chud

Михаил ЧУДАКОВ, заместитель генерального директора МАГАТЭ, глава Департамента МАГАТЭ по атомной энергетике

 

О мировых перспективах атомной энергии

Сегодня на Земле проживают порядка 7,3 млрд человек, из них 1,1 млрд не имеют доступа к электроэнергии, 1 млрд – доступа к здравоохранению и иным благам из-за отсутствия энергетики. Порядка 2,6 млрд (более трети) населения Земли при приготовлении пищи и обогреве жилища используют энергию биомассы, то есть уничтожают леса. При этом продолжается увеличение населения, особенно в Экваториальной Африке, Азии. Характерен пример Нигерии: там проживает около 170 млн человек (20 лет назад было 100 млн), а через 20 лет население увеличится, по прогнозу, до 300 млн. Подобная ситуация наблюдается и в ряде других стран. 

ООН в сентябре 2015 года установила новые цели устойчивого развития для человечества, всего целей 17. Практически все они связаны с энергетикой, и атомная энергетика может обеспечить достижение большинства из них. Решающее значение атомная энергия имеет для достижения 7-й цели в этом списке «Доступ к энергетике» и 13-й – «Предотвращение климатических изменений». 

Существует прямая зависимость энергопотребления и благосостояния. Учитывая рост населения (предварительные расчеты показывают увеличение к 2050 году численности населения Земли до 9,6 млрд человек, в основном в азиатских и африканских странах), вывод напрашивается лишь один – необходимо обеспечить энергетикой растущие регионы. Эти страны и сами осознают важность решения данного вопроса. 21-я Конференция по климату в Париже (COP21) в 2015 году определила необходимость уменьшения эмиссии двуокиси углерода, чтобы выполнить установленную программу так называемого «сценария двухградусного потепления» – до середины столетия не превысить 2 °C, и к концу столетия уменьшить потепление до 1,5 °C за счет энергетики. Конференция по климату в Париже впервые не дискриминировала атомную энергетику, как это проходило на предыдущих мероприятиях. Мы не получили активной поддержки, но атомные источники были поставлены в один ряд с возобновляемыми, что уже хорошо. 

chud1

На данный момент продолжается рост эмиссии двуокиси углерода. Атомная энергетика уже сегодня позволяет существенно сократить объем выбросов. «Плато» роста выбросов, которое приходится на конец 1970-х годов, достигается как раз за счет массового ввода атомной генерации – прирост за счет атомной генерации не давал увеличиваться выбросам и парниковому эффекту. В общей сложности с 1970 по 2013 год за счет низкоуглеродных источников удалось избежать выброса 163 Гт двуокиси углерода; в этом объеме доля гидроэнергетики – 53 % (86–87 Гт), атомной – 41 % (66 Гт двуокиси углерода), остальных возобновляемых источников – около 6 %. 

Ежегодно атомная энергетика позволяет избежать выброса 2 Гт двуокиси углерода. Наименьшая концентрация двуокиси углерода (менее 100 г выбросов двуокиси углерода на киловатт-час) характерна для стран, где преобладает низкоуглеродная энергетика. В Норвегии 97 % – это ГЭС, во Франции 76 % – АЭС, в Швеции – 49 % ГЭС и 38 % АЭС, в Швейцарии – 59 % ГЭС и 38 % АЭС. Сравним эти величины с показателями стран Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), где объем выбросов составляет до 418 г дву­окиси углерода, это вчетверо больше, чем в других развитых странах.

Если мы возьмем весь жизненный цикл атомной энергетики от добычи урана до захоронения ОЯТ, то эффективнее по критерию выбросов только гидроэнергетика. Угольные электростанции даже с пресловутыми (лишь проходящими испытания на единичных объектах) «ловушками» по захвату и хранению двуокиси углерода дают выбросы на порядок больше, чем АЭС. При этом вопрос захоронения этих «ловушек» и накопленной двуокиси углерода остается открытым.

