Реакторы большой мощности станут основной движущей силой расширения ядерной энергетики, несмотря на развитие малых модульных реакторов

Наращивание ядерных мощностей до уровня, необходимого для достижения углеродной нейтральности, — это важный и многогранный процесс, заметную роль в котором могут сыграть реакторы множества различных типов. Однако наиболее значимыми при этом должны стать реакторы большой мощности. Водоохлаждаемые реакторы большой мощности были основным направлением развития ядерной энергетики в ХХ веке. Ожидается, что основной объем новых ядерных мощностей будет приходиться на проектируемые или строящиеся в настоящее время усовершенствованные реакторы, многие из которых рассчитаны на 1,0–1,7 гигаватта (электрической мощности) (ГВт (эл.)).

?В странах, в которых уже имеются действующие атомные электростанции, рост ядерных мощностей будет происходить скорее за счет легководных реакторов большой мощности, а не за счет малых модульных реакторов (ММР), — говорит Алин де Клуазо, директор Отдела ядерной энергетики МАГАТЭ. — Реакторы большой мощности — это хорошо зарекомендовавшая себя технология, являющаяся надежным источником больших объемов дешевой электроэнергии для покрытия базовой нагрузки. Однако мы ожидаем, что различные страны и отрасли не будут пренебрегать и возможностями ММР?.

Необходимо расширять ядерную энергетику, чтобы достичь углеродной нейтральности в мировом масштабе — с таким призывом Генеральный директор МАГАТЭ Рафаэль Мариано Гросси выступил в декабре на 28-й сессии Конференции сторон Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (КС-28) в заявлении, получившем поддержку десятков стран. Эта позиция была подкреплена включением ядерной энергетики в глобальное подведение итогов — впервые за почти тридцатилетнюю историю Конференции.

В рамках оптимистического сценария, представленного в прогнозе МАГАТЭ, в период с 2022 по 2050 год мощность мировой ядерной энергетики более чем удвоится — с 371 до 890 ГВт (эл.). При этом на ММР придется лишь около 10% этого роста. Это означает ежегодный ввод в эксплуатацию по меньшей мере 20 ГВт (эл.). ?Задача амбициозная, но технически реализуемая?, — считает Анри Пайер, руководитель Секции планирования и экономических исследований МАГАТЭ.

Реакторы меньшей мощности, такие как ММР и микрореакторы, могут с некоторыми ограничениями применяться для снабжения электроэнергией промышленных потребителей и удаленных населенных пунктов с небольшими электросетями, а также для неэлектрических применений, таких как производство водорода и опреснение морской воды. Однако перед началом широкого внедрения ММР необходимо провести демонстрацию их работы. В ближайшие годы в ядерной отрасли все также будут доминировать реакторы большой мощности.

Почти все из 58 строящихся в настоящее время реакторов являются реакторами большой мощности. При этом планы расширения, разработанные странами, уже имеющими ядерную энергетику, и странами-новичками, также в основном касаются реакторов мощностью 1 ГВт и выше, хотя многие из этих стран рассматривают и возможность внедрения ММР. Например, такая страна-новичок, как Польша, планирует к середине 30-х годов создать собственную ядерную энергетику мощностью 6–9 ГВт (эл.) путем строительства реакторов большой мощности. Китай, в настоящее время эксплуатирующий 55 реакторов, собирается к 2060 году увеличить мощность своей ядерной энергетики в восемь раз — примерно до 400 ГВт, и опять же в основном за счет реакторов большой мощности.

По словам г-на Пайера, основные проблемы, тормозящие расширение ядерной энергетики, связаны с финансами и людскими ресурсами: ?Необходимы механизмы привлечения капитала инвесторов и частного сектора для финансирования новых ядерно-энергетических проектов. Средства для перехода к экологически чистой энергетике имеются. Но в случае ядерной энергетики инвесторы опасаются рисков, таких как срыв сроков строительства?.

После замораживания строительства новых АЭС на десятилетия строительство крупномасштабных и инновационных ядерных объектов в западных странах часто оказывается сопряженным с перерасходом средств и срывом сроков, которые обусловлены необходимостью перезапускать промышленные процессы и восстанавливать утраченную квалификацию. ?В некоторых из этих стран строительство не велось уже 20 лет. Необходимо вновь обучать персонал и восстанавливать систему поставок, — рассказывает г-н Пайер. — Расширение ядерной энергетики предполагает рост темпов строительства и подключения к электросетям, а для этого нужно больше инженеров, техников, сварщиков и других специалистов. Проблема людских ресурсов не является особенностью ядерной отрасли, она характерна для всех направлений экологически чистой энергетики?. Для своевременной сдачи в эксплуатацию новых АЭС чрезвычайно важен опыт, полученный в ходе реализации предыдущих проектов, включая опыт управления проектами и привлечения заинтересованных сторон.

В ряде стран, таких как Беларусь, Китай, Республика Корея, Российская Федерация и Объединенные Арабские Эмираты, большинство новых АЭС сдаются в срок и без превышения сметы, при этом они в основном базируются на усовершенствованных водоохлаждаемых реакторах. ?Стандартизация конструкции усовершенствованных реакторов позволяет ускорить лицензирование, а также сократить затраты и сроки строительства?, — говорит г-жа Клуазо.

Бум развития ядерной энергетики пришелся на 70-е годы прошлого века и был обусловлен главным образом строительством АЭС в Северной Америке и Европе. В 1970 году в 15 странах эксплуатировалось 90 реакторов общей мощностью 16,5 ГВт (эл.). В 70-е годы ежегодно начиналось строительство 25–30 новых энергоблоков. К 1980 году в 22 странах эксплуатировались 253 ядерных реактора общей мощностью 135 ГВт (эл.). К концу 90-х годов мировая ядерная энергетика выросла еще более чем вдвое, достигнув 326 ГВт (эл.).

?Ядерная промышленность и система поставок были хорошо отлажены и могли обеспечивать ежегодный рост в объеме 30 ГВт, — говорил г-н Пайер. — Это обнадеживает, потому что в то время рост происходил за счет небольшого числа стран, таких как Франция, Япония и Соединенные Штаты Америки. Сегодня крупными игроками стали Китай и Российская Федерация, при этом у них имеются промышленность и системы поставок, способные обеспечить расширение ядерной энергетики?.

Для возрождения и расширения ядерной энергетики в рамках достижения общемировых целей, будь то с помощью реакторов большой мощности или с помощью ММР, необходимы поддержка на политическом уровне и строгий контроль расходов. ?Импульс в нужном направлении имеется, но необходимо больше политических усилий?, — говорит г-жа Клуазо.