20 марта 2009

МАГАТЭ о состоянии и перспективах атомной энергетики в мире

Распределение действующих энергоблоков по их возрасту Распределение действующих энергоблоков по их возрасту Распределение действующих энергоблоков по их возрасту
Атомная энергетика входит в период роста, но для успешного развития ей потребуется справиться с рядом непростых проблем. Об этом говорится в новом издании МАГАТЭ "Международный статус и перспективы атомной энергетики".

Проблемы, стоящие перед атомной энергетикой

Перспективы расширения и дальнейшего развития атомной отрасли в общемировом масштабе зависят от того, насколько успешно будут решены основные стоящие перед ней проблемы.

От атомной энергетики на сегодняшнем этапе требуется:

продолжать работу по укреплению надёжности и безопасности АЭС;
заручиться поддержкой общественного мнения;
сохранять и развивать необходимые компетенции у специалистов отрасли;
искать пути эффективного обращения с ОЯТ и РАО;
продемонстрировать на практике возможность окончательного захоронения высокоактивных отходов;
совершенствовать способы и процедуры транспортировки топлива;
поддерживать доверие к способности атомной энергетики противостоять угрозам распространения;
создать необходимую инфраструктуру в странах, только начинающих развивать атомную энергетику;
разрабатывать проекты реакторов, подходящие для конкретных стран;
выйти в долгосрочной перспективе на эффективное использование ресурсов.

Производственные мощности ядерных поставщиков за последние 20 лет существенно снизились. На рынке осталось меньше проектантов и сократился выбор реакторных технологий. Меньше стало инжиниринговых и управленческих организаций, имеющих опыт воплощения в жизнь крупных ядерных проектов. Трудности с привлечением и обучением персонала могут стать лимитирующим фактором даже для некоторых государств с действующей ядерной программой.

Многие из стран, выражающих интерес к атомной энергетике, не обладают необходимой для её становления инфраструктурой. Им могут потребоваться значительные время и ресурсы для достижения такого уровня развития, при котором станет возможным строить атомные станции.

Перед атомными отраслями стоят институциональные вызовы, способные оказать принципиальное влияние на способы и методы работы атомных компаний. В будущем, возможно, потребуется пойти на следующие шаги:

ввести информационный обмен между государствами в связи с лицензированием проектов энергоблоков;
создавать региональные ядерные инфраструктуры, включая объекты ЯТЦ;
организовывать международные хранилища ОЯТ и РАО.

Эффективное использование ядерного топлива может быть достигнуто за счёт создания замкнутого ЯТЦ с быстрыми реакторами. Но в некоторых странах всё ещё сохраняется озабоченность в связи с возможными распространенческими и экологическими рисками, сопряжёнными с замкнутым ЯТЦ.

Большинство стран-новичков хотели бы использовать для своих первых АЭС референтные проекты энергоблоков. В то же время, многие из них не имеют достаточно больших энергосетей, рассчитанных на работу с предлагающимися на рынке реакторами мощностью от 1000 МВт(эл.) и выше.

Снизить затраты на технологическое развитие поможет международное сотрудничество, и особенно это будет заметно для инновационных систем. Важную роль в этом играют инициативы "Generation IV" и ИНПРО. А общему развитию атомной энергетики в мире будут способствовать российская инициатива по созданию глобальной инфраструктуры атомной энергетики (GNPI) и американская инициатива GNEP.

Действующие реакторные технологии

Большинство из действующих атомных энергоблоков используют легководные реакторы (LWR) - 82% от общего числа блоков. На долю тяжёловодных установок приходится 10%, газоохлаждаемых - 4%, и реакторов с водным охлаждением и графитовым замедлителем - 4%. В мире действуют также два энергетических быстрых реактора с натриевым теплоносителем.

Возраст большинства действующих реакторов превышает 20-30 лет. Сроки эксплуатации многих энергоблоков были продлены по сравнению с проектными, причём сроки продления составили до 20 лет. Старение реакторов поставило проблему деградации материалов и устаревания технологий, в частности, систем КИПиА. Средняя мощность действующих энергетических реакторов в 2006 году составила 850 МВт(эл.).