Учитывая тот факт, что к 2050 году больше половины населения будет жить в городах, компактность – не последнее достоинство АЭС. Площадка блока мощностью 1 ГВт занимает территорию около 3 кв. км; в ветрогенерации аналогичные мощности потребуют площадь порядка 900 кв. км, это вся Москва внутри МКАД. При этом коэффициент использования ветрогенерирующих установок составляет 32–47 % (это наилучшие проекты с шельфовым расположением; на материковой же части этот коэффициент не превышает 15 %). Опять же мощность одной из лучших ветрогенерирующих станций London Array (630 МВт) – это ­энергоснабжение лишь приблизительно четверти домов Лондона; отнимем показатель КИУМ, даже если предположим его в 50 %, и мы получим совсем небольшую эффективность по сравнению с атомной генерацией. Необходимо критически воспринимать информацию, которую предоставляют сторонники возобновляемых источников энергии (ВИЭ), хотя они и являются нашими союзниками в деле сокращения выбросов. 

Принимая во внимание вышесказанное, Сергей Кириенко на 60-й Юбилейной конференции МАГАТЭ выступил с инициативой помощи развивающимся странам в разработке национальных программ по уменьшению выбросов путем использования имеющихся у МАГАТЭ инструментов по определению, расчету, прогнозам по энергетике, применяя методологию международного проекта по инновационным реакторам и топливному циклу. Фактически предложено создать программу учета вклада атомной энергетики в нацио­нальные проекты по изменению климата. В данный момент МАГАТЭ прорабатывает эту инициативу РФ, создана рабочая группа, планируется проведение тематического форума. Эти меры помогут «реабилитировать» атомную энергетику и связать возможности энергии ядра с изменением климата на многие годы. Сейчас нашими инструментами пользуются более 130 стран и более 20 международных организаций; в их числе 30 стран, уже эксплуатирующих АЭС, и еще порядка 30, которые планируют присоединиться к ним. В общей сложности более 130 стран используют данную методологию по перспективам развития энергетики. Если мы добавим в эту методологию составляющую АЭС, то покажем долю выбросов, которых сможем избежать в перспективе.

В настоящий момент в мире работают 450 блоков, это примерно 392 ГВт установленной мощности, в целом это 5 % установленной мощности при 11% выработки электроэнергии. Возвращаясь к вопросу о ветряках. Я не хочу критиковать наших союзников, мы должны опираться на их знания в «зеленой» энергетике, но никаким возобновляемым источникам не удалось превзойти атомную энергию.

chud2

Порядка 30 стран планируют реализацию АЭС не только по причинам необходимости сохранения климата, но и в целях обеспечения устойчивого развития, создания рабочих мест, получения новых технологий. Один из важнейших аргументов развития атомной энергетики – энергобезопасность, энергонезависимость. 

Как известно, из 1 кг уранового топлива можно выработать более 50 тыс. кВтч электроэнергии, если же реализовать цикл многократной переработки, то этот показатель можно умножить на 50, и мы получим 2,5 млн кВтч. Сравним: килограмм угля дает 3 кВтч; то есть в примерно в миллион раз меньше. Современную АЭС отличает высокий КИУМ – порядка 90 %, долгий срок работы, у новых блоков – до 60 лет. Эти блоки обеспечивают базовую нагрузку в сетях и уже приспособились к изменению частоты. Если взять весь жизненный цикл АЭС, получаем самую низкую цену за киловатт-час.

Среди преимуществ АЭС –относительная свобода места установки, компактность, надежность, непрерывность снабжения, имеющиеся технологии: что делать с отходами, отработавшим топливом (вопреки cложившемуся мнению, эта проблема решена). Важно отметить и тот факт, что на работу атомных станций не влияет  климат и погодные условия. 

