Atomexp 06 2017 by romannoskov20021

№

(57)

АВГУСТ–СЕНТЯБРЬ 2017 atomicexpert.com Тема номера

Новые бизнесы

Лекторий

Быстрые реакторы: время перемен

«Беркут» на дорогах

Электротехника: время для революции

Лодочные реакторы для малых АЭС

В мире

Внеклассное чтение

Малые формы ядерной энергетики

«Красная книга» урана

Туринская плащаница под микроскопом

В номере: № 6 (57), август–сентябрь 2017 г. Информационно-аналитическое издание, приложение к научному журналу «Атомная энергия» И.о. главного редактора: Ю. А.  Гилева

Новости

В мире

Зачем «Росэнергоатом» покупает подрядчика строительства ЛАЭС-2? Как развивается скандал вокруг площадки АЭС «Ви-Си Саммер»? Почему обновленное Минэнерго США вступилось за уголь и атом?

Техасской резни не будет. Как Рик Перри стал главой министерства энергетики, которое призывал ликвидировать?

Шеф-редактор: Ирина Азарина

стр. 4–5

Выпускающий редактор: Никита Барей

Тренды

Авторы: Т. Данилова, К. Кобяков, У. Ольховская, О. Плотонова, Е. Покровская, Е. Рябиковская, Ю. Сидоров, Е. Трипотень, И. Шульга Дизайн-макет: Семен Мизюркин Учредители: Некоммерческая организация — Фонд «Центр корпоративной информации» (НО-Фонд «ЦКИ»), Некоммерческое партнерство содействия экспертному сообществу в развитии атомной отрасли «Эксперт» (НП «Эксперт») Издатель и редакция: ООО «Юг Медиа», 107078, Москва, ул. Новая Басманная, д. 14, стр. 4, тел.: +7 (499) 391–64–00 Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77–53618 от 10.04.2013. Распространяется по подписке на предприятиях атомной отрасли России. Выходит с октября 2011 г. Цена свободная Номер подписан в печать 2 сентября 2017 г. Отпечатано в типографии: ОАО «Типография Р-Мастер», 125438, Москва, ул. Михалковская, д. 52, стр. 23 Тираж: 3000 экз. Распространение и размещение рекламы: +7 (499) 391–64–00, expert.atom@gmail.com Электронный портал журнала: atomicexpert.com

Возможны ли контрсанкции в части поставок урана в США? Кто эффективнее в генерирующем бизнесе: конгломераты энергокомпаний или чистые вендоры? Почему проект строительства новых блоков АЭС «Вогл» закопал в землю миллиарды долларов? Как новые энергостратегии влияют на страны? стр. 6–11

Точка зрения Руководитель образовательной программы «Современная космонавтика» в московском Политехе Александр Шаенко — о частном бизнесе в космонавтике.

Малые модульные реакторы по-прежнему вызывают интерес у заказчиков. О появлении рынка пока рано говорить, но определенные подвижки есть. В ряде стран уже переходят от слов к делу. стр. 34–47

Лекторий О радиофобии, пользе малых реакторов и перспективах развития жидкометаллических установок рассказывает академик РАН, доктор технических наук Ашот Саркисов. стр. 48–59

Патенты Обзор самых интересных патентов, опубликованных во втором квартале этого года. стр. 60–61

стр. 12–13

В мире Тема номера Быстрые реакторы: что нового. Обзор итогов конференции МАГАТЭ по реакторам на быстрых нейтронах, которая состоялась летом в Екатеринбурге. Ключевые изменения в национальных программах основных игроков. стр. 14–21

Новые бизнесы В России две беды; от одной из них поможет избавиться измерительный комплекс «Беркут». Приведет ли техническое обновление российской электротехники к прорыву в режиме 4:0? стр. 22–33

«Красная книга» урана — регулярный мировой аналитический обзор МАГАТЭ. Мы собрали самые интересные данные, оценили динамику рынка. стр. 62–67

Внеклассное чтение Исследование Бога: трансмиссионная микроскопия и древние реликвии. стр. 68–69

КО Л О Н К А Р Е Д А КТО РА

ATOMICEXPERT.COM

Новогодние ощущения

Юлия ГИЛЕВА, и.о. главного редактора

Вплоть до начала XVIII века новый год в России отмечали 1 сентября. Наблюдая за тем, как с приходом осени возрастает информационная активность, мы готовы привести целый ряд аргументов за возврат к старому стилю. Судите сами. Вся вторая половина лета — пик отпусков, затишье: новостей почти нет. Но буквально накануне 1 сентября трафик становится гуще, мониторинги СМИ толстеют. И вот уже на наших глазах формируется новая повестка дня. Для любой крупной компании конец лета и первые дни осени определяют весь будущий год. Ведь именно в это время формируются годовые бюджеты, обновляется стратегия, определяются КПЭ и так далее. Наш журнал тоже был в отпуске в июле–августе. Так что в первом осеннем выпуске мы отчасти подводим итоги завершившегося делового сезона. Центральный материал вновь посвящен быстрым реакторам и замкнутому ядерному топливному циклу. Конференция МАГАТЭ, состоявшаяся в конце июня в Екатеринбурге, обобщила опыт стран, занимающихся развитием быстрых технологий. А мы постарались его описать. Традиционно в этом номере ряд материалов посвящен проектам развития новых бизнесов. Мы попытались разобраться, в чем суть проекта «Беркут» и как технологии атомной отрасли помогут оценить состояние российских до-

рог. Выяснили, что за революцию обещает ВЭИ электротехнической отрасли России. Реакторы малой мощности — мечта атомщиков всего мира. Проектов подобного рода немало. Но множество факторов мешают их внедрению. Тем не менее мечты — именно то, что двигает инновационные отрасли вперед. Мы внимательно следим за темой малых реакторов и в этом номере представляем читателям очередной обзор. Кроме того, академик А. А. Саркисов в рамках лектория поделился с нами своим взглядом на перспективы их развития. Раз в несколько лет выходит масштабный отчет по динамике уранового рынка в мире. Мы проанализировали «Красную книгу» по урану за 2016 год и подготовили на основе этого анализа обзорный материал. Еще один текст посвящен новому руководителю министерства энергетики США. Безумно интересно будет следить за тем, как с его приходом изменится политика DOE по отношению к мирному атому. Атомная отрасль консервативна и привыкла к длинным циклам реализации проектов. Но мир меняется очень быстро, с каждым годом все быстрее. Как не отстать и научиться реагировать на изменения? Этой теме будет посвящен следующий номер журнала. Проведите осень вместе с «Атомным экспертом» — будет не скучно.

№6 (57) 2017

НОВОСТИ

Сотрудник холдинга «Титан-2» на строительной площадке ЛАЭС-2, г. Сосновый Бор

ЗАРУБЕЖНЫЕ ПРОЕКТЫ

«Росэнергоатом» входит в капитал «Титан-2» Электроэнергетический дивизион госкорпорации «Росатом» — к онцерн «Росэнергоатом» — д о конца 2017 года войдет в акционерный капитал инжиниринговой компании «Титан‑2». Принципиальное решение уже принято, детали сделки будут обсуждаться на уровне госкорпорации в сентябре. Решение о покупки части акций «Титана‑2» продиктовано совместным желанием сторон оптимизировать финансирование в рамках проекта сооружения ЛАЭС‑2. Вхождение «Росэнергоатома» в акционерный капитал позволит распространить на «Титан‑2» часть корпоративных политик и процедур Росатома и оптимизировать условия финансирования оборотных средств компании на условиях существенно лучших, чем финансирование генерального подрядчика в ряде коммерческих банков, сообщили в электроэнергетическом дивизионе Росатома. В августе речь шла о покупке до 50 % эмиссии акций «Титана‑2». Однако конечная доля может вырасти до 100 %: «Росэнергоатом» получил официальное разрешение Федеральной антимонопольной службы на полное поглощение «Титана‑2». Впрочем, в РЭА пока отрицают такую возможность, отмечая, что окончательное решение о размере покупаемой доли будет приниматься на уровне госкорпорации в сентябре.

