Дальний Восток обещает стать полигоном для внедрения атомных станций малой мощности (АСММ)
К середине 2040-х в России планируется увеличить долю атомного электричества в стране до 25%. В различных регионах предлагается построить крупные АЭС, вместе с тем распространение может получить создание гораздо меньших по мощности станций – в изолированных энергосистемах. Они позволят решить вопрос с локальным энергоснабжением поселков и новых производств по освоению минерально-сырьевой базы.
Производство ядерного топлива. копирайт: АО «ТВЭЛ» Создание АСММ берет начало с зарождения атомного ледокольного флота, который вывел освоение Арктики на новый уровень. Знаковым событием стал ввод в 1959 году в эксплуатацию ледокола «Ленин» – первого надводного судна с ядерной силовой установкой (сейчас является музеем).
«В Заполярье строились крупные предприятия, рудники. Чтобы обеспечивать их нормальную деятельность нужно было постоянно привозить людей, продукцию, а у дизельных ледоколов не хватало мощностей», – рассказывает заместитель гендиректора госкорпорации «Росатом» Андрей Никипелов.
За более чем 60 лет для атомного флота произведено 32 транспортных гражданских реактора. В советский период разработаны установки серий ОК-150, ОК-900, КЛТ-40. Кстати, последняя применена на плавучей АЭС «Академик Ломоносов», работающей с 2020 года в Певеке. К настоящему времени этой станцией произведено более 1,1 млрд кВт/ч электроэнергии.
Установка блока реакторной установки РИТМ-200 на атомном ледоколе нового поколения «Сибирь». фото: Росатом
В 2013 году начался выпуск энергетических реакторов новой линейки. Это в первую очередь Ритм-200 мощностью 50-60 МВт. Сейчас он является флагманским реактором, отметил представитель «Росатома». Оснащенные этой установкой четыре ледокола серии 22220 «Арктика», «Сибирь», «Урал», «Якутия» находятся уже в эксплуатации, в процессе постройки – суда «Чукотка» и «Ленинград». Как ожидается, в ближайшее время будет заложен атомоход «Сталинград», кроме того, в правительстве РФ обсуждается строительство еще двух ледоколов этого же проекта.
Одновременно идет работа над реактором Ритм-400, который по мощности вдвое превосходит Ритм-200. Такой силовой установкой предполагается оснащать ледоколы проекта 10510 «Лидер». Головное судно «Россия» строится на большекаменской верфи «Звезда».
Помимо ледокольного флота энергетические реакторы запланированы к использованию на плавучих энергоблоках типа ПЭБ-106, ПЭБ-180 (в процессе разработки реакторы Ритм-200М, Ритм-400М), а также на наземных атомных станциях малой мощности (Ритм-200Н).
Первая реакторная установка РИТМ-400 для атомного ледокола «Россия». автор фото: Aleksandr Chikin, копирайт: газета «Страна Росатом»
Первый плавучий энергоблок планируется запустить в бухте Наглейнын на Чукотке для энергоснабжения недропользователей в Баимской рудной зоне. Всего будет четыре реактора общей мощностью 424 МВт: первые два планируется ввести в 2028 году, третий – в 2029-м, четвертый – в 2031-м.
Постройка наземной АСММ запланирована в Якутии в поселке Усть-Куйга для снабжения горнодобывающего кластера в Усть-Янском районе, формирующегося вокруг Кючусского золоторудного месторождения. Сооружение с двумя энергоблоками (суммарная мощность – 110 МВт) станет первой такого рода атомной станцией в России, которая появится за длительный период после Билибинской АЭС, построенной в 1970-х.
Изначально ввод одноблочной АСММ на 50 МВт в Якутии планировался в 2028 году, но в связи заменой проекта на двухреакторный объект срок сдачи в эксплуатацию перенесен на 2031-й. Решение о строительстве станции с двумя энергоблоками вместо одноблочной принято с учетом перспектив освоения других запасов полезных ископаемых, в том числе месторождений олова (Депутатское, Тирехтях, Одинокое), серебра, редкоземельных металлов.
Другую АСММ «Росатом» намерен построить в Норильске. Максимальная мощность станции, состоящей из четырех реакторов, оценивается в 320 МВт.
