На зміну великим АЕС малі реактори: Як Україна може вирватись уперед в глобальних змінах в енергетиці

Актуальний порядок денний останніх років - як адекватно реагувати на зміни клімату нашої планети. Питання, яке ще недавно хвилювало лише жменьку найбагатших країн планети, тепер виходить на передній план при формуванні стратегій енергетичного розвитку більшості держав, зазначають Патріоти України.

Україна не є винятком. Більш того, наша країна однією з перших ратифікувала Паризьку кліматичну угоду, яка зобов'язує країни підписанти скорочувати викиди парникових газів і, відповідно, поступово відмовлятися від вуглецевого сценарію розвитку економіки.

Країни з метою зниження викидів шкідливих речовин в атмосферу будуть змінювати власну енергетичну промисловість. Поступово з експлуатації будуть виводиться вугільні, а також, меншою мірою - газові електростанції, яких замінять чисті види генерації: сонячна, вітрова, гідрогенерація, а також атомна.

На сьогодні в Україні виробляється майже 160 млрд кВт-год електроенергії на рік.

За останні кілька років наша країна зробила суттєвий прорив у розвитку відновлюваних джерел енергії. Так, станом на 1 липня 2019 року в Україні було встановлено 3,6 ГВт потужностей «альтернативної» генерації, що у 2,2 рази більше ніж на аналогічну дату минулого року.

Таким чином, завдяки стимулюючим заходам частка відновлюваних джерел у виробництві електроенергії зросла до рівня 3,3% в енергобалансі країни. При цьому такий динамічний ріст відновлюваної енергії в країні має і свої недоліки.

Виробництво електроенергії з відновлюваних джерел має мало прогнозований характер, оскільки залежить від погодних умов. Наприклад, якщо в разі раптової відсутності вітру з енергосистеми випаде великий вітровий парк генерації, його частку повинне покрити інше джерело енергії. Тобто повинні включиться маневрені потужності, або навпаки швидко вимкнутися, якщо вітер непрогнозований посилиться.

В Україні такі маневрені потужності представлені гідроелектростанціями та акумулюючими електростанціями, які виробляють менше ніж 10% електроенергії країни, яка також є «чистою».

За короткий період часу знижувати або збільшувати виробництво електроенергії можуть також теплові електростанції. В Україні більше третини вітчизняної електроенергії виробляється на технологічно застарілих, шкідливих для екології теплових електростанціях. У найближчі кілька десятиліть наша країна буде змушена виводити їх з експлуатації або проводити дорогі роботи по модернізації станцій.

Атомна енергетика в Україні представлена п'ятнадцятьма енергоблоками - 13 реакторами ВВЕР-1000 і двома - ВВЕР-440, які виробляють екологічно чисту енергію і займають близько 50% в загальній структурі генерації. Така генерація не приймає постійної участі в маневруванні енергосистеми, а покриває базове навантаження енергосистеми.

Останній український атомний енергоблок був введений в експлуатацію у 2004 році, а основна частина - у 80-х роках минулого століття. Як і будь-яка техніка - реактори не вічні і мають свій технологічний ресурс. В найближчому майбутньому може початися поступове виведення цих енергоблоків з експлуатації. Перший реактор може бути зупинений вже в 2030 році.

Тому перед нашою країною стоїть непросте завдання - в найближчі десятиліття повністю оновити генеруючі потужності, враховуючи світові тенденції толерантного ставлення до навколишнього середовища і бурхливе зростання частки відновлюваних джерел енергії.

Сьогодні в світі активно розвивається технологія малих модульних реакторів потужністю до 300 МВт, які можуть прийти на заміну як великим АЕС, так і тепловим станціям.

За прогнозами, світовий ринок таких ректорів до 2025 року досягне 1 трлн дол.

Американо-український союз

За даними Міжнародного агентства з атомної енергії (МАГАТЕ), в світі налічується близько півсотні проектів і концепцій малих модульних реакторів. На сьогодні такі реактори знаходяться на просунутих етапах будівництва в Аргентині, Китаї .

Ще кілька проектів перебувають на рівні науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт, серед таких і проект американської компанії Holtec International, з якою наша країна вже співпрацює з будівництва Централізованого сховища відпрацьованого ядерного палива в Чорнобильській зоні відчуження.

Зараз Holtec опрацьовує пілотні проекти для Канади, країн Близького Сходу, а також України. Очікується, що перші реактори компанії будуть введені в середині 2020-х. Пілотна установка буде побудована в США.

Міжнародний консорціум

У червні цього року Національна атомна енергогенеруюча компанія "Енергоатом", Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки (ДНТЦ ЯРБ), а також Holtec International підписали угоду про створення міжнародного консорціуму з впровадження в Україні технології малих модульних реакторів SMR-160.

Як повідомив генеральний директор Holtec Ukraine Сергій Тараканов, робота консорціуму дозволить «Енергоатому» і «ДНТЦ ЯРБ» проаналізувати з урахуванням конфіденційності проект і визначити, де знаходиться Holtec в його розробці. Так само консорціум повинен буде визначити, які необхідні законодавчі зміни для впровадження цієї технології в Україні.