«С учетом соответствующих процедур по согласованию сделки ориентировочные сроки ее закрытия планируются до конца 2017 года», — о тметили в электроэнергетическом дивизионе Росатома. После вхождения в число акционеров «Титана‑2» менеджмент «Росэнергоатома» намерен развивать новый актив путем укрепления бизнеса группы «Титан‑2», инжиниринговой функции и функций генерального подрядчика на крупных проектах концерна «Росэнергоатом» и ГК «Росатом». Для этого планируется наладить «более тесное взаимодействие проектных команд заказчика и подрядчика» и использовать общие интегрированные информационные системы (скорее всего, речь идет о Multy-D). С точки зрения управления «Титаном‑2» изменений пока не будет. В «Росэнергоатоме» сообщили, что менеджмент петербургской компании останется на своем месте, однако новый акционер будет «согласовывать назначения сотрудников на ряд менеджерских позиций для более тесной интеграции и координации работы проектного офиса и реализации функции финансового контролера в рамках использования финансирования сооружения ЛАЭС‑2». Кроме того, «Титан‑2» будет вынужден присоединиться к стандартам «Росэнергоатома» в области обеспечения финансовой, антикоррупционной, закупочной политики и политики в области культуры безопасности. Покупка пакета акций «Титана‑2» позволит «Росэнергоатому» усилить контроль за деятельностью одного из своих подрядчиков. И, без сомнения, усилит компетенции «Титана‑2». О необходи-

мости такого усиления генеральный директор «Росэнергоатома» Андрей Петров говорил еще в начале 2016 года. Ситуацию с «Титаном‑2» следует рассматривать не только в контексте достройки Ленинградской АЭС‑2. Эта инжиниринговая компания выполняет функцию генерального подрядчика в другом знаковом проекте — на финской АЭС «Ханхикиви». Строительство этого энергоблока планируется начать в 2018 году. В контракте прописаны жесткие временные рамки, несоблюдение которых грозит финансовыми потерями. При этом группа ИК «АСЭ», которая обладает опытом строительства АЭС за рубежом, загружена работой по проектам в Бангладеш, Белоруссии, Индии, Китае, Турции, Венгрии. Наличие еще одного крупного подрядчика, имеющего компетенции в части сооружения ядерных объектов, — хорошая возможность компенсировать риски срыва сроков строительства.

ЗАРУБЕЖНЫЕ ПРОЕКТЫ

Заказчик назвал условия продолжения строительства АЭС «Ви-Си Саммер» Американская энергокомпания South Carоlina Electric & Gas (SCE&G), владеющая 55 % долей в проекте строительства блоков №№ 3,4 АЭС «Ви-Си Саммер», назвала условия, при которых строительство этих энергоблоков может быть возобновлено. Это произошло после того, как 31 июля стало известно, что второй акционер проекта — к омпания Santee Cooper — о тказался от финансирования достройки второй очереди станции. Ситуацию с достройкой АЭС «Ви-Си Саммер» инвесторам прокомментировал председатель совета директоров, главный исполнительный директор корпорации SCANA (материнская компания SCE&G) Кевин Марш. По его словам, главное условие для возобновления строительства — появление в проекте нового партнера вместо Santee Cooper. В этом случае SCE&G начнет обсуждать доли участия,

НОВОСТИ

ATOMICEXPERT.COM

Фото: Титан-2, SCE&G

а также решение о том, будут достраиваться оба энергоблока или только один. «Переговоры об условиях контракта на строительство мы будем вести с генеральным подрядчиком — будь то Fluor или какая-либо другая компания. Кроме того, нам придется перезаключить соглашение об оказании услуг с Westinghouse Electric, так как АЭС строится по проекту этой компании и в случае продолжения строительства нам понадобится инжиниринговая поддержка с ее стороны», — сказал К. Марш. Только после выполнения всех этих условий заказчики смогли бы вновь обратиться в Комиссию по коммунальным услугам штата Южная Каролина и предложить ей на рассмотрение план продолжения работ. По словам главы SCANA, на все эти процедуры потребуется примерно год. К. Марш признал, что решение SCE&G об остановке строительства блоков №№ 2,3 АЭС «Ви-Си Саммер» «было не лучшим выбором», но оно базируется на комбинации негативных факторов: влиянии банкротства Westinghouse Electric на выполнение строительного контракта, результатах анализа стоимости и срока окончания проекта, а также решении Santee Cooper приостановить стройку. Он подчеркнул, что в существующих условиях прекращение строительных работ на АЭС «Ви-Си Саммер» — разумное решение. В середине августа SCE&G сообщила об отзыве из Комиссии по коммунальным услугам Южной Каролины своего заявления о прекращении проекта. На такой шаг компания пошла «в ответ на озабоченность депутатов законодательного собрания штата, а также чтобы дать время чиновникам для анализа ситуации». По словам К. Марша, менеджмент SCE&G проводит встречи с заинтересованными лицами в различных органах власти Южной Каролины. При этом он подчеркнул, что компания не изменила собственной позиции относительно прекращения строительства блоков №№ 2,3 АЭС «Ви-Си Саммер». На площадке второй очереди АЭС «Ви-Си Саммер» строятся реакторы AP1000. Первый бетон в основание блока № 2 был залит в марте 2013 года, в основание блока № 3 — в ноябре 2013 года. Изначально планировалось ввести блоки в эксплуатацию в 2017 году, однако впоследствии дата окончания строительства неоднократно переносилась.

ТЕХНОЛОГИИ

Минэнерго США вступилось за уголь и атом Министерство энергетики США выразило озабоченность тенденцией к преждевременному останову АЭС и угольных ТЭЦ в связи с ростом газовой и возобновляемой генерации. По мнению экспертов ведомства, такая тенденция ставит под удар надежность энергосистемы США. Эти выводы содержатся в докладе «О рынках электроэнергии и надежности», который был подготовлен по заданию министра энергетики США Рика Перри. Документ рассматривает три критически важных вопроса: эволюцию развития рынков электроэнергии, насколько адекватно оптовые рынки энергии и мощности вознаграждают различные формы генерации, а также давление, которое регулирующие органы оказывают на производителей энергии. Авторы доклада считают одним из главнейших факторов энергорынка США существенное влияние регулирующих норм и субсидий, которые «ставят под угрозу энергобаланс». Так, развитие рынка в условиях применения различных возобновляемых источников энергии привело к увеличению гибкости в эксплуатации генерирующих мощностей и сетевых ресурсов. «Некоторые технологии производства электроэнергии изначально проекти-

