Тенденции развития ядерной энергетики – год 2023

А.Ю. Гагаринский,  Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» 

Практически любой атомный специалист, за исключением, может быть, небольшой прослойки не интересующихся ничем, кроме своей узкой темы, немедленно назовёт набор современных тенденций атомного развития, где обязательно будет продление сроков эксплуатации ядерных объектов, «бурный взлёт» малых модульных реакторов, выход атомной энергии за пределы производства электроэнергии, включая «модную» водородную энергетику и, конечно, многое другое.
Анализ этих тенденций в широком временном диапазоне – предмет огромного множества статей, к которому уже затруднительно добавить какой-то «новизны». Более обещающим представляется подход практически «моментальной фотографии». В период тектонических сдвигов 2022 года в жизни мирового сообщества многое, в том числе и атомная энергия, закономерно ушло в тень, кроме понятного обострения темы существования ядерных объектов в зоне военных действий. Наступил 2023 год, и мировые энергетические проблемы, после испытания турбулентностью предыдущего года, снова громко напоминают о себе. В частности, Мировое энергетическое агентство (МЭА) смело заявляет, что «возобновляемые источники вместе с ядерной энергетикой будут удовлетворять подавляющую часть (до 90%) роста мирового энергетического спроса в течение следующих трёх лет», причём в некоторых регионах (Китай, Индия, Юго-Восточная Азия) рост спроса на электроэнергию ускорится до 3% в год.
В этих условиях представляется актуальным в начале 2023 года «одномоментно» посмотреть, что изменилось (если это вообще произошло) в заявленных тенденциях ядерно-энергетического развития.

«Большая» ядерная энергетика
Понятно, что заметную смену скорости появления новых строящихся ядерных энергоблоков на коротком временном отрезке уловить трудно, несмотря на всё чаще звучащие заявления типа «ядерная энергетика явно вернулась в режим устойчивого роста» (канадский производитель урана CAMECO). Число строящихся блоков годами держится на уровне между пятьюдесятью и шестьюдесятью. При этом 85% готовящихся к вводу атомных мощностей находятся за пределами Европы и Северной Америки, где они были сосредоточены последние 50 лет.
Правда, в некоторых странах на серьёзном уровне говорят о новом масштабном ядерном строительстве. Сенат Франции подавляющим большинством голосов одобрил законопроект об ускорении строительства новых ядерных объектов. Эти планы уже приобретают конкретику. Определены площадки для сооружения первых шести блоков с реакторами EPR-2. Правительство Швеции готовит закон, разрешающий строительство большого количества атомных электростанций. Заявлено бельгийско-канадское партнёрство для реализации программы строительства новых атомных станций в Нидерландах. Но это пока только слова…
Обращают на себя внимание лишь «нестандартные» события в этой сфере, к которым явно относится давно ожидаемый пуск третьего блока АЭС Моховце в Словакии с нестареющим, ещё советским реактором ВВЭР-440. Третий и четвёртый блоки Моховце начали строить в далёком 1987 году, когда первые два только готовились к вводу в строй. Потом работы были заморожены в бесконечных спорах с соседней антиядерной Австрией и возобновились только в 2009 году. В конце февраля третий блок Моховце приближался к 100%-ной мощности, а ввод четвёртого ожидается в 2024 году. Стоит обратить внимание на «гибкую» позицию словацкой власти. К ведущемуся Венгрией и Францией противодействию бурно обсуждаемым европейским санкциям против российского атома они не присоединились, но это не помешало им загрузить новый блок российским ядерным топливом (что придётся сделать и с последним в этом строю ВВЭР-440, четвёртым на Моховце). Кстати, словацко-чешская компания JESS подала заявку на одобрение площадки для планируемого нового блока другой словацкой АЭС, Богунице.

