторы не введены в массовое производство.

Кроме того, не стоит забывать о планах постепенного отказа от ядерной энергетики в Европе, где многие страны, такие, как Германия, Швейцария, Бельгия, планируют к 2030 году вывести из эксплуатации значительные мощности АЭС. 

Мировой спор о цвете станций

Однако ядерная энергия выделяет мало углерода и более надежна, чем энергия ветра и солнца. Ряд ученых и экспертов считает, что АЭС могли бы заменить энергию угля и газа, послужив дополнением и подкреплением для возобновляемых источников энергии.

В октябре власти 10 стран ЕС выступили с совместным заявлением о необходимости развития атомной энергетики и признания ее “зеленой” частью решения энергокризиса. Речь идет о Франции, Болгарии, Венгрии, Польши, Румынии, Словакии, Словении, Финляндии, Хорватии и Чехии.

«Абсолютно необходимо, чтобы ядерная энергетика была включена в европейскую классификацию к концу 2021 года, — говорится в заявлении. — Чтобы выиграть климатическую битву, нам нужна ядерная энергия. Для всех нас это важный и надежный актив для будущего с низким уровнем выбросов углерода».

Европейская комиссия завершает свою классификацию того, какие виды экономической деятельности могут быть отнесены к категории устойчивых инвестиций в ЕС, и включение в нее ядерной энергетики до сих пор является предметом споров. Франция заявляет о необходимости включения АЭС в перечень низкоуглеродных источников энергии, в то время как Германия выступает против.

Между тем, проведенный Европейской комиссией анализ не выявил никаких научно обоснованных доказательств того, что ядерная энергия наносит больший вред здоровью человека или окружающей среде, чем другие технологии производства электроэнергии, заявил исследовательский центр комиссии. Включение атомной энергетики в перечень даст отрасли доступ к более выгодному финансированию.

Как заявляют поддерживающие атомную энергетику страны, именно она позволит потребителям избежать рисков волатильности цен на энергоносители и способствует независимости источников энергии и электричества.

АЭС могут помочь в “энергопереходе”, не только обеспечивая стабильность выработки электроэнергии, но и, например, при производстве водорода.

Сейчас несколько стран уже внедряют технологии по выпуску водорода с использованием вырабатываемой на АЭС энергии. Очевидно, что ядерная промышленность нуждается в изменении имиджа, чтобы возродиться в мировом сознании как наиболее чистая и надежная генерация.