ровались для работы в режиме базовой нагрузки и не предназначены для эксплуатации в маневренном режиме; что же касается ядерной энергетики, она не имеет регулирующих норм для работы в маневренном режиме», — говорится в докладе Минэнерго. При этом авторы документа отмечают: ГЭС, АЭС, угольные и газовые электростанции служат повышению надежности энергосистем и обеспечивают топливное разнообразие, что критически важно для устойчивости энергосистемы США. В докладе предлагается снизить стоимость и сократить сроки первичного и повторного лицензирования, оформления разрешений на использование сетевой инфраструктуры для АЭС, ГЭС, угольных станций, а также новых видов генерации. Рекомендацией для ядерной энергетики стал совет «обеспечить безопасность существующих и будущих ядерных установок без лишнего повышения затрат на эксплуатацию и без роста экономической неопределенности». В частности, авторы доклада предлагают Комиссии по ядерному регулированию (NRC) перевести нормы ядерной безопасности на рискориентированный подход. «Этот доклад нужно было подготовить уже давно. Энергетическая отрасль претерпела существенные изменения в последние годы, а правительство не успевало за ними… Политические и нормативные решения должны приниматься на основании существующего облика рынка, а не того, что был годы назад», — прокомментировал доклад Р. Перри. Установка парогенератора реактора Westinghouse AP1000 на 2-ю очередь АЭС «Ви-Си Саммер». 10 января 2017 года

№6 (57) 2017

ТРЕНДЫ

СТРАТЕГИЯ

Санкционный бумеранг В свете возможной «санкционной войны» России и США многие сегодня задаются вопросом: чем способна ответить Москва на рестрикции Вашингтона? Среди немногих сфер, в которых действия России гипотетически могут оказаться чувствительными для Соединенных Штатов, — п оставки обогащенного урана, точнее — О УП и услуг по разделению. В этой области, как и в сфере космического транспорта, США находятся на переходном этапе: они отказались от прежних технологий, но еще не успели развернуть новые, более современные. В «межсезонье» американцы временно используют импорт, в том числе из России. Раньше по масштабу обогащения урана США делили с Советским Союзом мировое первенство, уступая СССР в эффективности технологий. К концу 1970-х годов американские мощности превышали 17 млн единиц работы разделения (ЕРР), однако затем Вашингтон поэтапно закрыл заводы по обогащению урана на всех трех своих площадках: в 1987 году прекратили работу военные разделительные комплексы в Ок-Ридже (штат Теннесси), в 2001 году — к оммерческий газодиффузионный завод в Пайктоне (штат Огайо), в 2013 году — а налогичный по профилю в Падъюке (штат Кентукки). Ряд компаний (USEC, Areva, Urenco, GLE, дочерние структуры Росатома) выступили с предложениями о строительстве в США заводов для обогащения урана. Однако пока частично реализован лишь проект американской «дочки» европейской компании Urenco: в 2010 году она ввела в эксплуатацию первую очередь предприятия в Юнисе (штат Нью-Мексико), мощность которого к началу 2017 года достигла ~4,7 млн ЕРР. В настоящее время этот завод обеспечивает ~1/3 потребностей рынка обогащения США (они составили в 2016 году 14,3 млн ЕРР). Соответственно, около 2/3 ЕРР поступает в Соединенные Штаты из-за рубежа. Импорт в этой области начал преобладать над внутренними поставками с 1999 года, а в 2001–2008 годах он обеспечивал до ~90 % рынка ЕРР США. При этом Россия покрывала до 40–50 % потребностей этого рынка.

В последние годы зависимость от импорта снижается по мере расширения американских разделительных мощностей. Уменьшилась и российская доля: после завершения в конце 2013 года реализации соглашения «ВОУ-НОУ» она снизилась в 1,5–2 раза (в 2016 году она составила ~22 %). И хотя Urenco (чья доля в одном только импорте в США в том же году достигла ~36 %) сильно потеснила структуры Росатома на американском рынке, российский поставщик по-прежнему остается одним из ключевых. Так сможет ли прекращение российских поставок стать эффективной контрсанкцией? Казалось бы, потеря 20 % предложения может привести американский рынок в замешательство. Однако есть целый ряд факторов, делающих такой шаг со стороны России бессмысленным. Во-первых, эксплуатирующие АЭС американские энергокомпании, трейдеры и госструктуры располагают запасами обогащенного урана (в форме урансодержащих материалов и свежего ядерного топлива) более чем на год нормального функционирования ядерной энергетики. В случае проведения мероприятий по оптимизации (изменение топливных циклов, снижение КИУМ с переброской нагрузки на другие виды генерации тех же компаний и тому подобных) эти запасы можно растянуть и на более длительный срок, минимизировав финансовые потери, которые, конечно же, будут. Во-вторых, США располагают значительными запасами высокообогащенного урана (ВОУ), лишь часть которых уже

была использована в рамках программ перевода ВОУ в НОУ для производства ядерного топлива АЭС, а также для фабрикации топлива военно-морского флота. В случае возникновения дефицита ЕРР на рынке практика разбавления ВОУ может быть расширена. В-третьих, имеются определенные резервы расширения импорта ЕРР от некоторых «нероссийских» поставщиков. Не случайно, как отмечалось, в последние годы диверсификация импортных поставок значительно возросла: место российских ЕРР отчасти занимали другие, главным образом европейские и китайские. Более того, в случае применения российских контрсанкций может сложиться парадоксальное положение, при котором компенсация потерь от них для американского рынка будет осуществляться с российской же помощью. Например, китайские компании могут расширить закупки ЕРР или технологий обогащения из России, что позволит им высвободить собственные разделительные мощности (которые растут даже быстрее китайской ядерной генерации) для дополнительной поставки на рынок США. Для устранения этой ситуации России придется ограничивать некоторые статьи атомного экспорта в Китай, что было бы чревато далеко идущими негативными последствиями для российской ядерной отрасли и не только для нее. В-четвертых, уход российского поставщика с американского рынка спровоцирует активизацию ввода новых мощностей и технологий обогащения в США и в неко-

ТРЕНДЫ

ATOMICEXPERT.COM

Фото: ИТАР-ТАСС, Flickr/ NRCgov, Google.com

торых других странах, готовых поставлять ЕРР на американский рынок. Более того, он сделает рентабельными некоторые проекты, которые до сих пор тормозились именно из экономических соображений. И хотя эти меры потребуют определенного времени, благодаря факторам, обозначенным выше, американский рынок может потерпеть. В итоге же получится как в поговорке «свято место пусто не бывает»: Россия просто отдаст часть своей рыночной доли другим поставщикам. Наконец, в‑пятых, подавляющая часть объема импорта ЕРР на американский рынок осуществляется по долгосрочным договорам. Прекращение поставок означало бы грубое нарушение контрактных обязательств, что в одночасье подорвало бы доверие рынка к Росатому, заработанное десятилетиями (СССР/Россия действует на открытом мировом рынке обогащения с 1960-х годов). Причем акция в отношении США «аукнулась» бы на других важнейших для России региональных рынках: например, Евросоюз, и так уже принимающий меры для снижения зависимости от нашей страны в сфере ЯТЦ, получил бы основания для ускорения этого процесса. Таким образом, сценарию остановки десятков американских ядерных блоков из-за прекращения поставок российского обогащенного урана вряд ли суждено реализоваться. Такие контрсанкции ударят бумерангом по российским интересам, нанеся им гораздо больший урон, чем американским.