К редким событиям можно отнести и долгожданный выход на критичность американского блока Vogtle-3 с реактором АР-1000 (его строительство началось в 2013 году) – первого нового атомного блока, построенного в США за более чем три десятилетия. Перед Vogtle-3 последним запущенным в США (в 2016 г.) реактором был Watts Bar-2, строительство которого началось ещё в 1973 году. Ожидается, что четвёртый блок АЭС в Джорджии будет введён в эксплуатацию в следующем году.

Что касается демонстрируемой компаниями-операторами АЭС готовности инвестировать в ремонт и модернизацию своих станций, то взгляд на продление проектного срока работы АЭС как на рискованный эксперимент буквально на глазах уходит в прошлое. Если ещё недавно в неуклонном расширении стандартного жизненного цикла АЭС американцы были «впереди всей планеты» – их достижение в этой области (80 лет) уже превышает среднюю продолжительность жизни граждан этой страны (77 лет), то, по сегодняшним оценкам, к концу десятилетия две трети работающих в мире реакторов будут эксплуатироваться после истечения начального проектного срока. Атомное возрождение как бы переложено на стареющие реакторы.

Вот последние примеры. Первенец советской ядерной энергетики за пределами «социалистического лагеря» – финская АЭС Ловииза – получила лицензию на коммерческую эксплуатацию обоих блоков до 2050 года. Правительство Бельгии разрешило продлить эксплуатацию двух энергетических реакторов ещё на десять лет. Чешская энергетическая компания CEZ инвестирует в свои атомные электростанции Дукованы и Темелин (обе – российского дизайна), чтобы обеспечить их долгосрочную эксплуатацию, как минимум, до 60 лет. Французская EDF, оператор двух британских блоков – Heysham и Hartlepool, объявила о продлении эксплуатации этих работающих уже 40 лет АЭС по крайней мере на два года. Эта тенденция отнюдь не ограничивается только атомными станциями. Канадская комиссия по ядерной безопасности разрешила на двадцать лет продлить эксплуатацию завода по производству ядерного топлива в Портленд-Хоуп (провинция Онтарио). Даже в пострадавшей от тяжёлой ядерной аварии Японии правительство одобрило продление с 40 до 60 лет срока эксплуатации действующих блоков (сегодня их одиннадцать из 33-х, имеющих такой статус или «приостановленных», согласно базе МАГАТЭ PRIS). И это всё – события только первых месяцев 2023 года.

Но, пожалуй, наиболее явно события 2022 года отразились чуть ли не взрывным ростом конкуренции в ядерной отрасли. Уверенные позиции России в сфере экспорта ядерных технологий – 70% мирового рынка строительства АЭС (участие в создании 34-х атомных энергоблоков в 11-ти странах), вхождение в тройку лидеров на рынках услуг по ЯТЦ, второе место по добыче урана (14% общемировых поставок) и первое – по его обогащению (34%), третье место по производству ядерного топлива, технологическое сотрудничество (не говоря уж о традиционных партнёрах) с такими странами, как, например, Франция, Южная Корея и Бразилия, – всё это не даёт покоя конкурентам. Откровенное стремление потеснить Россию с европейского, американского и, где это возможно, азиатского ядерного рынка – очевидная примета «нового мирового порядка».

Разумеется, на это накладывается желание «новых» игроков на ядерном рынке – Южной Кореи и Китая – занять «своё место под солнцем». Здесь уместно подчеркнуть, что среди создателей новейших АЭС на Западе корейская КЕРСО – единственный (конечно, кроме Росатома) оператор, завоевавший доверие клиентов как способный укладываться в заданный бюджет и сроки. Избавившись от фанатически «зелёной» власти, способной подавить собственную, до этого динамично развивавшуюся, ядерную энергетику, корейские атомщики буквально рванулись на мировой ядерный рынок. Вот только некоторые факты из наступившего года. В конце января КЕРСО представила Турции предложение по строительству четырёх (!) реакторов APR-1400 в северной части страны. Она же выиграла контракт на поставку «турбинных островов» для египетской АЭС Эль-Дабаа. Во время государственного визита президента Южной Кореи в ОАЭ подписан меморандум о взаимопонимании (МоВ) в области мирной ядерной энергетики, выходящий за пределы успешного завершения проекта АЭС Барака. Разумеется, не забыты в нём и малые модульные (ММР), и даже микрореакторы. Кстати, девять южнокорейских организаций недавно подписали МоВ о сотрудничестве в области разработки и демонстрации кораблей и морских систем с ММР. Активна Южная Корея и в готовности удовлетворить европейские ядерные ожидания (Чехия, Нидерланды, Финляндия). Недавно две польские компании подписали соглашение с Korea Hydro & Nuclear Power о сооружении АЭС с двумя реакторами АР-1400 в центральной Польше. Это соглашение «является новым проектом, дополняющим существующий план строительства АЭС, возглавляемый польским правительством».

