Атомный выбор Украины [ Редагувати ]

Через 25 лет Украина удвоит мощности атомных электростанций, и они будут оснащены ядерными реакторами нового поколения. Выбор реактора будет сделан с оглядкой на Чернобыльскую трагедию, причины которой ученые связывают с несовершенством технологии реактора РБМК.

Синдром Чернобыля

Зловещая тень Чернобыля стала грозным символом Украины, напоминающим человечеству о возможности планетарной ядерной катастрофы. И заодно - предостережением, требующим особой осмотрительности в отношениях с таким природным явлением, как деление уранового ядра в атомных реакторах. Чернобыльский реактор выбросил в окружающую среду огромное количество долгоживущих трансурановых элементов - плутоний, америций, нептуний. Период полураспада плутония - 24 тысячи лет, поэтому Чернобыльская территория еще долго будет оставаться "мертвой" зоной для людей.

После Чернобыльской катастрофы развитие атомной энергетики Украины замерло почти на десятилетие, были остановлены ранее начатые проекты сооружения ряда энергоблоков. Это нанесло колоссальный материальный ущерб по экономике страны. Но еще больший ущерб Украине нанес и продолжает наносить сам Чернобыль.

Возрождение наукоемкой атомной отрасли началось в 1996 году - тогда был введен в эксплуатацию 6-й энергоблок Запорожской АЭС, затем в 2004-м году заработали еще 2 энергоблока - на Ривненской и Хмельницкой АЭС. Сейчас, похоже, Чернобыльский синдром перестал быть помехой в принятии амбициозных программ правительства для стремительного развития атомно-энергетической отрасли. Богатейших залежей урановых руд хватит для обеспечения топливом 25-ти блоков-миллионников более чем на 100 лет. Украина владеет колоссальными запасами циркония, применяемого для изготовления топливных кассет для атомных реакторов. В планах - присоединение к Международному проекту создания экспериментального реактора термоядерного синтеза (ITER).

Между тем, поводов для беспокойства - предостаточно. Украина так и не справилась с задачей создания эффективной системы научно-технического сопровождения отрасли. Большинство научных центров остались в России, а в Украине они не созданы. Наша страна развивает собственную атомную энергетику, не имея при этом экспериментальной базы для обоснования ее безопасности, чего не скажешь о других странах. Поэтому атомная энергетика еще долго будет поводом для беспокойства населения Украины, а также для "зеленых" оппонентов, чаще приносящих вред обществу, нежели пользу от желания защитить окружающую среду.

И все же...  мирный атом

Спустя 20 лет после той страшной Чернобыльской ночи, власть Украины  все же вынуждена признать: развитие атомной энергетики - неизбежно. Альтернативные энергетические технологии, вряд ли в ближайшем будущем существенно  перекроют потребности экономики. Впрочем, к развитию экологически чистой атомной энергетики вернулись и другие страны - США, Россия, Япония, Китай, Индия и пр. Хотя после 1986 года почти все они приостанавливали свои ядерные программы. В начале 90-ых прошлого столетия парламент Украины наложил мораторий на развитие атомно-энергетического комплекса, а чуть позже был вынужден его отменить. Постепенно Чернобыльский синдром стал угасать, а количество аргументов в пользу развития отрасли множилось синхронно с ценовыми всплесками на органическое топливо. Украина богата запасами урана, циркония и других компонентов, необходимых для изготовления ядерного топлива. Их хватит на сотни лет, чего не скажешь о запасах углеводородного сырья.

Утвержденная правительством (в марте 2006 года) Энергетическая стратегия Украины до 2030 года предполагает удвоить мощности атомных электростанций, нарастив их до 29,5 ГигаВатт. Это позволит сохранить долю АЭС в энергобалансе страны на нынешнем уровне - сегодня станции производят немногим более половины всей электроэнергии страны. Словом, атомная энергетика и впредь будет ключевым игроком на украинском рынке электроэнергии (ее объемы производства тоже удвоятся к 2030 году).

По словам президента НАЭК "Энергоатом" Юрия Недашковского на базе принятой Стратегии, которая будет корректироваться каждые 3 года, "Энергоатом" разработает  Программу развития атомной энергетики Украины. При ее реализации самое важное - не ошибиться в выборе наиболее безопасного и экономически приемлемого для Украины типа реактора нового поколения - разработкой такого реактора занимаются мировые лидеры в области энергетического машиностроения. Ученые настаивают на строительстве однотипных реакторов, причем, вводить новые мощности советуют на уже существующих площадках АЭС путем замещения установок, отработавших свой ресурс - таких в Украине более половины. Однако мировой опыт говорит о том, что даже на одной станции могут работать реакторы разных производителей.