ших комплексными компетенциями в этой сфере. Оно существовало даже в СССР, при всей централизации его экономики и атомной индустрии: ведь большинство советских АЭС были выведены из подчинения атомного министерства — Минсредмаша. В последние два десятилетия получила развитие иная модель: все больше проектов сооружения атомных станций в мире стали осуществляться при участии поставщиков технологий в качестве инвесторов — чаще всего конгломератами или инвестиционными консорциумами энергокомпаний и вендоров. Порой «чистые» вендоры остаются единственными участниками потенциальных проектов внедрения их технологий (например, Toshiba или Hitachi в ряде проектов в США и Великобритании), хотя при этом они стремятся найти соинвесторов, коими частенько оказываются опять-таки энергокомпании. В отдельных случаях доходит до того, что вендоры инвестируют в использование не только своих реакторных технологий, но и технологий конкурирующих поставщиков: подобные прецеденты есть в Китае и в Индии. Спайка двух, в общем-то, разных бизнесов больше проявляется на уровне компаний, а не стран. Картина по странам сильно различается. Так, участие поставщиков ядерных техно-

логий в генерации пока не слишком характерно для рынков США, Японии, Швеции, Канады, Германии, Испании, Швейцарии, Бельгии, где выработка энергии на АЭС по-прежнему существует преимущественно в виде отдельного бизнеса, нередко сопряженного с другими видами генерации и поставкой разных энергоносителей. Однако в ряде других государств в атомной энергетике доминируют (традиционно или с недавних пор) конгломераты энергокомпаний и вендоров, например, в России, Южной Корее, Китае, Великобритании, Индии, Франции. Еще ярче выражен этот симбиоз на уровне мировых поставщиков ядерных технологий. В последние годы появился целый ряд новых примеров такого переплетения бизнесов, среди них: недавние договоренности дочерних структур Росатома с турецкими компаниями о совместном строительстве АЭС «Аккую»; слияние в Китае поставщика технологий SNPTC и энергокомпании CPI, в результате которого возникла группа SPIC; покупка Росатомом доли в проекте строительства АЭС «Ханхикиви» в Финляндии; приход Hitachi, Toshiba и CGN на британский рынок строительства АЭС в качестве инвесторов; фактическое поглощение EDF реакторостроительного бизнеса Areva.

БИЗНЕС

Рыночная диффузия Было время, когда бизнес ядерной генерации существовал, как правило, отдельно от бизнеса поставки ядерных технологий — ими занимались преимущественно разные организации. В прошлом столетии такое разделение имело место в большинстве стран мира, обладавших собственными технологиями ядерной генерации (в США, Великобритании, Германии, Южной Корее, Канаде, Франции, Японии, Швеции), а также в государствах, не располагав-

№6 (57) 2017

При всем разнообразии причин этого явления в разных государствах, существуют некоторые универсальные мотивы для симбиоза вендоров и энергокомпаний. В отличие от ситуации 1960–1970-х годов, когда во многих странах наблюдался инвестиционный бум в ядерной генерации, сегодня частный бизнес (негосударственные деньги) идет в эту сферу, как правило, менее охотно. В этих условиях вендоры стремятся подтолкнуть продвижение своих разработок, застолбив собственные позиции в сфере применения технологий ядерной генерации и контролируя процесс «изнутри». В то же время энергокомпании могут лучше управлять рентабельностью проекта, получив контроль над сферой поставки технологии, которую они решили внедрять в качестве типовой. В итоге сегодня вовлеченность вендоров в генерирующий бизнес становится все более типичным явлением: уже большинство из них инвестируют в генерацию или входят в общие холдинговые структуры с генерирующими компаниями. Эта тенденция, похоже, набирает силу.

ЭКОНОМИКА

Ядерный декаданс Недавно президент США Дональд Трамп объявил курс на оживление и мировую экспансию американского топливноэнергетического комплекса. Одним из ее направлений должно стать возрождение и расширение атомной энергетики. Однако пока эти обещания не конкретизированы, а ситуация в атомной индустрии осложняется на глазах. Вслед за весенним известием о банкротстве Westinghouse новым неприятным сюрпризом для отрасли стал отказ от строительства двух блоков AP1000 на АЭС «Ви-Си Саммер», о котором к началу августа объявили оба акционера проекта: компании South Carolina Electric & Gas и Santee Cooper. По их оценкам, в сложившихся обстоятельствах блоки № 2 и № 3 были бы достроены на 4–6 лет позже первоначально намеченного срока и обошлись бы в 1,5–2 раза дороже,

ТРЕНДЫ

чем предполагалось на старте проекта (более $21 млрд с учетом дополнительных выплат по кредитам). Схожие проблемы испытывает аналогичный проект расширения АЭС «Вогл», который, правда, имеет ряд преимуществ (больший объем полученных финансовых гарантий, большее число потребителей электроэнергии). Между тем последние графики пусков новых блоков обеих станций, строительство которых ведется около четырех лет, были почти впритык подогнаны к началу 2021 года — крайнему сроку, который позволял этим (и только этим) проектам претендовать на получение налоговых вычетов в размере до ~2 центов за каждый киловатт-час выработки в течение первых восьми лет работы блоков, что могло бы сэкономить владельцам АЭС ни много ни мало десятки процентов текущей себестоимости генерации. Теперь шансы получения таких преференций растаяли, что, по признанию владельцев проекта расширения «Ви-Си Саммер», стало еще одной причиной отказа от него. Компания Georgia Power, основной акционер строящихся блоков № 3 и № 4 АЭС «Вогл», обещала принять решение о своем участии в проекте до конца августа. Однако даже если инвесторы «Вогл» в конце концов согласятся завершить сооружение одного или обоих блоков, такое решение нельзя будет считать окончательным, поскольку рыночная ситуация меняется не в лучшую сторону. Достаточно вспомнить истории десятков недостроенных в 1980–1990-х годах в США ядерных энергоблоков, в том числе наименее драматичные примеры АЭС «Уоттс Бар» и «Беллефонте», к проектам которых инвесторы все же вернулись спустя десятилетия, но в урезанном виде. Во многих подобных случаях инвестиционные решения неоднократно пересматривались, нередко весьма радикально. Таким образом, первые и единственные за три десятилетия атомные стройки «с нуля», которые стали символами ядерного ренессанса в Соединенных Штатах, находятся в глубоком кризисе. Если не полный, то частичный крах уже налицо: крупнейший совладелец второй очереди АЭС «Ви-Си Саммер» «закопал в землю» около $5 млрд, истраченных на проект; основной акционер новых блоков АЭС «Вогл» в случае отказа от строительства

