27 октября 2010

26 октября в Москве в рамках V Международной энергетической недели прошла научная сессия, посвященная инновационным приоритетам атомной энергетики

Научную сессию открыл генеральный директор Государственного научного центра Российской Федерации – Физико-энергетического института имени А.И. Лейпунского Валерий Рачков с подробным докладом о ходе реализации Федеральной целевой программы «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010-2015 годов и на перспективу до 2020 года».

В рамках ФЦП дан старт созданию основ новой технологической платформы, подразумевающей создание замкнутого ЯТЦ с быстрыми реакторами. Программа нацелена на:
• значительное расширение сырьевой базы и переход от U235 к U238 из-за быстрого истощения запасов ядерного топлива;
• эффективное решение проблем обращения с ОЯТ;
• повышение уровня безопасности ядерных объектов и режима нераспространения;
• упрочнение лидирующих позиций России по созданию технологической платформы ядерной энергетики.

Валерий Рачков выделил следующие ключевые технологии, которые получат развитие в рамках ФЦП:
• реакторы на быстрых нейтронах с повышенной безопасностью (БР четвертого поколения с натриевым теплоносителем, БР со свинцово-висмутовым теплоносителем (СВБР) и БР со свинцовым теплоносителем);
• технологии использования плотного топлива для реакторов четвертого поколения;
• сухая переработка ОЯТ (пирохимические процессы и газофторидные технологии);
• окончательное изоляция РАО;
• модернизация экспериментально-исследовательской базы, сооружение многоцелевого исследовательского реактора, который в перспективе должен заменить БОР-60.

Программа была утверждена в феврале 2010 года. На ее реализацию выделяется 128,3 млрд рублей, из них 110,4 млрд рублей из федерального бюджета. Важно отметить, что все мероприятия программы с объемом финансирования, соответствующие общему объему концепции, утверждены в качестве приоритетных Комиссией при Президенте РФ по модернизации и развитию экономики.
Валерий Рачков также отметил приоритеты, которые выходят за рамки программы, но очень важны для ее реализации. Это оптимизация технологий ВВЭР, что позволит сохранить конкурентоспособность на мировом рынке, и освоение перспективных технологий реакции управляемого термоядерного синтеза.

Глава Европейского сообщества по атомной энергии (Евратома) Кристиан Клеютинкс в своем докладе отметил необходимость двустороннего энергетического диалога России и Евросоюза. Он обозначил приоритетные направления возможного партнерства: поставки ядерного топлива, обращение с РАО, создание международных центров по переработке ОЯТ.

Как отметил Кристиан Клеютинкс, у России и Евросоюза общие интересы в вопросах безопасности и физической защиты ядерных объектов, и продуктивные результаты в этой области могут быть достигнуты путем двустороннего сотрудничества.

Советник директора Российского научного центра «Курчатовский институт», Виктор Сидоренко обрисовал облик легководных реакторов и программу модернизации ВВЭР. Цели, которые ставит перед собой эта программа, – эффективное использование урана и формирование замкнутого ЯТЦ, снижение инвестиционных рисков путем сокращения срока сооружения АЭС (не более 45 месяцев), а также повышение термодинамической эффективности. Разработав такой суперВВЭР, необходимо внедрить его на рынок. По оптимистическим оценкам ввод в эксплуатацию суперВВЭР произойдет не раньше 2021 года, но, как отметил докладчик, в виду сложности технологий этот проект будет реализован несколько позже. В любом случае, для его осуществления «должна быть кооперация в развитии технологии».

Заместитель директора по научно-организационной работе Российского научного центра «Курчатовский институт», Владимир Фатеев посвятил свой доклад инновационным водородным технологиям. «Водородная энергетика, – отметил он, – одна из перспектив развития атомной энергетики. Уже в ближайшие годы мы можем переходить к внедрению водородных технологий для атомной энергетики».

Движущей силой в водородной энергетики являются топливные элементы. Общее КПД системы достигает 80% при выходе на мегаваттные уровни. Докладчик подчеркнул высокую энергоемкость и экологическую чистоту сырья.

Были перечислены технологии получения водорода. На данном этапе водород получают из природного газа, но в промышленном масштабе это экономически нецелесообразно. Источником водорода в будущем должна быть вода и, соответственно, ее электролиз.

Водородные технологии могут комбинироваться с существующим типом реакторов. Например, используя энергию реакторов в «провальные» часы, можно легко получать водород электролизом.

Поэтому уже сейчас есть смысл делать привязку водородных технологий к электростанциям, не дожидаясь, когда появятся высокотемпературные реакторы. Высокотемпературный электролиз осуществляется при высоких температурах, около 900 oС, при этом расходуется не электрическая энергия, а более дешевая – тепловая.

Другие технологии получения водорода – конверсия природного газа, плазменные технологии переработки органических материалов, а также сернокислотный термохимический цикл для разложения воды. Такой цикл обладает достаточно высокой степенью эффективности, но проблема в том, что серная кислота при высоких температурах требует достаточно дорогостоящего оборудования. Это хорошая перспектива, но очень отдаленная.

Новый электролизер с твердым полимерным электролитом позволяет получать водород непосредственно в самом электролизере уже при давлениях до 130 атмосфер. Это эффективно решает проблему хранения и транспортировки водорода. Новый электролизер отличается более высоким уровнем безопасности по сравнению с традиционным водощелочными.

В докладе освещены существующие технологии использования водорода, в частности, производство «хитана», т.е. смеси метана и водорода. Если концентрация водорода не превышает 10-20%, то такая смесь может использоваться в традиционных двигателях внутреннего сгорания, газовых конфорках без какой-либо модернизации оборудования. При производстве водородным электролизом 70-80% его стоимости составляет стоимость энергии. Если на атомной станции в «провальные» часы энергия бесплатна, то в этом случае стоимость водорода становится соизмеримой со стоимостью природного газа или даже ниже. Добавка водорода к природному газу может решить экологические проблемы, т.к. реальный объем выбросов снижается.

Участники научной сессии также обсудили фундаментальные вопросы развития энергетики в будущем и ее целевые ориентиры, использование уран-ториевого топливного цикла, который является практически «бесконечным источником энергии».

Подводя итоги сессии, Валерий Рачков отметил: «Все что обсуждалось – надо делать. Так же необходимо сотрудничество во всех сферах науки».