МАГАТЭ ежегодно формирует прогноз развития атомной энергетики. Прогноз до 2030 года показывает минимум 2 % и максимум 56 % роста атомной генерации до 2030 года. К сожалению, после аварии на АЭС «Фукусима» интерес к атомной энергетике несколько снизился, но не ушел. И даже 2 % – не стагнация, поскольку порядка 150 ГВт (150 блоков-­«миллионников») надо заместить по возрасту к 2030 году; отсюда необходимость строительства минимум 150 ГВт мощностей. В 2015 году эту программу в мире фактически реализовали – в сеть включено 10 блоков; подобная цифра характерна и для 2016 года. Но для максимума прогнозируемых темпов развития атомной генерации в 56 % необходимо, чтобы в полную силу начали работать международные механизмы защиты климата.

chud3

Какова картина развития атомной энергетики в регионах? В основном АЭС строятся на Дальнем Востоке – это Китай, Корея и Япония. Китай заявляет, что готов строить 200–250 блоков, для этого имеются пригодные площадки на побережье. Если эти планы будут реализованы, Китай будет обладать до 10 % атомной энергии по установленным мощностям. Активно реализуют программы по атомной энергетике Объединенные Арабские Эмираты, Индия, Пакистан, страны Восточной Европы. 

Однако мы не должны забывать о Фукусиме и Чернобыле. В прошлом году был подготовлен доклад МАГАТЭ по аварии на АЭС «Фукусима», в котором приведен план действий из 12 ключевых направлений, чтобы избежать подобных аварий. Предложенные мероприятия связаны со всем спектром деятельности атомной энергетики: это оценка безопасности, международное законодательство, работа со странами-новичками, подготовка и проведение партнерских проверок, управление аварийной готовностью, управление тяжелыми авариями, работа с регулирующими органами, с эксплуатацией, стандартами МАГАТЭ, научные исследования и разработки, радиационная защита и т. д. В этом направлении МАГАТЭ усиленно взаимодействует со странами – членами этой организации; мы продолжаем сотрудничать со всеми АЭС, эксплуатирующими реакторы второго поколения. Идет работа по продлению срока эксплуатации; МАГАТЭ помогает странам определиться с проверками систем управления и автоматизации, измерения, методиками ремонта и перегрузки, оценкой экономики АЭС, эффективностью топлива и созданием более толерантных топливных композиций, способных надежно противостоять аварийным ситуациям. Осуществляется переработка ОЯТ, отходов, снятия АЭС с эксплуатации, реабилитации площадок. Продолжается деятельность по созданию глубоких подземных хранилищ ОЯТ в Финляндии, Швеции, Франции. Всего в мире действует 147 хранилищ топлива вне реакторов; в основном оно в сухом виде ждет решения: уйти на глубокое подземное захоронение или поступить в переработку. 

Что касается снятия с эксплуатации, порядка 150 блоков остановлены, выдерживаются в установленном порядке и выводятся из эксплуатации в соответствии с графиками. В департаменте атомной энергии МАГАТЭ будет создано дополнительное направление по снятию с эксплуатации – для движения вперед мы должны показать эффективную «зачистку хвостов».

Что касается работы со странами-новичками, которые начали эксплуатировать АЭС или приступают к этой задаче, в них создается необходимая инфраструктура для обеспечения безопасной и устойчивой эксплуатации энергоблоков на период столетия и больше. Путь по созданию инфраструктуры предусматривает три основных «верстовых столба» (решение, контрактование, приемка) из 19 шагов, список которых периодически пересматривается и обновляется.

МАГАТЭ помогает странам проводить специальные миссии по проверке ядерной инфраструктуры. Уже 21 проверка проведена с момента создания этой программы в 15 странах; в 2015 году мы проверяли страны Африки (Нигерия, Кения и Марокко); в 2016 году проверки прошли в Казахстане и Малайзии, на очереди Бангладеш и Польша. Все страны профессио­нально и добросовестно воспринимают эту работу и стараются максимально создать соответствующую инфраструктуру, чтобы обеспечить надежную эксплуатацию атомной энергетики. Основная идея в создании инфраструктуры – подготовить страну к осознанному принятию решений по эксплуатации атомной энергетики на протяжении десятилетий и веков, что бы ни происходило в государстве.