потеряет более $6 млрд, а в случае его продолжения истратит на $1–2 млрд больше, чем предполагалось до недавнего времени, лишившись при этом упомянутых налоговых послаблений. То есть во всех случаях речь идет о существенных потерях по сравнению с тем, на что рассчитывали инвесторы. Все это крайне негативный сигнал для других потенциальных инвесторов в ядерную генерацию США. Собственно, ажиотажа среди них и так не наблюдалось: многие другие проекты с реакторами последних поколений фактически застопорились, пройдя часть затратных лицензионных процедур. Это происходило на фоне череды закрытий владельцами действующих и технически вполне исправных ядерных блоков, объясняющихся существенным ужесточением конкурентных условий для атомных станций в США в нынешнем столетии. Среди факторов, осложняющих положение американских АЭС: развитие во многих регионах страны конкурентных рынков электроэнергии (условия на которых неблагоприятны для атомных станций); сильное удешевление газовой генерации; заметное повышение энергоэффективности; преференции возобновляемым источникам энергии; негативное отношение властей некоторых штатов к ядерной энергетике и так далее. Эти факторы приводят к тому, что АЭС выживают преимущественно на регулируемых рынках электроэнергии (которые сохраняются лишь в части регионов, не совпадающих с административными границами штатов) и там же затеваются все проекты строительства новых ядерных блоков. Серьезные проблемы с проектами «Вогл» и «Ви-Си Саммер» показывают инвесторам, что даже при наиболее благоприятных обстоятельствах (наличие регулируемых тарифов; возможность получения налоговых вычетов; госгарантии и так далее) капиталовложения в атомную энергетику США сегодня крайне рискованны. Без новых преференций частный бизнес оживления и тем паче развития отрасли не обеспечит. Предотвратить остановку ядерного ренессанса в Соединенных Штатах сегодня смогут только специальные меры государственной поддержки атомной энергетики. Нечто подобное, очевидно, имел в виду президент Д. Трамп, объявив о скором ее возрождении.

ТРЕНДЫ

ATOMICEXPERT.COM

ПОЛИТИКА

Глобализация популизма

Однако не меньшую поддержку от его политики получат конкуренты АЭС, в том числе газовая генерация, которая и без того теснит ядерную на рынках, а также, возможно, угольная, которая во многих других странах, наоборот, сходит со сцены, повышая шансы АЭС выжить. Что касается адресной господдержки американской атомной отрасли, то до сих пор ее проблемой была чрезвычайная избирательность: федеральная власть выделяет значительные ресурсы, но лишь на несколько проектов, выбранных более или менее субъективно. При этом основные меры касаются, например, внедрения (некоторых) реакторов новых поколений, тогда как борьба за выживание более 60 действующих американских атомных станций остается частным делом бизнеса, которому в отдельных случаях активно сочувствуют, а иногда мешают региональные власти. Итак, чтобы декларации Белого дома стали явью, он должен предложить конкретные меры, распространяющие льготные режимы внутри страны на более широкий круг участников атомного рынка. Мощным ресурсом развития для американской атомной энергетики стали бы уравнивание преференций для ВИЭ и АЭС (с учетом их роли в сдерживании парниковой эмиссии), а также более полный учет специфики ядерной генерации в правилах конкурентных оптовых рынков, чего давно добивается американское атомное лобби.

Другим направлением, адресованным прежде всего поставщикам технологий, может стать стимулирование атомного экспорта: США стали отставать от наиболее агрессивных конкурентов (России, Китая) в господдержке ядерных проектов за рубежом (в том числе финансовой — в виде экспортных кредитов или гарантий). Наконец, Соединенные Штаты имеют мощный задел в сфере ядерных НИОКР: поставщики со всего мира предлагают свои новейшие разработки, пользуясь открытостью этого крупнейшего рынка для конкуренции. Однако частные инвесторы в данной сфере, как правило, готовы рисковать еще меньше, чем с проверенными технологиями ядерной генерации. Например, активность частного бизнеса в проектах создания принципиально новых реакторных технологий сегодня четко увязана с интенсивностью господдержки. Дальше других продвигаются прорывные проекты, получающие государственное финансирование или гарантии, но таких единицы и до стадии внедрения ни один из них пока не дошел. Расширив господдержку и доведя до реализации ряд подобных проектов, Администрация США могла бы наверстать отставание отечественной отрасли от некоторых стран в отдельных ядерных технологиях, ставшее заметным в нынешнем столетии.

Как показали годы, прошедшие после аварии на АЭС «Фукусима‑1», цунами, спровоцировавшее эту катастрофу, нанесло несравненно меньший ущерб, чем порожденная им вторичная волна политического популизма, прокатившаяся по миру. Ликвидация ядерной энергетики стала одним из любимых пунктов предвыборных программ оппозиции во многих государствах: эта карта в разных вариантах и с различным успехом разыгрывалась в политической борьбе в Италии, Франции, Швеции, Бельгии, Финляндии, Испании и других странах. Раздувание ядерной фобии оказалось привлекательной и незатейливой в реализации идеей, порой объединявшей вокруг себя разношерстные политические силы, которые по многим другим вопросам не могли найти общий язык. В ряде государств (Германии, Японии и других) правившие на момент аварии партии, чтобы сохранить власть, сочли за благо занять еще более радикальную антиядерную позицию, чем их политические оппоненты. Все это прервало развитие атомных технологий (например, в ФРГ) либо затормозило и отбросило назад этот процесс на многие годы (к примеру, в Японии). Впрочем, некоторые государства сумели удержаться от политической «попсы», что не помешало им извлечь уроки из японской аварии, ужесточив стандарты ядерной безопасности. К ним относятся США, Китай, Россия, Великобритания, Индия, Чехия и ряд других. До последнего времени на одно из первых мест в этом списке могла претендовать Южная Корея, чей проядерный курс был одним из самых твердых. Однако разразившийся тут в 2016 году политический кризис, острая борьба за власть привели к повторению некоторых элементов антиядерного сценария, обкатанного в других регионах мира. На фоне импичмента бывшего президента страны Пак Кын Хе и назначенных на май 2017 года досрочных президентских выборов 7 из 15 первоначально зарегистрированных кандидатов на высший

№6 (57) 2017

государственный пост заключили пакт об отказе от атомной энергетики в случае прихода к власти. Один из них, Мун Джэ Ин, в итоге стал хозяином Синего дома и начал воплощать в жизнь предвыборный лозунг. Новая энергостратегия, объявленная Муном, подразумевает постепенное замещение ядерной и ускоренную замену угольной генерации возобновляемыми источниками энергии. Закладка новых атомных блоков отныне прекращается. Однако, учитывая значительную роль АЭС в энергобалансе (~30 % выработки), действующим блокам позволят доработать проектный срок службы (40 лет), после чего продлевать их эксплуатацию не предполагается. Это значит, что процесс отказа от ядерной энергетики может растянуться максимум до конца 2050-х годов. Впрочем, новый глава государства планирует переоценку устойчивости АЭС к катаклизмам, в том числе землетрясениям, которая, как свидетельствует опыт Японии, может привести к досрочному закрытию некоторых блоков, в том числе не самых старых. Учитывая, что нарастить долю ВИЭ до десятков процентов энергобаланса быстро не удастся, ближайшие десятилетия рассматриваются как переходный период, в течение которого угольные и ядерные блоки будут замещаться не столько возобновляемыми источниками, сколько технически эффективной, но

ТРЕНДЫ

дорогой газовой генерацией, потребляющей исключительно импортное топливо. К 2030 году совокупная доля атомных и угольных станций в выработке электричества предположительно снизится с сегодняшних ~75 % до ~45 %, удельный вес газовой генерации приблизится к 30 %, а многократно возросшая в последние годы доля распределенных ВИЭ (обеспечивающих сегодня около 5 % выработки) увеличится еще в несколько раз. Объявленный разворот на 180 градусов в энергостратегии подразумевает прекращение строительства ядерных энергоблоков в Республике Корея, за исключением, вероятно, проектов, находящихся на стадии завершения. На этом фоне компания KHNP («дочка» энергокомпании KEPCO) в мае приостановила проектирование в стране новых блоков, а в середине июля заморозила на три месяца (до предполагаемой конкретизации энергетической политики правительства) начатое недавно сооружение энергоблоков №№ 5, 6 АЭС «Шин-Кори». Пока затягивается и ввод в эксплуатацию блока № 4 АЭС «Шин-Кори», который мог бы стать вторым в мире действующим блоком с реактором APR1400. В общем, стратегический разворот застал врасплох корейскую атомную отрасль, представители которой сегодня не понимают, что им делать. Страна, лишенная значимых энергоресурсов, полвека шаг за шагом развивала ядерные

