13 декабря 2022

Атомная энергия XXI века: доступность, экологичность, надежность

Глобальный энергетический кризис в сочетании с курсом на климатическую повестку остро поставил перед мировым сообществом вопрос о необходимости ускоренного развития компромиссного источника энергии – доступного и надежного, но в то же время универсального и экологичного. Этим критериям полностью соответствует атомная энергетика. В течение последнего года этот вид энергии не только уверенно возвращает ключевые позиции на мировой энергетической арене, но и стремительно расширяет перспективы в будущем топливно-­энергетическом балансе. Россия уже является лидером мировой атомной отрасли, обладая колоссальным технологическим и научным потенциалом в этом направлении. Усиливающийся тренд на расширение использования энергии мирного атома может дать мощный импульс для дальнейшего совершенствования отрасли в нашей стране и наращивании экспортного потенциала.

Потенциал развития мировой атомной энергетики

Замедление темпов развития атомной энергетики в последнее десятилетие во многом было связано с аварией на японской АЭС «Фукусима» в 2011 г. Тогда ряд стран приняли решение либо ускорить темпы отказа от использования ядерной энергии, либо пересмотрели ранее намеченные планы по становлению атомной энергетики в своих странах.
Однако японский опыт был самым серьезным образом изучен и учтен на мировом уровне, сделаны соответствующие выводы, приняты необходимые решения для возможности дальнейшего существования и развития отрасли. В результате произошел значительный прогресс в технологиях, в том числе получили распространение энергоблоки нового поколения III+, которые помимо повышенного уровня безопасности, отличаются более высокой топливной эффективностью, улучшенным тепловым КПД, стандартизацией конструкции, что снижает капитальные и эксплуатационные затраты.

scanscot.com АЭС Олкилуото в Финляндии scanscot.com

Таким образом, атомная энергетика сегодня обладает рядом ключевых преимуществ. Во-первых, это экономические характеристики. Доля топливной составляющей в себестоимости электроэнергии с АЭС гораздо ниже по сравнению с тепловой генерацией. Дело в том, что колебания цен на уран не оказывают такого значительного влияния на конечную стоимость атомной энергии, как это происходит сейчас с ценами на газ и нефть. Во-вторых, это высокая энергоемкость топлива. От 1 кг урана получается такое же количество энергии, как от сжигания 60 т нефти или 100 т высококачественного угля. В-третьих, это низкий объем выбросов СО2, что полностью отвечает текущей климатической повестке. За последние 50 лет работа АЭС позволила избежать выбросов ~55 млрд т СО2, что эквивалентно выбросам мирового энергетического сектора в течение порядка двух лет. И, в -четвертых, в отличие от возобновляемых источников работа АЭС не зависит от погодных условий, что гарантирует стабильную выработку электроэнергии.

Эти преимущества становятся все более очевидны растущему количеству государств. На сегодняшний день мировой парк АЭС насчитывает 439 энергоблоков мощностью 393,4 ГВт в 32 странах. Мы наблюдаем стремительное возрождение атомной отрасли по всему миру, в том числе на европейском континенте. Германия, которая должна была закрыть оставшиеся атомные электростанции страны до конца 2022 г., пролонгировала срок их эксплуатации до середины апреля 2023 г. Бельгия, заявлявшая ранее, что к 2025 г. откажется от атомной энергетики, отложила это решение, продлив срок службы реакторов на двух АЭС на десять лет. Сроки эксплуатации существующих АЭС также увеличены в Финляндии.
Франция, Великобритания, Чехия, Словакия, Болгария, Словения и Южная Корея заявили о планах по вводу новых мощностей АЭС и завершении ранее приостановленных проектов. В частности, Япония займется проектированием и строительством новых реакторов, правительство Франции разработало законопроект по сокращению сроков получения разрешений на новых АЭС рядом с существующими атомными станциями.

Строительство АЭС Эль-Дабаа

Законодательное признание атомной энергии в качестве экологичной происходит на уровне стран и регионов. Россия и Китай включили атомную энергетику в национальные Таксономии «зеленых» проектов. В международных стандартах верификации Climate bonds атомная генерация также отнесена к «зеленой» категории. Летом 2022 г. Европарламент поддержал включение атомной энергетики в таксономию ЕС в качестве «переходного» источника энергии, что означает признание Европой преимущества атомной энергии в контексте экологичности. Фактически, это положительный сигнал для инвесторов. Закон вступит в силу с 2023 г.

Сегодня на этапе сооружения находятся 58 реакторов в 18 странах. Ключевыми точками роста атомной генерации в ближайшие десятилетия станут регионы Восточной и Южной Азии (в том числе Китай, Индия), а также Ближнего Востока и Африки. В 2020 г. первые атомные мощности были запущены в Белоруссии и ОАЭ, строительство АЭС ведется в Бангладеш, Египте и Турции. При этом интерес к атомной генерации проявляют не только крупные потребители энергоресурсов, но и небольшие страны, в том числе островные государства. Это связано с высокими перспективами развития генераторов малой мощности, что позволит обеспечить энергонезависимость удаленных территорий или промышленных объектов.