Реализация этих проектов задумана без привлечения бюджетных средств. «По сути [объекты генерации] формируются за счет контрактации с потребителем. И у коллег есть либо предварительные, либо уже подписанные соответствующие соглашения с потребителями, которые работают в этой энергозоне», – уточнил директор департамента развития электроэнергетики Минэнерго России Андрей Максимов.
По его словам, несмотря на высокий CAPEX, малые АЭС дадут больший экономический эффект в сравнении с другими видами генерации в технологически изолированных энергосистемах.
Практика строительства малых атомных станций может быть расширена. Россия вообще создана для тиражирования подобной энергетики, убежден научный руководитель АО «ВНИИАЭС» Сергей Соловьев. «80% природных богатств у нас размещено на 3/4 территории, где как раз нет централизованных сетей», – отмечает он.
Вкладываться в сетевую инфраструктуру в условиях Крайнего Севера дорого. Строительство 1 км ЛЭП 110 кВ еще пять лет назад оценивалось приблизительно 80-90 млн руб., информирует технический директор ООО «НГ-Энерго» Игорь Бутвина. «Чтобы обеспечить поселок на расстоянии 50-60 км, которому требуется 3-5 МВт электрической энергии, только стоимость одной линии электропередачи составит несколько миллиардов рублей. Это совершенно нецелесообразно», – полагает он.
Как сообщил депутат Госдумы Федот Тумусов, только в Арктике действуют 1,5 тыс. дизельных электростанций и почти 4 тыс. угольных котельных. При этом потери ресурсов достигают до 40%, а тарифы растут космическими темпами. Парламентарий предлагает решать вопрос за счет широкого распространения микро-атомных технологий, с подключением Росатома.
И в российской и в мировой атомной энергетике сегодня есть различные решения для локального энергообеспечения (всего в мире заявлено боле 80 типовых проектов АСММ). К примеру, Курчатовским институтом спроектирована мини-АЭС с реактором типа «Елена-АМ» для снабжения Тикси. В собранном виде «Елена» представляет собой цилиндр диаметром 4,5 м и высотой 15 м. Установка разбирается на отдельные блоки. Вся станция высотой с десятиэтажный дом также имеет цилиндрическую форму диаметром 40 метров.
источник изображения: научно-деловой портал «Атомная энергия 2.0»
Технологий появляется немало, и в любом случае должны быть обеспечены высокое качество заводского изготовления и транспортабельность оборудования, говорит Сергей Соловьев. Строительно-монтажные работы на Севере существенно удорожают проект, поэтому надо произвести на заводе максимальный объем монтажа, а минимальный – уже на площадке.
«Нужны роботы, потому что, если станций будет много, возрастет потребность в квалифицированном персонале – туда не наездишься. А если роботы – это новая норма безопасности, как можно искусственному интеллекту это доверить», – рассуждает представитель ВНИИАЭС.
Много пробелов остается и с точки зрения существующей нормативной базы. Например, большой блок вопросов связан с плавучими энергоблоками, констатирует начальник управления по регулированию безопасности атомных станций и исследовательских ядерных установок Ростехнадзора Владислав Манаков. Согласно правилам МАГАТЭ, ответственность за работу такого объекта на протяжении всего жизненного цикла несет эксплуатирующая компания.
«В отношении судов и плавучих энергоблоков есть нюанс, который не учитывается законодательством. Потому как в соответствие с законом №170 ("Об использовании атомной энергии" – EastRussia) при сооружении, строительстве плавучих энергоблоков устанавливается, что ответственность за этот процесс несет не эксплуатирующая организация, а головная конструкторская и судостроительная. Это уже некое нарушение того принципа, который реализуется всем мировым сообществом», – говорит Владислав Манаков.
Единственная в мире действующая плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) «Академик Ломоносов» на Чукотке. копирайт: ПАТЭС
При этом, согласно законодательству, ответственность за радиационный ущерб несет эксплуатант, тогда как в отношении проектировщика и строителя объекта таких обязательств нет. «Но надо понимать, что при строительстве плавучего энергоблока процесс ввода его в эксплуатацию осуществляют эти две организации. В рамках этого происходит загрузка активной зоны ядерным топливом и вывод реакторной установки на минимально контролируемый уровень. То есть все виды опасности, которые присущи атомным станциям, происходят и на этапе строительства. И тут на наш взгляд недостаточно законодательства», – пояснил представитель Ростехнадзора.