технологии, все больше замещая в энергобалансе дорогие импортные энергоносители. Этот курс пережил самые радикальные изменения политической мизансцены — от военной диктатуры до демократии западного облика. Не раз в Южной Корее происходили политические кризисы с драматичным переделом сфер влияния в верхах. Однако впервые жертвой политики может стать именно ядерная энергетика. Независимо от деталей новой энергетической политики Сеула, ее объявленные приоритеты будут иметь ряд следствий. Во-первых, она подразумевает существенное увеличение издержек в южнокорейской электроэнергетике. Согласно высказываниям нового главы государства 19 июня нынешнего года на церемонии закрытия старейшего в стране ядерного блока — № 1 АЭС «Кори» (отработавшего как раз около 40 лет), до сих пор приоритетами южнокорейской энергетики были эффективность и минимизация стоимости электроэнергии, тогда как безопасность и жизнь людей отходили на второй план; отныне эти приоритеты поменяются местами. «Ядерная авария в Фукусиме ясно показала, что атомные реакторы не являются ни безопасными, ни экономически эффективными, ни экологичными», — цитирует президента информагентство Yonhap. Во-вторых, хотя новый президент упоминает экологию как один из прио-

ТРЕНДЫ

ритетов государственной политики, отказ от ядерной энергетики неизбежно затормозит выполнение климатических обязательств Сеула, взятых исходя из планов опережающего развития ядерной генерации как основного фактора сдерживания парниковой эмиссии. В-третьих, переориентация энергетики на газ в среднесрочной перспективе чревата повышением энергетической зависимости страны, которая и так занимает «призовые» места в мире по объему импорта нефти, угля и газа. Прежние сценарии энергетического развития, наоборот, обеспечивали снижение этого показателя. Наконец, в‑четвертых, энергетический разворот ставит под вопрос планы Южной Кореи на мировом атомном рынке. При позапрошлом президенте страны Ли Мен Баке была поставлена задача превращения ядерных технологий в один из столпов южнокорейского экспорта, наряду с автомобилестроением и электроникой, металлургией и судостроением. Планировалось увеличить долю зарубежных контрактов в объеме выручки KEPCO с незначительного уровня начала текущего десятилетия (4 % в 2011 году) до 50 % в 2025 году. Предполагалось, что к 2030-м годам Южная Корея заключит за рубежом контракты на строительство до 80 ядерных энергоблоков на сумму порядка $400 млрд и станет третьим в мире экспортером ядерных технологий. Хотя после успеха в Объединенных Арабских Эмиратах (победы в 2009 году в тендере на строительство АЭС «Барака») траектория развития южнокорейского атомного экспорта отставала от этого головокружительного сценария, атомная экспансия оставалась одним из высших государственных приоритетов. Нынешняя смена энергетического курса может лишить страну этой перспективной статьи экспорта. И даже если Сеул выберет политику «ядерного двуличия» (сворачивание атомной генерации внутри страны и ее активное продвижение за рубежом), потребители будут настороженно воспринимать предложения такого поставщика, что скажется на его конкурентных позициях. Как свидетельствует история, все успешные экспортеры ядерных технологий развивали их у себя дома, а потеряв отечественный рынок, лишались удачи на зарубежных.

ПОЛИТИКА

Закат поднебесных госкорпораций Китай вскоре откажется от организационно-правовой формы, в которой до сих пор существовали многие крупнейшие холдинговые структуры — так называемые центральные госпредприятия, подчиненные напрямую правительству КНР, не имеющие статуса компаний, но вовсю ведущие коммерческую деятельность через свои дочерние структуры и доминирующие на целом ряде рынков. То есть Пекин фактически ликвидирует форму организации, близкую к нашим госкорпорациям. Реформирование госсектора, призванное повысить его эффективность и позволить развиваться другим сегментам экономики, осуществляется в Китае уже четверть века. Вскоре после смены верховной власти в КНР в 2012–2013 годах началась очередная фаза этого процесса, приобретшая более радикальный характер. Новейшая реформа включает, в частности, повальное превращение госпредприятий в компании и частичную приватизацию государственных активов, обычно политкорректно именуемую в китайских источниках внедрением смешанных форм собственности. В конце июля Госсовет утвердил план действий по реструктуризации госпредприятий центрального подчинения (это порядка сотни холдинговых структур). Согласно документу, до конца 2017 года почти все подобные «холдинги», еще оставшиеся госкорпорациями в нашем понимании, будут преобразованы в акционерные общества или общества с ограниченной ответственностью. Процесс такой трансформации предусматривает (пере)оценку и секъюритизацию активов, повышение прозрачности деятельности и другие меры, направленные на дальнейшую интеграцию госструктур в рынок. Хотя речь пока не идет о полном лишении привилегий и значительном сокращении госсектора (наоборот, официальной целью является его усиление через повышение эффективности), среди сверхзадач реформы — унификация, сближение условий работы государственных и частных компаний, демонополизация рынков.

ATOMICEXPERT.COM

В ряде отраслей, признаваемых стратегическими, особая роль госкомпаний сохранится. К таким сегментам относится и атомная индустрия. И хотя львиная доля ядерных активов по-прежнему останется в госсобственности, приватизация их тоже коснется. Например, в число пилотных проектов «смешения собственности», намеченных в разных отраслях, была включена China Nuclear E&C Group — ведущий строитель атомных и военных объектов в КНР. В итоге контроль над CNEC может быть перераспределен в пользу других участников атомного рынка (ходят неподтвержденные слухи, что это будет CNNC). Другим аспектом реструктуризации стали слияния и поглощения в госсекторе, в результате которых в нынешнем десятилетии число холдингов центрального подчинения сократилось в 1,7 раза. Из уже состоявшихся событий выделяется слияние State Nuclear Power Technology Corporation и China Power Investment Corporation, в результате которого возникла группа State Power Investment Corporation, ставшая третьим в китайской отрасли объединением, чья деятельность охватывает разные аспекты атомной энергетики. На этом структурные реформы, судя по всему, не закончатся: Пекин планирует дальнейшую оптимизацию всего энергетического сектора с разукрупнением ведущих компаний. Хотя планы в отношении атомных структур до сих пор не обнародованы, из разных косвенных сведений можно сделать вывод, что предполагается дальнейшее формирование более универсальных компаний, объединяющих крупные производственные мощности в разных сегментах энергетики — как электрогенерации, так и топливных комплексов. В частности, возможное слияние ряда угольных и атомных активов может ускорить сокращение доли угля в энергобалансе — это одна из главных задач долгосрочной энергетической стратегии. Руководство КНР недовольно темпами ее решения, и одним из средств стимулирования процесса может стать передача ряда угольных активов фактически под начало атомщиков.

Тренды оценивал наш аналитик Ингард Шульга. Мнение автора может не совпадать с мнением редакции.