С оглядкой на Чернобыль

В Украине нет собственных разработок ядерных реакторов, поэтому выбирать придется среди зарубежных проектов. Естественно, с оглядкой на тяжелые последствия Чернобыльской катастрофы. Существует множество версий возникновения и развития ядерной аварии, но все сводятся к одному: ошибка при выборе технологии реактора, нарушения персоналом регламента работы реактора. Авторы версий - Минэнерго СССР (версия на основе расчетов ВНИИ АЭС), Институт атомной энергии им. Курчатова, международная группа по тяжелым авариям и другие.

Украинские ученые тоже называют причиной Чернобыльской катастрофы ошибочным выбором технологии реактора. Принятая в 60-е годы прошлого столетия программа развития атомной энергетики в СССР обязывала строить АЭС, конструкция которых не предполагала сооружения над реакторами сверхмощного герметического колпака. В то же время, реакторы в других странах в обязательном порядке оборудовались мощными укрытиями. Их строительство увеличивало стоимость АЭС почти в 2 раза, но зато обеспечивало надлежащий уровень безопасности. Именно поэтому в ведущих странах Запада строили реакторы водо-водяного типа. А в бывшем Союзе предпочли технологии двух типов - водо-водяные (ВВЭР) и уран-графитовые (РБМК), первоначально предназначавшиеся для производства оружейного плутония для атомных бомб.

Стоимость производства электроэнергии на АЭС с реакторами типа РБМК была на треть дешевле, чем водо-водяных. Но они - более сложные в эксплуатации, поэтому требовали высокого уровня подготовки обслуживающего персонала. После случившейся трагедии СБУ рассекретила часть своих архивных материалов, назвав причиной аварии "низкую культуру работников ЧАЭС. Взрыв произошел в результате ряда грубых нарушений правил работы, технологий". Теперь под бетоном саркофага хранится 200 тонн ядерного топлива с максимальной дозой излучения 3,5 тысячи рентген в час! И до сих пор никто не знает, что делать со смертоносным топливом. 

После случившейся трагедии, Запад стал требовать, чтобы в странах постсоветского пространства были выведены из эксплуатации реакторы РБМК и установки первого поколения ВВЭР 440-230. А реакторы второго поколения - ВВЭР 1000 и ВВЭР 440-213 должны быть модернизированы с целью доведения их уровня ядерной безопасности до западных стандартов. В декабре 2000 года Украина остановила последний работающий - 3-й - энергоблок ЧАЭС. И приступила к реализации программы модернизации атомных электростанций, построенных по советским проектам. Однако из-за хронического дефицита финансов программа выполняется с большим отставанием от намеченных планов. Кроме того, отставания обусловлены отсутствием собственной научной базы, так как почти все научные центры по атомной энергетике бывшего СССР остались в России.

Народный депутат Владимир Бронников, который после Чернобыльской катастрофы стал главным инженером станции, заявил, что "Украина, где половину всей электроэнергии производят атомные станции, не может не иметь своего скоординированного, ресурсно-обеспеченного научно-технического центра для обслуживания работы АЭС. Программу развития атомной энергетики на ближайшие 25 лет необходимо дополнить разделом "научно-техническое обеспечение отрасли". По этому поводу мы достаточно жестко дискутировали на правительственном уровне, а также обсуждали с нашими учеными и проектировщиками", - заявляет Бронников.

Отсутствие собственной научной базы оператор украинских АЭС - НАЭК "Энергоатом" - компенсирует наличием множества программ сотрудничества с российскими научными центрами. Кстати, россияне успешно довели безопасность собственных АЭС до уровня международных стандартов, внедрение которых, как и в Украине, осуществляется с применением рекомендаций МАГАТЭ. Это подтверждают и эксперты Московского центра Всемирной ассоциации организаций, эксплуатирующих АЭС (МЦ ВАО АЭС). На базе реакторов ВВЭР-1000, созданных в ОКБ "Гидропресс", россияне строят АЭС в Китае (АЭС "Тяньвань"), Иране (АЭС "Бушер") и Индии (АЭС "Куданкулам").