Аналитики из года в год пересматривают прогнозы развития атомных мощностей в сторону увеличения. По оценкам МАГАТЭ, к 2050 г. установленная мощность АЭС во всем мире вырастет до 873 ГВт, что на 10 % больше, чем агентство ожидало в прошлогоднем прогнозе. По данным МЭА, к 2030 г. выработка АЭС в мире вырастет на 16–22 % и на 38–65 % к 2050 г. Сценарии Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) предполагают увеличение мировой выработки АЭС в 2–5 раз к 2050 г. Эксперты ОПЕК считают, что в период с 2021 по 2045 гг. доля атомной энергетики в энергобалансе вырастет с 5,3 до 6,6 %.

Таким образом, очевидно, что сектор атомной энергетики не только останется одной из основ мирового энергобаланса в ближайшие десятилетия, но и будет стремительно расширяться.

Перспективы развития российской атомной энергетики

На сегодняшний день доля атомной генерации в России составляет около 20 %, а в европейской части достигает 40 % – это самый большой в нашей стране источник чистой энергии. К 2040 г. Россия планирует увеличить долю атомной энергии в общем энергобалансе страны до 25 %.

В 2021 г. АЭС России выработали 222,4 млрд кВт∙ч, что превышает рекордную выработку 2020 г. (215,7 млрд кВт·ч) более чем на 3 %. В первом полугодии текущего года выработка электроэнергии на АЭС составила 113 млрд кВт·ч, что выше показателей аналогичного периода прошлого года (110 млрд кВт·ч в первой половине 2021 г.). По итогам 2022 г. ожидается рекордный уровень эффективности работы АЭС – 86 %.

За последние десять лет в стране было построено 11 атомных энергоблоков. В частности, в 2017 г. был введен первый в мире энергоблок с реактором поколения III+ ВВЭР‑1200 Нововоронежской АЭС‑2, там же в 2019 г. был введен еще один энергоблок этого типа. В 2018 и 2021 гг. аналогичные энергоблоки были введены в промышленную эксплуатацию на Ленинградской АЭС‑2. Продолжаются работы над энергоблоками № 3 и № 4 станции. В соответствии с графиком идут работы по возведению энергоблоков № 1 и № 2 Курской АЭС‑2 с инновационным реактором ВВЭР-ТОИ. Энергоблок № 1 будет введен в эксплуатацию в 2025 г., энергоблок № 2 – в 2027 г. С 2019 г. в России действует единственная в мире плавучая атомная электростанция – «Академик Ломоносов» на Чукотке. Также наша страна обладает единственным в мире атомным ледокольным флотом.

Отечественная атомная промышленность занимает первое место в мире по величине портфеля зарубежных проектов: на разной стадии реализации находятся 34 энергоблока в 11 странах мира – это свыше 70 % мирового экспорта АЭС. Кроме того, российская госкорпорация «Росатом» – единственная в мире компания, которая обладает компетенциями во всей технологической цепочке ядерного топливного цикла. «Росатом» полностью обеспечивает производство ключевого оборудования для всех проектов строительства АЭС в России и за рубежом.

В настоящее время российские специалисты ведут строительство АЭС в таких странах, как Китай, Индия, Бангладеш, Турция, Венгрия, Республика Беларусь, Египет. В частности, летом 2021 г. в промышленную эксплуатацию сдан энергоблок № 1 Белорусской АЭС, в 2021 г. успешно выполнен физический пуск энергоблока № 2 Белорусской АЭС. Развивается сотрудничество с китайскими партнёрами. В феврале 2022 г. начата активная стадия строительства на энергоблоке № 8 Тяньваньской АЭС. В мае 2022 г. залит «первый бетон» на энергоблоке № 4 АЭС «Сюйдапу». В июле 2022 г. дан официальный старт строительству четвертого энергоблока АЭС «Аккую» в Турции и начато сооружение первого энергоблока АЭС «Эль-­Дабаа» в Египте. Сегодня обсуждаются планы по строительству еще одной АЭС в Турции. Направлены документы для конкурса на строительство АЭС в Саудовской Аравии.

«Росатом» активно работает над перспективными направлениями развития атомной энергетики – реакторами IV поколения с замкнутым ядерным топливным циклом, а также малой и средней мощности, когенерацией с наработкой тепла, опресненной воды или водорода.

Россия уже занимает лидирующее место в мире по технологиям реакторов малой мощности. В Якутии для освоения месторождения золота Кючус реализуется проект малой наземной атомной станции на базе судового реактора РИТМ‑200. Достигнута договоренность о строительстве четырех плавучих энергоблоков для освоения Баимской рудной зоны на Чукотке. Это первый в мире проект электрификации промышленного кластера с использованием плавучих атомных электростанций. Разрабатывается новый микрореактор «Шельф-­М», который отличается повышенной мобильностью и универсальностью.

В 2021 г. начато сооружение быстрого реактора со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-ОД‑300 в рамках проекта «Прорыв» по развитию двухкомпонентной атомной энергетики и замыкания ядерного топливного цикла. Это позволит заново использовать отработанное топливо бесконечное количество раз, что станет решением вопроса дорогостоящего хранения отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Ожидается, что к 2030 г. доля России на мировом рынке АЭС малой мощности достигнет – 20 %.

Подчеркну, что на фоне энергетического кризиса и усилий международного сообщества по борьбе с изменениями климата атомная энергия становится все более перспективным источником энергии. Очевидно, что без использования атомной энергии одновременное достижение экологических целей и обеспечение энергетической безопасности планеты невозможно.

Автор

  • Александр Новак, Заместитель председателя Правительства РФ