№6 (57) 2017

ТОЧКА ЗРЕНИЯ

О частном бизнесе в космонавтике

Александр Шаенко, инженер, более 10 лет работающий в космической отрасли, руководитель проекта российского некоммерческого спутника «Маяк». Принимал участие в разработке ракет-носителей «Ангара-А5» и KSLV-1, космической обсерватории «Миллиметрон», частного российского спутника DX1 компании Dauria Aerospace. Был главным конструктором в команде «Селеноход» — единственном российском участнике конкурса Google Lunar X-PRIZE. Кандидат технических наук, преподавал в МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Космонавтика в свое время родилась из государственных программ. Тогда это позволило решить ряд задач в области политики и обороны. Сейчас во многих странах — в первую очередь в США, Европейском Союзе и России — появляются частные компании, которые занимаются коммерческой космонавтикой: запускают на орбиту Земли космические аппараты и строят ракеты для того, чтобы получить прибыль. Особенно показательна тенденция в области космических запусков. Я говорю прежде всего о компании Space X. Ее пример показывает, что частная космонавтика стремительно набирает силу. Space X сейчас довольно быстро вытесняет с рынка запусков большую государственную компанию — наш Роскосмос. Это связано с тем, что Space X более эффективна: у них дешевле запуски, они быстрее выполняют заказы, проявляют гибкость в принятии решений и принимают их быстрее, демонстрируют эффективность в финансовом плане. В этом году Space X уже обогнала Роскосмос по количеству запусков. Сейчас ежегодный объем сделок в космической отрасли равен примерно $300 млрд. Есть четыре области в этой отрасли, которые способны приносить прибыль. Более 50 % сделок заключаются в области спутниковой связи на геостационарной орбите. Это самая большая доля мирового космического рынка. Второй по объему сегмент — это рынок наземного оборудования: различные антенны для приема сигналов, их составные части — микросхемы, платы и тому подобное. Это также значительная часть рынка. Россия в этой области представлена исчезающе мало. Третий сегмент — производство космических аппаратов, то есть спутников. Здесь также Россия представлена слабо — менее 1 % объема. Есть еще один сегмент, очень маленький — несколько процентов. Это запуск космических аппаратов на орбиту. До последнего времени Россия была представлена тут широко и занимала самую большую долю рынка. Но в последние два года ее доля стремительно уменьшается, и в этом году будет, скорее всего, меньше, чем у Space X.

Если более подробно рассмотреть космические аппараты, то можно вычленить три направления, которые приносят прибыль. Первое — аппараты связи, расположенные на низкой и геостационарной орбитах. Второе — снимки из космоса и дистанционное зондирование земли (ДЗЗ). Третье — спутниковая навигация. Сейчас все три направления активно развиваются. Но присутствие в них российских компаний незначительно. Однако в нашей стране разрабатывается ядерная энергодвигательная установка (ЯЭДУ). Это совместный проект Роскосмоса и Росатома. Я считаю, что это очень нужное и важное дело. Фактически это следующий шаг в развитии космических технологий на нашей планете. Если мы хотим осваивать дальний космос, нам необходимо обеспечить приемлемое и разумное время полета пилотируемых аппаратов. Приведу пример. Сейчас мы способны долететь до Марса за девять месяцев. Если мы сократим время полета хотя бы до месяца, это решит очень многие проблемы жизнеобеспечения. Но такой шаг можно сделать только за счет освоения новых источников энергии — в первую очередь ядерных. Сейчас ресурс химических видов топлива в космонавтике практически исчерпан. Поэтому освоение ядерного источника энергии должно стать следующим шагом в развитии космонавтики. Вероятно, за ним последуют освоение термоядерной энергии, а потом — энергии реакции вещества и антивещества. Конечно, освоение дальнего космоса нужно не всем. Зачем оно домохозяйке из Никарагуа, ковбою из Техаса или мальчику Пете из Нижневартовска? Разумеется, им самим освоение Марса или Венеры не нужно. Но есть люди, которые почему-то этого хотят. Притом не потому, что там какие-то гипотетические миллиарды тонн золота или платины. Эти люди не обыватели — они романтики. Именно такие люди всегда двигали историю: плавали за океан, исследовали Сибирь и Дальний Восток. Пряности, золото, меха — все это были для таких людей лишь поводы, чтобы заниматься исследованиями неизведанных мест. Сейчас освоение дальнего космоса — это вопрос скорее философский. К сожалению или к счастью, мы не можем сказать: нужно заниматься освоением дальнего космоса, иначе всем нам придет конец. Но есть и фундаментальная причина для продвижения в космос. Возьмем XIX век. В то время российские ученые изучали электричество, радиоактивность. Никто

ТО Ч К А З Р Е Н И Я

ATOMICEXPERT.COM

Фото: cosmomayak.ru, blueorigin.com

не понимал, зачем это нужно, как это можно использовать на практике. Но они этим занимались. А потом из этих исследований родились телефон, динамит, ядерная бомба, ракеты, радио… Все эти изобретения оказались полезны для государства, и оно создало целую научную индустрию. Поэтому у государства есть основания полагать, что если оно сейчас будет вкладываться в исследования, казалось бы, никому пока не нужные, то через некоторое время оно получит результаты, которые окажутся важны в будущем. Дальняя космонавтика — из этой категории фундаментальных исследований. Дальним космосом у нас в стране начали заниматься еще при жизни Сергея Павловича Королева. Тогда планировали в 1971 году совершить полет на Марс. Причем планировали не так, как сейчас: заявили и ждут, пока громкое заявление забудется, что-то исчезнет или кто-то уйдет. Тогда начали проектировать космические корабли. Но Королев умер. С тех пор сроки покорения Марса постоянно переносятся. Последнее заявление было сделано в США о полете в 2030–2040 годах; в России заявляли о планах примерно в эти же годы полететь на Луну. Вернемся к частной космонавтике. Я считаю, что она будет востребована в нескольких областях. Одна из них — новые методы обработки больших массивов данных и обмена ими. Эта тема универсальная, но она имеет вполне конкретное применение в космонавтике. Допустим, вы сделали множество фотографий поверхности Земли. И вам необходимо свести все полученные изображения так, чтобы получилась единая достоверная картина. Другая область — производство спутников. Сейчас в мире стран, которые делают спутники, гораздо больше, чем стран, которые делают носители. Сейчас отсутствие собственных ракетных технологий — не препятствие для запуска аппаратов в космос. Есть множество компаний, которые оказывают услугу запуска. То есть главная проблема сейчас — сделать нормальный спутник, а не запустить его. Причем спутники могут быть разными: научными, коммуникационными; это могут быть летающие обсерватории или даже аппараты, которые летят вдаль от Земли. Критерии качества спутников тоже очень разнообразны.

Один из стендов для испытания реактора и тяги спутника «Маяк»

Перспективен для развития частного бизнеса в космонавтике и сегмент наземного оборудования для приема данных из космоса. Он, кстати, смежный с системами обработки данных: можно строить такие программно-аппаратные комплексы, которые из всего массива полученных данных вычленяют нужную информацию. Вообще коммерческая космонавтика — это новый подход к решению задачи освоения космоса. С начала космической эры в большой, государственной космонавтике сложился такой алгоритм: сначала формулируется задача, для нее выбирается исполнитель, и он по определенным правилам вычисляет стоимость ее решения. Очевидно, что чем выше стоимость, тем лучше для исполнителя.