Корея, конечно, не одинока в своих амбициях. Китай, торжественно отметив передачу Пакистану очередного блока Карачи-3 (всего китайская CNNC построила в Пакистане шесть атомных блоков), открыто проявляет заинтересованность в создании ядерной энергетики на Филиппинах, где рассматриваются чуть ли не три десятка площадок под реакторы большой и малой мощности. Франция не оставляет попыток пробиться на ядерный рынок Индии. Американцы, считая будущие польские атомные площадки уже «завоёванными», нацелились и на новый блок АЭС Козлодуй в Болгарии. Канадская SNC-Lavalin и итальянская Ansaldo занялись продлением срока эксплуатации первого блока румынской АЭС Чернавода.

Что касается компаний, специализирующихся на начальном этапе ядерного топливного цикла (производство урана, его конверсия и обогащение, производство ядерного топлива), то диверсификация этих рынков для отхода от России явно и быстро нарастает. Англо-германо-голландская URENCO (кстати, имеющая и завод по обогащению урана в США) за прошлый год увеличила портфель заказов на 25%, и в новом году останавливаться не собирается. Совместно со своим традиционным партнёром, французской ORANO, они готовы наращивать конверсионные мощности и инвестировать в значительное расширение производства центрифуг. ORANO подписала меморандум по производству урана с Казатомпромом, присутствует также в Узбекистане и Монголии. Упоминавшаяся канадская САМЕСО возобновляет добычу урана на месторождениях, где она была приостановлена в 2018 году.

Резко обострилась конкуренция для российского ядерного топлива на европейском рынке. К уже традиционному нашему конкуренту – шведскому заводу компании Westinghouse – готовится подключиться испанская ENUSA, лицензирующая линию по производству топлива для ВВЭР-440. В первых рядах противников российского топлива оказалась недавно «братская» Болгария, стремящаяся заменить его американским на двух действующих блоках АЭС Козлодуй. Готовится к отказу от российских ТВС на АЭС Темелин и Чехия (о Словакии уже говорилось). Однако до 2030 года собирается работать с ТВЭЛом финская Ловииза, твёрдо стоит за сохранение своего права сотрудничать с Россией в ядерной энергетике Венгрия. Но, конечно, страны, эксплуатирующие и строящие реакторы российского дизайна, не намерены экспериментировать с ядерным топливом, а те, кто серьёзно рассматривают возможность связать с Россией своё ядерное будущее (как теперь говорят, «Глобальный Юг»), не собираются развивать сооружение АЭС в отрыве от ядерного топливного цикла. Так что наши позиции в обостряющейся конкуренции достаточно надёжны.

Малые модульные реакторы
При абсолютной уверенности подавляющего большинства ядерных экспертов в «светлом будущем» этого направления, неспешность его развития просто не может не удивлять. Если не уходить в далёкую историю, когда прогресс малых реакторов (как, впрочем, и многих других направлений) определялся соревнованием двух родоначальников ядерной эры – США и СССР, то на протяжении целого ряда последних лет положение можно описать простой формулой – одни «делают», другие «говорят». Причём к первой категории без натяжек можно причислить только Россию и Китай (некоторая активность, например, Аргентины или Кореи до такого определения «не дотягивает»).