«Ми вважаємо, що протягом двох років роботи консорціуму ми будемо мати всі відповіді на питання, які на даному етапі консорціум перед собою ставить», - зазначив Тараканов.

Як повідомив начальник відділу «Науково-технічний центр» держпідприємства «Енергоатом» Олег Годун, основним завданням консорціуму є розгляд самої технології з метою імплементації.

«Завдання №1 - аналіз нормативної документації, завдання №2 - аналіз концептуального проекту. Завдання №3 - підготовка вихідних даних для розробки ТЕО, завдання №4 - оцінка проекту за методологією МАГАТЕ з метою аналізу можливості імплементації даної технології і підготовка відповідних документів для прийняття рішення на державному рівні », - сказав Годун, додавши, що установка SMR виходить за рамки існуючої регуляторної документації України.

Вражаюче хороший реактор

Чому саме реактор SMR-160 компанії Holtec?

По-перше, в перспективі розглядається можливість будівництва в Україні заводу з виробництва таких реакторів і їх експорт в інші країни.

Як розповів Тараканов, планується будівництво заводу-виготовлювача, який буде аналогічним заводу Holtec в Камдені (Нью-Джерсі, США). Будівництво такого заводу дозволить нашій країні експортувати дану технологію в інші країни, що може принести мільйони доларів валютного виторгу, а також включити в ланцюжок виробництва ряд українських підприємств.

В американській компанії висловили надію, що найближчим часом буде досягнуто домовленостей про участь в проекті харківського заводу «Турбоатом».

«Такі підприємства є і в Харкові, і в Краматорську. Якщо ми говоримо про системи управління технологічними процесами, то в Україні є два-три дуже сильних гравця, але назвати предметно імена, крім вже озвучених, ми зможемо після проведення переговорів. «Турбоатом» за сприятливих обставин буде притягнутий як виробник турбін для всіх станцій SMR-160 », - зазначив Тараканов.

По-друге, як відзначають в Holtec, їх технологія має ряд переваг: безпека і надійність за рахунок більш простої конструкції і використанню пасивних пристроїв; модульність конструкції, що знижує витрати і скорочує терміни будівництва (якщо введення в експлуатацію стандартного великого реактора АЕС займає близько десяти років, то тривалість будівництва SMR-160 близько двох років), термін експлуатації становить 80 років; можливість роботи в маневреному режимі;

Як зазначив директор «ДНТЦ ЯРБ» Ігор Шевченко, вибір даної технології є найбільш перспективним для України.

«Найбільш реальні, цікаві проекти, які зараз розглядаються в світі, ми розділили відповідно до міжнародних підходів на еволюційні, інноваційні та революційні. Пропонований компанією Holtec апарат відноситься до еволюційних. Ми вважаємо, що найбільш перспективним є якраз будівництво таких апаратів в Україні, оскільки їх технології та готовність нашої нормативної бази найбільш прийнятні », - сказав Шевченко.

При цьому він зазначив, що через відсутність досвіду експлуатації такої установки поки неможливо довести задекларовані переваги.

«Технологія модульних конструкцій - поки це тільки заяви, досвіду споруди немає. Хотілося б зрозуміти на наступних етапах, що це насправді так. Безпека і надійність - так, реактор виглядає вельми вражаюче. Він настільки гарний, що це здається підозрілим, тому частина технічних рішень, які реалізовані в рамках цього проекту, на нашу думку, вимагають додаткового аналізу », - заявив Шевченко.

«Що стосується локалізації в Україні подібного роду устаткування - так, це річ, напевно, цікава і корисна для всіх нас, але знову ж висновки можна буде робити після того, як щось буде зроблено. Маневрений режим - заява дуже класна, але потрібно буде дивитися, як цей досвід буде реалізований на конкретному майданчику з конкретним обладнанням і мережами », - додав він.

При цьому головним ризиком директор «ДНТЦ ЯРБ» бачить процес ліцензування даного реактора в Україні.

«І найголовніший наший сумнів - це ліцензування. Оскільки настільки нові технології суттєво впливають на процес ліцензування даного апарату, на терміни, на підхід до ліцензування. Апарат на стільки новий, попри те, що, на нашу думку, він є еволюційним, він все одно викликає ряд питань з точки зору зміни не тільки нормативної бази, але можливо й законодавчої », - сказав Шевченко.

Як повідомив директор Holtec Ukraine Тараканов, у 2022 році Holtec буде готовий укласти комерційний контракт, а самі роботи з будівництва пілотного блоку можуть бути розпочаті у 2025 році.

Ціна питання

За словами Тараканова, орієнтовна вартість будівництва модульного реактора SMR-160 становить 1 млрд дол.

«Стандартна ціна об'єкта, без урахування серійності, масштабування, то це - 1 млрд дол. На один енергоблок потужністю 160 МВт», - сказав Тараканов.

