Мир готов увеличить мощности АЭС в три раза ради климатических целей

Малые модульные АЭС изготавливаются на заводе и перевозятся на место эксплуатации. Иллюстрация с сайта www.iaea.org

Проблема борьбы с потеплением планеты оживила интерес к АЭС. Международное энергетическое агентство (МЭА) уже предложило увеличить мощности мировых АЭС в три раза для достижения нулевых выбросов в 2050 году. По данным Всемирной ядерной ассоциации, на сентябрь 2020 года количество действующих ядерных энергоблоков в мире составило 441 с общей установленной мощностью в 391,7 ГВт. Сооружается в настоящее время 53 реактора суммарной мощностью в 59,2 ГВт.

Таким образом, в мире набирает обороты атомная энергетика, основанная на малых АЭС. Все больше компаний объявляют о намерении запустить модульные ядерные реакторы SMR. Напомним читателю, что проект SMR-160, например, представляет собой проект модульной водоохлаждаемой АСММ мощностью 160 МВт (эл.). Размещение реактора подземное, используются пассивные системы безопасности, в качестве топлива используется НОУ. За счет применения воздушных систем охлаждения может быть построен в регионах с дефицитом воды. Это реактор легководный. В качестве топлива он использует «обычное» топливо из обогащенного урана, предлагаемое на мировом рынке коммерческими поставщиками, – иными словами, низкообогащенный уран. Считается, что проект SMR-160 входит в число наиболее безопасных в мире, так как для своей эксплуатации он не полагается ни на насосы, ни на двигатели. Достигнутый (на бумаге!) уровень безопасности SMR-160 таков: «Walk way safe», «уходи безопасно». Это означает, что в случае аварии, возникшей по любым причинам (в том числе вследствие диверсии или теракта), реактор заглушится и перейдет в безопасное состояние без вмешательства человека.

На сегодняшний день более 70 компаний по всему миру участвуют в подобных проектах. Критики маломасштабных АЭС считают, что противники ядерной энергетики будут использовать те же аргументы, что и в отношении более крупных проектов. Речь идет о высокой стоимости и проблемах безопасности, связанных с ядерной энергетикой. Однако небольшие атомные электростанции могут стать страхующим источником энергии для нестабильного рынка ВИЭ. Когда в производстве возобновляемой энергии наступает период затишья, малая ядерная энергетика может ликвидировать дефицит электричества, что невозможно для крупных ядерных проектов.

Следующим шагом для стран, разрабатывающих технологию, таких как США, Великобритания и Канада, станет взаимодействие с Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) и национальными регулирующими органами. Оно необходимо, чтобы продолжить тестирование безопасности реакторов SMR и для согласования международных протоколов и процедур безопасности.Если пока крупные АЭС строят только такие страны, как Китай, Индия и Россия, то уже и Великобритания объявила, что планирует к 2035 году построить энергосистему без ископаемого топлива с использованием ядерной энергии. АЭС будут использоваться Соединенным Королевством в качестве энергорезерва в течение переходного периода. Чтобы стимулировать этот переход, премьер-министр Великобритании Борис Джонсон пообещал построить к 2025 году как минимум один крупномасштабный ядерный проект.

Мировые лидеры энергетики демонстрируют свою поддержку крупномасштабных ядерных проектов, но есть и те, кто поддерживают новые маломасштабные технологии. Terrapower Билла Гейтса, например, планирует построить атомную станцию в Вайоминге, состоящую из небольших реакторов, которые лучше подходят для небольшой энергосистемы.

Основная привлекательность реакторов SMR заключается в том, что они могут быть построены на заводе, а затем доставлены на место строительства АЭС. Эти реакторы имеют выходную мощность от 50 до 300 МВт, но могут быть объединены и в силовую установку мощностью до 1000 МВт. Кроме того, если один из модулей сломается, его можно отремонтировать, не останавливая работу полностью. Это снижает экологический риск, а также стоимость проекта.

У компактных АЭС малой мощности, которые начинают снова находить спрос на мировом энергетическом рынке, имеется ряд преимуществ по сравнению с крупными АЭС. Среди них на первое место выходит возможность обеспечивать электроэнергией и теплом удаленные регионы. Так, британская компания Rolls-Royce в конце января этого года напомнила о своем намерении спроектировать, построить и эксплуатировать до 15 мини-АЭС. Rolls-Royce вместе со своими партнерами участвовала в нескольких консорциумах, которые подавали заявку на участие в правительственном конкурсе на поиск наиболее жизнеспособных технологий ММР. Интернет-портал «Атомная энергетика» сообщает со ссылкой на Financial Times, что в июле 1019 года консорциум во главе с Rolls-Royce (в его состав входят такие компании и организации, как Assystem, Atkins, BAM Nuttale, Laing O’Rourke, National Nuclear Laboratory, Nuclear AMRC, The Welding Institute) получил инвестиционные гарантии на разработку малых модульных реакторов (ММР) для коммерческих целей.