Реакторные технологии, предлагающиеся в наше время на рынках, базируются на предшествующих проектах, однако учитывают следующие дополнительные принципы:

60-летний срок эксплуатации;
упрощённое обслуживание - online или во время остановок;
упрощение строительства и сокращение его сроков;
включение соображений по безопасности блока на ранних этапах проектирования;
применение современных технологий цифрового управления и человеко-машинного интерфейса;
проектирование систем безопасности, исходя из оценок риска;
упрощение проектов за счёт снижения числа вращающихся компонентов;
повышенное внимание к пассивным системам (гравитация, естественная циркуляция, аккумулированное давление и т.д.);
включение в проект дополнительного оборудования для борьбы с последствиями серьёзных инцидентов;
стандартизация проектов с этапом предварительного лицензирования.

Исторически, атомные отрасли ориентировались на экономию масштаба. Тем не менее, продолжаются работы по созданию малых (менее 300 МВт(эл.)) и средних (300-700 МВт(эл.)) реакторов. Такие установки могут использоваться для следующих целей:

для работы в малых сетях, в том числе, в развивающихся странах;
для обслуживания изолированных регионов;
для снижения финансовых рисков путём постепенного наращивания мощности атомных станций, состоящих из блоков малой мощности.

Диаграмма эволюции реакторов BWR

Перспективные ядерные реакторы будут обладать, среди прочего, следующими чертами:

работа на сверхдлинных кампаниях с достижением сверхвысоких выгораний;
улучшенные материалы оболочек твэлов и другие конструкционные материалы;
использование в проекте простых систем, устойчивых к ошибкам и отказам;
переход на высокотемпературный цикл Брайтона;
возможность использования ториевого топлива.

Человеческие ресурсы

Ни МАГАТЭ, ни другие международные организации не ведут точной статистики по количеству людей, занятых в атомной отрасли. По оценкам на 2007 год, на всех АЭС, действующих в мире, было занято в общей сложности 250 тысяч человек, а суммарное количество людей, связанных с атомной тематикой, составляло свыше 1 млн.

К сожалению, атомщики стареют. Во многих секторах ощущается нехватка квалифицированного персонала и наблюдается потеря знаний и опыта с уходом людей на пенсию.

Задача сохранения знаний и подбора кадров для атомной отрасли и регулирующих органов становится одной из важнейших. В последние годы наметилась позитивная тенденция по продвижению обучения и подготовки специалистов-атомщиков, однако количество учебных заведений и организаций, предоставляющих такие услуги, всё ещё ограничено.

Не следует забывать, что сроки обучения, необходимые для работы в атомной отрасли, составляют в отдельных случаях до 10 лет, и поэтому процесс подготовки квалифицированных кадров займёт длительное время.

Ряд государств объявил о льготах и поощрениях с целью развития образовательных программ и привлечения студентов на атомные специальности. Созданы региональные сети обмена информацией и улучшилось взаимодействие между эксплуатирующими организациями.

Планы государств по развитию атомной энергетики

Позиции государств, имеющих АЭС, по отношению к атомной энергетике таковы:

число стран, собирающихся отказаться от атомной энергетики по окончанию срока службы имеющихся у них энергетических реакторов - 6;
число стран, готовых разрешить строительство новых блоков, но не предоставляющих компаниям в этой связи никаких льгот - 5;
число стран, собирающихся поддерживать строительство новых блоков - 6;
число стран, поддерживающих строительство одного нового блока - 4;
число стран, поддерживающих программу по строительству новых блоков и АЭС - 9.

Статистика по странам-новичкам, не располагающим атомными станциями, выглядит следующим образом:

число стран, не планирующих строительство АЭС, но заинтересованных в различных сопутствующих программах - 16;
число стран, имеющих серьёзные намерения по строительству АЭС - 14;
число стран, ведущих активную подготовку к строительству АЭС, но не принявших окончательного решения - 7;
число стран, принявших решение по строительству АЭС и начавших подготовку инфраструктуры - 4;
число стран, стартовавших тендер по выбору генподрядчиков для строительства АЭС - 1;
число стран, ведущих строительство своей первой АЭС - 1.

Прогнозные оценки, дающиеся в МАГАТЭ по масштабам развития атомной энергетики, следующие:

оптимистический прогноз - суммарный атомный парк возрастёт от 372,2 ГВт(эл.) в 2007 году до 747,5 ГВт(эл.) в 2030 году;
пессимистический прогноз - суммарный атомный парк возрастёт от 372,2 ГВт(эл.) в 2007 году до 473,2 ГВт(эл.) в 2030 году.