Досить значна сума, враховуючи те, що для заміни одного блоку ВВЕР-1000 буде потрібно шість SMR-160.

При цьому директор «ДНТЦ ЯРБ» Шевченко зазначив, що вартість таких реакторів на початковому етапі буде істотно вище, ніж традиційних, проте з часом варто розраховувати на їх суттєве здешевлення.

«Немає підтверджених даних по вартості кіловат-години цих сучасних технологій, але вже зараз ясно, що на першому етапі вона буде значно вище, ніж у реакторів великої потужності. Західні джерела говорять, яким чином можна знизити цю вартість: врахувати досвід спорудження, відкинути особливості проектування на наступних етапах, за рахунок модульності - споруди на одному майданчику не одного, а великої кількості реакторів, а також малий час спорудження », - сказав він.

У свою чергу, начальник відділу «Науково-технічний центр» держпідприємства «Енергоатом» Олег Годун зауважив, що в ході попередньої оцінки впровадження малих модульних енергоблоків в Україні було встановлено, що приведена вартість виробництва електроенергії для SMR-160 порівнянна з установками великої потужності, таких як АЕС-2006 і АР -1000 потужністю 1200 МВт.

«Результати розрахунків, які були проведені з використанням інструментарію МАГАТЕ (Міжнародного агентства з атомної енергії – ред.), дозволяють говорити про те, що, в принципі, приведена вартість виробництва електроенергії для установок SMR порівнянна з установками великої потужності. При цьому, в дослідженні не враховується модульність, а розглядаються тільки поодинокі установки », - сказав Годун.

Пошуки інвестора

Як зазначив директор «Науково-технічного центру» «Енергоатому» Микола Власенко, враховуючи вартість будівництва таких реакторів, «Енергоатом» буде розглядати всі застосовані в Україні технології, однак, пріоритет буде відданий компанії, яка погодиться виступити співінвестором.

«Є таке завдання - вибір реакторних технологій. Ми не обмежуємося однією технологією. Швидше за все, це буде багато технологій. В першу чергу, тут буде важлива не технологія, а той, хто дасть інвестиції. Іншого способу на сьогодні, на жаль, немає. Тому лінійка залишається вся можлива при наших нормативних вимогах, при тих критеріях оцінки, які розроблені. Але, природно, пріоритет буде віддаватися інвестору. Ми відстежуємо ситуацію через МАГАТЕ, через інші організації. Ніяка з технологій не відкидається », - зазначив Власенко.

У свою чергу, Тараканов відзначив, що покладені на «Енергоатом» спеціальні зобов'язання з продажу 90% своєї електроенергії за заниженими цінами для потреб населення після запуску нового ринку електричної енергії перешкоджають залученню великих інвестицій в атомну енергетику країни.

«Як ви знаєте, за тиждень до початку ринку уряд зобов'язав «Енергоатом» продавати 90% своєї електроенергії за спеціальними зобов'язаннями за неринковою ціною. Очевидно, що якщо це буде не тимчасовий порядок, а на багато років, то це фактично не дає можливості «Енергоатому» виходити на ринок зовнішніх запозичень і залучати кошти для масштабних проектів », - сказав Тараканов.

За його словами, допомогти «Енергоатому» в залученні коштів міг би проект «Енергетичний міст «Україна - Європейський Союз ».

«Ми з цікавістю спостерігаємо за розвитком проекту «Енергетичний міст «Україна-ЄС». На жаль, мушу зазначити, що на сайті Міністерства енергетики не так багато інформації по цій темі. Попри те, що саме міністерство організовує і проводить цей тендер. Одним з аспектів цього проекту є укладення договору, при якому «Енергоатом» матиме право експортувати електроенергію з блоку Хмельницької АЕС, і це право буде гарантовано урядом на тривалий період, наприклад, на десять років. Маючи такий механізм, вже можете розмовляти з іноземними банками або іншими фінансовими установами по залученню кредитів. Зараз же, якщо такого договору немає, то механізмів залучати дуже мало », - зазначив він.

Поки що неможливо уявити, як буде виглядати національна і світова енергетика через двадцять-тридцять років, проте Україні вже зараз необхідно визначити шлях стратегічного розвитку і йти по ньому. І тут зв'язка відновлюваних джерел енергії і малих модульних реакторів виглядає дуже перспективно. Однак, впровадження таких складних і інноваційних проектів зажадає колосальних фінансових ресурсів і масштабної організаційної роботи.

Нагадаємо, що вибір майбутньої реакторної технології для будівництва нових об’єктів атомної генерації в Україні на користь малого модульного реактору за проектом американської інжинірингової компанії Holtec International є найбільш прийнятним на сьогодні завдяки перевагам даної технології та можливості адаптації вітчизняної нормативно-правової бази для реалізації згаданої технології.

Раніше ЕлектроВісті писали, що 8 лютого 2019 року в американському місті Юпітер (штат Флорида) відбулося засідання Консультативної ради компанії Holtec International, присвячене питанням розвитку проекту реактора малої потужності SMR-160, який є одним з численних проектів компанії.