Сегодня продолжается разработка транспортабельного мини-реактора «Шельф-М» на 10 МВт. В 2023 году «Росатом» и правительство Чукотки заключили соглашение по проекту АСММ, создаваемой на базе этой реакторной установки, для обеспечения энергоснабжением золоторудного месторождения Совиное и некоторых населенных пунктов.
В то же время развитие технологий наземных транспортабельных атомных станций не закреплено ни в одном документе стратегического планирования РФ, подчеркивают в Ростехнадзоре. Да и опыта как строительства, так и эксплуатации подобных сооружений в стране практически нет.
«Это реакторная установка, которая на заводе-изготовителе загружается ядерным топливом, проводятся все испытания. Потом эта батарейка, некая капсула с топливом, транспортируется в пункт размещения. С точки зрения требований по безопасности Ростехнадзору не хватает более детальной информации от проектантов, корпорации [Росатом]», – говорит Владислав Манаков.
Конечно, крупнейшие аварии на АЭС Три-Майл-Айленд (1979 год), Чернобыль (1986), Фукусима-1 (2011) привели к повышению требований безопасности и повлияли на удорожание проектов атомной энергетики.
«Это все-таки события достаточно редкие. Большая часть стоимости современных больших блоков – как раз меры безопасности. Но когда подходим к станциям малой мощности, мое мнение, нужно пересмотреть законодательство, и эта работа делается. Важно заново уточнить ущерб, потому что ущерб от малой станции будет даже не кратно меньше. Там целый класс аварий пропадает – тех, которые [могут произойти] на больших станциях», – объясняет заместитель директора по ядерным технологиям НИЦ «Курчатовский институт» Алексей Ковалишин.
Пересмотр возможных рисков позволит удешевить проекты АСММ, сделать их более конкурентоспособными, считает он.
Особую важность для создания АСММ приобретают законы о территориях опережающего развития и господдержке предпринимательской деятельности в арктической зоне, говорит директор департамента по работе с регионами и органами государственной власти АО «Концерн Росэнергоатом» Светлана Чурилова. Они предусматривают ряд преференций, которыми вполне могли бы воспользоваться атомщики, но сегодняшний характер правоприменения не дает в полной мере получить от льгот этот эффект.
Для получения статуса резидента ТОР потребуется изменить традиционную схему владения, эксплуатации атомных станций малой мощности. В частности, концерну придется создать дочернее общество с последующем включением его в перечень российских юрлиц, в собственности которых могут находиться ядерные установки, затем создать филиал на площадке АСММ в соответствие с распоряжением Ростехнадзора, заключить договор на эксплуатацию станции с «дочкой».
«Все это приведет к увеличению административных расходов, временных и других затрат и собственно снизит эффективность мер господдержки резидента ТОР, а самое главное, это негативно повлияет на формирование конечного тарифа», – подчеркнула Светлана Чурилова.
Выход – в изменении законодательства в части предоставления статуса резидента организациям, создающим в ТОР свои филиалы по эксплуатации генерирующих объектов, добавила она.
Другая проблема может крыться в нестабильных объемах потребления на всем жизненном цикле АСММ. «Билибинская АЭС создана в 1973-1974 годах, и пока был потребитель, она очень хорошо себя показывала. Потом потребитель исчез. Строя такие станции, всегда нужно понимать, кто будет дальше пользоваться этой энергией, поскольку срок жизни сооружения – это десятилетия (расчетный срок службы установки Ритм‑200 – 60 лет – EastRussia)», – обращает внимание Алексей Ковалишин.
По его словам, то, что ПАЭС «Академик Ломоносов» с начала запуска в 2020 году произвела 1,1 млрд кВт/ч электроэнергии, свидетельствует о низком коэффициенте использования установленной мощности (КИУМ). «Это 1,6 года непрерывной работы – довольно небольшой КИУМ. Но этот вопрос не совсем к атомщикам, а как раз к той инфраструктуре, которая готова принять такой источник энергии или нет», – отметил представитель Курчатовского института.
Кстати, определенные сложности сейчас возникли в части проекта АЭС для Баимского ГОКа. По словам Андрея Максимова, запроектирована достаточно большая мощность для потребителя, однако контрактация объемов пока задерживается.
текст: Павел Усов