Создание нового сегмента ядерной энергетики – «малого атома» – одно из базовых направлений российской стратегии ядерно-энергетического развития, которая недавно прошла очередное обновление. Возрождение в нашей стране атомного ледоколостроения закономерно привело к созданию уже серийного малого реактора, ядерной энергетической установки РИТМ-200. Её предшественница, установка КЛТ-40, стала основой первой в мире ПАТЭС «Академик Ломоносов», имеющей трёхлетний опыт эксплуатации. Уже далеко продвинулись разрабатываемые ОКБМ «Африкантов» проекты модернизированных плавучих блоков с более высокой экономической эффективностью (в четыре раза большим ресурсом и в два раза большим интервалом между перегрузками, чем у действующей ПАТЭС). Идёт проектирование наземной атомной станции малой мощности (АСММ) на базе РИТМ-200Н, для которой выбрана площадка в Якутии и создаются объекты инфраструктуры.

Альтернативные разработки АСММ (например, «Шельф-М», «Елена», «ВВЭР-И» и др.) создают базу для «широкого фронта» наступления в этом многообещающем ядерном секторе , просто необходимом России с её гигантскими северными территориями.
Китай, не пропускающий ни одной имеющейся в мире перспективной технологии, конечно, вкладывается в развитие АСММ, впрочем, не особенно афишируя свои достижения. Ещё в 2014 году подписав с Росатомом соглашение о совместном строительстве плавучих АЭС, китайцы быстро перешли к развитию собственных проектов и плавучих, и наземных малых реакторов. На АЭС Чанцзян в провинции Хайнань первый бетон реактора с водой под давлением АСР-100 (его ещё называют Linglong One) был залит летом 2021 года. Сейчас завершены работы по внутренним конструкциям реакторного здания. Эксплуатация должна начаться в 2026 году.

Теперь о малых реакторах «на бумаге». Здесь можно говорить об активизации в 2022 году деятельности по сертификации (так называют процедуру оценки концепции проекта) проектов АСММ вплоть до их лицензирования (включая строительство и эксплуатацию). Из довольно большого набора предложений выделяются, пожалуй, четыре разработки: прежде всего американский модульный реактор типа PWR NuScale (в разных вариантах) – это первый малый модульный реактор, в 2023 году одобренный регулирующим органом для использования в США. Предусматривается демонстрация шестимодульной установки NuScale VOYGR в национальной лаборатории Айдахо. Компания NuScale имеет соглашение о развёртывании своих установок в Польше, Румынии, Чехии и Иордании. В Южной Корее размещён первый заказ на производство материалов корпуса реакторов. Годом первого запуска называют 2029-й.
Американская Holtec с более мощным малым модульным реактором SMR-300 заявляет об амбициозных планах ввода первого аппарата в 2028 году и доведения их числа до тридцати к середине века. Компания GE Hitachi Nuclear Energy (американская часть альянса GE/Hitachi) продвигает проект водяного кипящего ММР BWRX-300. Предполагается строительство, такого реактора в Дарлингтоне, Канада (фигурирует также срок – 2028 г.), им интересуются в Польше, Швеции и даже в Эстонии. Наконец, для давно афишируемого проекта Rolls-Royce SMR выбраны три площадки в Великобритании. Общей чертой всех этих (впрочем, и других) проектов является беспокойство об их удорожании в процессе проектирования (которое часто снабжают утверждением, что они «остаются на самых ранних стадиях») и поиск средств для их реализации. Например, компания Роллс-Ройс прямо говорит об опасности остаться без ранее обещанной финансовой поддержки правительства. Редкие яркие обещания типа недавнего заявления: «Правительство Канады запустило программу коммерческой разработки малых модульных реакторов» на поверку сводятся к среднему объёму финансирования проекта (от 500 тыс. до 2,5 млн. долларов, к тому же ещё и канадских), на котором, конечно, далеко не уедешь. В целом, при всём «бумажном прогрессе» в деле создания ММР ситуация остаётся близкой к известной каждому русскому констатации: «А воз и ныне там».