В 2004-м году Украина тоже  пополнила свой ресурс двумя такими реакторами - на Ривненской и Хмельницкой АЭС. Усовершенствованные водо-водяные реакторы ВВЭР относятся ко 2-му поколению. Но в России продолжают работать модернизированные реакторы типа РБМК, тогда как у нас не утихают споры, правильно ли сделала Украина, остановив работу станции, ежегодно приносящей доходы в сотни миллионов долларов. Но эта проблема уже в прошлом. В ближайшем будущем Украине предстоит сделать оптимально правильный выбор реактора нового поколения, на базе которого будут строиться новые энергоблоки АЭС. А будущее - не за горами: в 2011 году закончится проектный срок эксплуатации первого энергоблока Ривненской АЭС, а затем наступит черед и других станций.

Реактор будущего

В разработке реакторов будущего поколения участвуют такие страны как Россия, США, Франция, Германия, Япония и Канада. К ним активно присоединяются Китай, Индия и другие восточные страны. Ведущие страны объединили свои усилия в реализации нескольких международных проектов по разработке реакторов будущего. Украина тоже участвует в одном из них, реализацию которого координирует МАГАТЭ (INPRO). К 2030 году мир начнет внедрять реакторы 4-го поколения, которые пока существуют лишь теоретически, и далеки от реализации. Ученые называют эти реакторы революционными, так как у них принципиально невозможно возникновение самопроизвольной цепной ядерной реакции - из-за дефицита нейтронов. Дефицит нейтронов в таких реакторах ученые предлагают покрывать за счет внешнего впрыскивания, к примеру, с помощью лазерной установки. Тот, кто первым воплотит в жизнь теоретические наработки, которые также ведутся и в Украине (Харьков), будет основой для развития атомной энергетики будущего.

Пока же мировые лидеры сконцентрировали свои усилия на разработке проекта реактора 3-го поколения, базирующегося на усовершенствованном водо-водяном реакторе ВВЭР (европейский аналог PWR). К тому же, реактор будет более мощным - порядка 1500 МВт. Новые разработки реактора 3-го поколения отличаются от своего предшественника улучшенными характеристиками ядерной безопасности, более длительным сроком эксплуатации. Вероятность тяжелой аварии в них максимально минимизирована. В ближайшей перспективе - до 2020 года - Украина будет строить энергоблоки на базе реакторов 3-го поколения, и лишь затем переходить к 4-му поколению (при условии, что ученые воплотят в жизнь свои теоретические разработки).

Высокий уровень надежности реактора "третьего поколения" достигнут за счет усовершенствования системы обеспечения работы реактора, а также системы его безопасности, оснащенными пассивными элементами. Предусмотрен также принцип резервирования - при выходе одной системы из строя тут же будет включена резервная система.

Директор российского НИТИ им. Александрова Вячеслав Василенко считает, что "у энергоблоков на основе российских реакторов ВВЭР-1500 есть хорошие перспективы для конкуренции с аналогичными корпусными европейскими реакторами такой же или большей мощности. Разрабатываемый проект новой АЭС с использованием реакторной установки типа ВВЭР электрической мощностью 1500 МВт, безусловно, отвечает мировым требованиям, как в вопросах безопасности, так и с экологической и экономической точки зрения". Такое же мнение о российской разработке высказывают и украинские эксперты. "Росэнергоатом" планирует построить первый ВВЭР-1500 к 2013 году. Россия планирует увеличить производство электроэнергии, причем с существенным ростом доли АЭС в балансе электроэнергетики страны.

Европейские страны тоже работают над созданием реактора 3-го поколения на базе реактора EPR, который фактически является аналогом известного водо-водяного. Франция планирует начать в 2007 году строительство АЭС "Фламанвилль", ввод в эксплуатацию намечен на 2012 год. Стоимость строительства реактора мощностью 1600 МВт составит три миллиарда евро, то есть, почти в 2 раза больше, чем российские разработки. Он станет первым реактором "третьего поколения", предназначенным для замещения в течение двадцати лет действующего парка французских АЭС (19 станций, 58 энергоблоков). Французы утверждают, что риск возникновения аварий на таком реакторе снижен в десять раз. Реактор обустроен двойным корпусом, поэтому  может выдержать воздействие при падении самолета, пилотируемого террористами. Если же авария произойдет,  активная зона реактора останется внутри корпуса и выхода радиоактивности за его пределы не произойдет.