Кадры решают всё

Подготовка кадров – это один из ключевых моментов безопасности атомной энергетики. При наличии международных структур со специально подготовленными кадрами, ориентированными на обеспечение аварийной готовности и управление тяжелыми авариями, можно было бы избежать или значительно уменьшить последствия аварий в Чернобыле и на Фукусиме. 

В сентябре 2016 года российскому НИИАР был вручен документ, удостоверяющий соответствие требованиям, которые предъявляются к международным исследовательским центрам. Это позволяет на базе НИИАР обучать специалистов из стран, планирующих развивать атомную энергетику на российских технологиях, и проводить совместные научно-исследовательские работы. Страны, которые не имеют доступа к исследовательским реакторам, могут использовать базу российского международного центра.

Большое значение имеет работа МАГАТЭ с университетами. Наши «школы» действуют в Италии, США, ОАЭ, ЮАР, и впервые в этом году школа менеджмента в области атомной энергетики была проведена в России. Уже более 800 студентов-профессионалов, специалистов среднего звена из разных стран прошли эту школу. Также Россия активно участвует в деятельности Международной академии ядерного менеджмента, INMA. В мае 2016 года на совещании в Манчестерском университете к деятельности INMA подключился МИФИ, разработана совместная программа обучения, по окончании вручается степень магистра по ядерному менеджменту.

В подготовке кадров активно используется электронное обучение, сеть StarNET. Сеть объ­единяет 13 университетов России, стран СНГ; развитие данной сети координирует МИФИ. В настоящее время в мире уже более 10 тысяч пользователей из 60 стран обучаются, применяя нашу кибернетическую обучающую электронную платформу, в которую загружено более трехсот отдельных курсов.

Россия первой поддержала инициативу МАГАТЭ о создании резервного банка обогащенного урана, чтобы гарантировать странам, эксплуатирующим атомную энергетику или вступающим на этот путь, доступ к топливу, если по политическим причинам он окажется закрыт. Ангарский международный центр обогащения урана и резервный банк обогащенного урана посетила делегация главы МАГАТЭ Юкио Амано. Аналогичный банк обогащенного урана, эксплуатацией которого будет заниматься МАГАТЭ, создается в Казахстане; подписано соглашение о транзите урана через Россию.

МАГАТЭ активно участвует в разработке новых, революционных реакторов, в первую очередь это перспективные быстрые реакторы с различными теплоносителями, солевые, высокотемпературные, газовые, суперкритические. Также мы работаем с малыми реакторами, интерес к которым растет по всему миру, поскольку они требуют меньших инвестиций, менее зависимы от сетей, хорошо покрывают потребности изолированных территорий, более безопасны, имеют более короткий срок ввода. Возможно не­­электрическое применение таких реакторов – обессоливание воды, отопление, производство водорода. Они также позволяют выполнить замену старых угольных станций, используя их инфраструктуру. В России в стадии завершения находится проект ПАТЭС; также следует упомянуть проект ­Carem-25 в Аргентине, реализуется проект малой АЭС и в Китае. «На бумаге» же существует более 50 проектов.

chud4

Наконец, важное направление нашей работы – это fusion, технология будущего, термоядерный синтез. Строительство проекта ITER выходит на завершающую стадию; в 2025 году на этой установке планируется обеспечить удержание плазмы в течение 500 секунд. И даже если этого не случится в 2025 году, рано или поздно эта революция произойдет. Нас ждет безотходное производство, безопасность и чистая энергия Солнца. Россия является одной из стран, обеспечивающих поддержку этого проекта. Будущее за атомной энергией – как деления, так и синтеза! РЭА