В ноябре Rolls-Royce заявила, что Агентство по исследованиям и инновациям Великобритании предоставило консорциуму первоначальное финансирование в размере 18 млн фунтов, что было «подтверждено и законтрактовано», и такую же сумму предоставит частный фонд Industrial Strategy Challenge Fund, что позволит консорциуму продолжить разработку конструкции ММР.

АЭС, которые Rolls-Royce планирует построить, будут на 95% серийно производиться на одном заводе, а затем в предсобранном виде доставляться грузовым транспортом до места назначения. Стандартизация процесса строительства значительно снизит их себестоимость, что, в свою очередь, повлияет и на стоимость производимой энергии.

ММР будет занимать площадь до 4 га, а мощность составит 440 МВт, что достаточно для того, чтобы обеспечить электроэнергией город с населением 500 тыс. человек. Предполагаемый срок службы составляет 60 лет, стоимость – около 2,3 млрд долл. Отпускная цена электроэнергии может быть не выше 60 фунтов за 1 МВт-ч (по мере выхода на серийность компания намерена удешевить генерацию ниже 60 фунтов за 1 МВт-ч). Предпочитаемые площадки для размещения ММР – существующие ядерные комплексы, где находятся отключенные от сети энергоблоки (так называемые коричневые лужайки). Первые модульные реакторы по проекту компании Rolls-Roys могут быть построены на площадках в Северной Англии и Северном Уэльсе. В частности, речь идет о площадках Moorside и Wylfa (ранее на них предполагалось построить современные большие блоки, однако по разным причинам эти планы были заморожены).

Среди других возможных площадок называется остановленная АЭС Trawsfynydd с реактором Magnox в Северном Уэльсе, при этом большие издержки, связанные со строительством АЭС, могут существенно снизиться.

В соответствии с планом, представленным консорциумом и переданным на одобрение в государственные ведомства Британии, первый модульный реактор должен вступить в строй к 2030 году.

Rolls-Royce считает, что ее технология ММР должна рассматриваться как общенациональные усилия по развитию ядерной технологии, которые помогут создать экспортно ориентированную отрасль.

Показательна в плане отношения к АЭС позиция Эстонии. Эстонское предприятие Fermi Energia активно исследует возможность строительства в стране АЭС малой мощности.

Fermi Energia основана в феврале прошлого года бывшим исполнительным директором MTU Eesti Tuumajaam Калевом Каллеметсом и экс-главой Eesti Energia Сандором Лийве с целью реализации такого строительства. «Нам нужна свободная от СО2 управляемая мощность по производству энергии, которая в будущем могла бы обеспечить надежность снабжения электричеством», – заявил Лийве. Fermi Energia готова инвестировать именно в строительство малой АЭС мощностью 200–300 МВт. «Мощные реакторы здесь не подходят из-за особенностей нашей электросети; проект можно было бы осуществить за два-три года, станция будет стоить около 900 млн евро», – сообщил Каллеметс.

Приступить к строительству Fermi планирует в 2030 году, начать производить электроэнергию на АЭС – в 2033 году.

В октябре 2019 года предприятие подписало с GE Hitachi (GEH) протокол о намерениях по возможному размещению в Эстонии малого модульного реактора BWRX-300 – кипящего водо-водяного мощностью 300 МВт с естественной циркуляцией, работающего на основе лицензированного Комиссией по ядерному регулированию США реактора типа ESBWR.

«Модульный реактор BWRX-300 – это прорыв в технологиях, – считает вице-президент GEH Джон Болл. – Он может составить конкуренцию природному газу и возобновляемой энергии… Совместно с предприятием Fermi Energia мы работаем над тем, чтобы доказать безопасность инновационной реакторной технологии и экономическую эффективность». В конце января 2020 года Fermi Energia подписала соглашение о сотрудничестве с финской энергетической компанией Fortum и бельгийской инжиниринговой компанией Tractebel Engie. Вместе с Fermi бельгийская компания начнет в этом году предварительный анализ мест расположения планируемой АЭС. Результаты анализа должны быть представлены через год.

Что касается общественного мнения о строительстве АЭС, то Калев Каллеметс не скрывает, что отношение людей в значительной степени сформировано в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Но, с другой стороны, по его словам, отношение жителей может быть обусловлено существованием успешных АЭС в соседних Финляндии и Швеции, «кроме того, эстонцы рациональны и верят в технологии». По данным недавнего исследования Fermi Energia, 55% эстонских респондентов считают, что вопрос о строительстве в стране АЭС малой мощности следует рассмотреть.