Законодательство по ядерной безопасности любой страны, включая Украину, обязывает каждые 3 года предоставлять отчеты МАГАТЭ о ядерной безопасности, где должно быть доказано, что риск большой аварии с разрушением реактора (его активной зоны) не превышает допустимых значений. Безопасным считается тот объект, который не взрывается при падении самолета, землетрясении, при несрабатывании защиты или потере управляемости из-за отсутствия напряжения, пожаре - всего порядка 50-ти опасных факторов. По показателям опасных аварий, украинские АЭС отвечают международным требованиям, однако, "человеческий фактор" для безопасности остается слишком высоким из-за сравнительно низкого уровня автоматизации.

Кто победит?

К 2030 году часть украинских атомных электростанций завершит проектный, а также продленный на 10 лет срок эксплуатации. Поэтому Украина будет строить новые энергоблоки, в основном, их мощность будет от 1000 до 1500 МВт (пока что мощность одного энергоблока не превышает 1000 МВт). К 2016 году Правительство намерено ввести в эксплуатацию незавершенные энергоблоки номер 3 и номер 4 Хмельницкой АЭС (ХАЭС) - их строительство начато до чернобыльской эпохи. Летом 2005-го года правительство приняло решение о возобновлении строительства этих двух энергоблоков ХАЭС. 

Мировым лидером по созданию реакторов "третьего поколения" стала американская компания Westinghouse. Разработка этой компании уже внедряется на рынке США - к 2010 году там будет построено 16 энергоблоков. С небольшим отставанием за американцами идут россияне и европейцы.

Рынок ядерных реакторов Украины, измеряемый десятками миллиардов долларов, очень привлекателен для всех без исключения мировых лидеров в этой сфере. Победитель будет выбран на предстоящем международном тендере. Вполне очевидно, что в нем сразятся такие мировые лидеры, как американская Вестингхаус (Westinghouse), французская Фраматом (Framatome), и, конечно же, концерн "Росэнергоатом".

Все эти компании уже давно работают на украинском атомно-энергетическом рынке. Компания Фраматом уже успела зарекомендовать себя как не очень надежный партнер, так как сооруженное хранилище ядерного топлива на Чернобыльской площадке так и не было введено в действие из-за технических недоработок. Более продвинутой в Украине стала американская Вестинхаус, которая на бесплатной основе (за счет средств правительства США) разработала и уже поставила для Южно-Украинской АЭС опытную партию свежего ядерного топлива (топливные сборки). Таким образом, Украина уже диверсифицировала рынок ядерного топлива, всецело зависящий от одного поставщика - российской компании ТВЭЛ. Но будет ли это топливо дешевле российского после того, как США прекратят делать преференции украинской ядерной энергетике, это вопрос времени. Пока что с полной уверенностью атомщики говорят, что российское топливо значительно дешевле, чем на мировом рынке. Но тенденции к повышению наметились уже давно, поэтому Украине целесообразно иметь нескольких поставщиков.

Что же касается предстоящего выбора ядерного реактора нового поколения, то в этом вопросе перспективы россиян значительно выше, чем у других стран. Это - и более дешевая стоимость (почти в 2 раза), и давние научные связи, и существующая инфрастуктура атомной энергетики Украины, построенной по российским проектам, и налаженная подготовка кадров в высших учебных заведениях Украины с ориентацией на действующие реакторы. С российским "Росэнергоатомом" компания "Энергоатом" уже много лет выполняет ряд совместных проектов, в которых также участвуют наши научные и промышленные учреждения.

Украине предстоит разработать стратегию выбора, учитывающую не только технические и экономические показатели, но и возможность привлечения к проекту украинских предприятий по производству оборудования для АЭС. На подготовку к проведению тендера понадобится примерно 3 года, поэтому уже сейчас "Энергоатом" работает над определением критериев безопасности будущего энергоблока - они должны отвечать мировому уровню. И только после этого "Энергоатом" определится, можно ли использовать существующие заделы для завершения строительства энергоблоков.

Справка

На четырех действующих АЭС Украины работает 15 энергоблоков, из них 13 - ВВЭР-1000, 2 - ВВЭР-440 (нового поколения). В среднем энергоблоки уже отработали примерно половину предусмотренного проектом срока.

В 2005 году атомные электростанции произвели почти 89 миллиардов кВт/час электроэнергии, к 2030 году АЭС планируется произвести  порядка 219 миллиардов кВт/час. К этому времени установленные мощности АЭС достигнут 29,5 ГигаВатт.

Между тем, сейчас Украина имеет излишек мощностей АЭС, поэтому энергоблоки вынуждены простаивать. В результате коэффициент использования мощности упал с 79,5% в 2004 году до 75% в 2005 году. К 2030 году этот показатель планируется увеличить до 85%.

Наталка Прудка