В коммерческой космонавтике компания сама ставит перед собой задачу, сама находит средства для ее решения и потом получает прибыль; ей выгоднее найти такие решения, которые позволили бы получить необходимый результат за минимальный срок и с минимальными затратами, так как чем меньше себестоимость, тем, при прочих равных условиях, больше прибыль. Конкуренция этих подходов в США привела к тому, что частная компания Space X вытесняет большие корпорации Boeing и Lockheed Martin с рынка запусков правительственных спутников. Сейчас коммерческий подход в космонавтике приводит к более быстрому и менее затратному получению необходимых результатов. Запуск многоразового корабля и ракеты NewShepard для суборбитальных полетов, созданого американской компанией Blue Origin

№6 (57) 2017

ТЕМА НОМЕРА

Быстрые реакторы: время перемен В конце июня в Екатеринбург съехались ученые со всего мира, чтобы в рамках конференции МАГАТЭ обменяться результатами R&D по быстрым реакторам. Мы изучили, как изменились национальные программы стран — к лючевых участниц разработок за последние несколько лет. Текст: Екатерина ТРИПОТЕНЬ

С момента предыдущей конференции по быстрым реакторам, которая проходила в Париже (см. АЭ № 3, 2013) прошло четыре года. За это время Китай и Индия сбавили обороты или даже застопорились, в Японии и США, наоборот, наметился прогресс. Южная Корея и Франция оказались в неопределенности из-за недавней смены власти. Россия на этом фоне заметно выделяется.

Т Е М А Н О М Е РА

ATOMICEXPERT.COM

Иллюстрация: Влад Суровегин Фото: Страна Росатом, Flickr/IAEA, Terrapower.com, Elysiumindustries.com

Китай: чрезмерный оптимизм

На парижской конференции Китай производил впечатление одного из самых активных организаторов R&D по быстрой тематике. Не удивительно, ведь последовательное развитие тепловых и быстрых реакторов, а следом и термоядерных заложено в энергополитике страны. У быстрых реакторов в КНР две глобальные задачи: поддержать устойчивое развитие атомной энергетики благодаря более эффективному использованию уранового ресурса, а также решить проблему трансмутации долгоживущих радиоактивных материалов. О том, что происходит с «быстрой» программой КНР сегодня, рассказал Хонг Ю из Китайского института атомной энергии. В стране эксплуатируется экспериментальный быстрый натриевый CEFR, который был введен в строй в 2011 году; подготовка к строительству демонстрационного CFR‑600 промышленной мощности идет своим чередом. Ориентировочные сроки ввода CFR‑600 Китай приблизил на два года: прежде завершение этого этапа планировалось в 2025 году, теперь — в 2023 году. Проектирование завершено (основные параметры см. в Табл. 1), готов предварительный отчет по безопасности для регулятора. «Мы надеемся начать процесс заливки первого бетона для реакторного здания CFR‑600 до конца этого года», — сказал Хонг Ю. Ведется работа над новым материалом CN‑1515 оболочки твэлов и чехлов ТВС для CFR‑600 — нержавеющей сталью, стабилизированной титаном. До конца 2017 года продлятся внереакторные испытания, в 2018–2019 годах пройдут материаловедческие тесты в реакторе, а на 2021 год, после изучения облученных материалов, запланировано начало коммерческого применения. Инновационный материал на более отдаленную перспективу — сплав с оксидно-дисперсионным

Китайский прогноз

2030 год

2050 год

3 ГВт

3 ГВт + 77 ГВт

CFR-600

204 ГВт суммарная мощность АЭС

CFR-600

CFR-1000 (157 Гвт*)

280 ГВт суммарная мощность АЭС

*по второму сценарию

упрочнением, до конца 2019 года продолжатся его внереакторные исследования. Коммерческий быстрый реактор CFR‑1000 появится в стране на горизонте 2030 годов, как и планировалось ранее. В то же время результаты эксплуатации экспериментального CEFR заставляют относиться к этим прогнозам скептически. В 2016 году реактор оперировал лишь 23 дня (в 2015 году — 62 дня) на тепловой мощности 60 % от проектной. Остальное время было потрачено на ремонт и поддержание оборудования в рабочем состоянии. Требовались «периодическое» «ТО» первого и второго натриевых насосов, установки для топливоподачи, неядерного оборудования, ремонт вспомогательной системы ядерного острова. Также были осуществлены ремонт и отладка системы радиационного мониторинга, электрической системы, доработка системы безопасности и защиты реактора, потребовалось обновление системы теплоизоляции, апдейт АСУ ТП и устранение в ней ошибок. Предполагается, что развитие других элементов топливного цикла должно идти параллельно. По замыслу китайских атомщи-

ков, замыкание топливного цикла пройдет в два этапа. На первом в быстрые реакторы будет загружаться MOX-топливо, на втором — металлическое, которое обеспечит более высокий коэффициент воспроизводства. Лабораторию по производству MOX-топлива в Китае уже запустили, ее производительность 500 кг MOX-таблеток в год, хотя CEFR все еще работает на оксидном топливе. По словам Хонг Ю, MOX-топливо планируется загрузить в экспериментальный реактор в конце 2018 года. На лабораторном же уровне тестируют и переработку ОЯТ. В 2015 году начала работу большая радиохимическая лаборатория CRRAL, оборудованная множеством исследовательских камер, в том числе перчаточными боксами. Вывести топливный цикл на промышленный уровень планируется, видимо, после 2030 года. Для производства металлического топлива сначала нужно освоить переработку на основе пирохимии, ориентировочный срок создания соответствующего завода — 2050 год. В то же время на прямой вопрос о сроках строительства завода по фабрикации MOX-топлива спикер не ответил.

№6 (57) 2017

Слева: индийский проект PFBR Справа: строительство китайского CEFR

Индия: фальстарт

Индия эксплуатирует экспериментальный быстрый реактор собственной разработки аж с 1985 года. Строительство демонстрационного быстрого реактора промышленной мощности — 500 МВт — ведется с 2004 года. В этой стране накоплен более чем обширный опыт, и Индия им с гордостью делится: индийские представители за три дня выступили с десятком докладов. Они подробно рассказали об эксплуатации быстрого натриевого исследовательского реактора FBTR, о ходе строительства PFBR (показали генплан и схему технологического процесса), поведали, из чего состоит ЯППУ, и поделились мыслями о том, как опыт эксплуатации FBTR поможет развитию быстрых реакторов в стране. Статус PFBR на июнь 2017 года таков. Все вспомогательные системы введены и находятся в эксплуатации. (Это электрические системы, аварийные дизельные генераторы, дополнительные генераторы, установленные в рамках постфукусимских требований к безопасности, системы охлаждения и вентиляции, компрессорное хозяйство и так далее.) Ввод в эксплуатацию первого и второго натриевого контуров в процессе — в соответствии с программой, одобренной регулятором. Программа предварительных испытаний была сформулирована с участием регулятора и соблю-

Т Е М А Н О М Е РА

дается на каждом этапе ввода. Провели тренинги и повысили квалификацию персонала в части эксплуатации натриевой системы и пожаротушения натрия. Введено в эксплуатацию оборудование для топливоподачи, в том числе наклонная машина для перегрузки топлива и манипулятор для внутриреакторной перегрузки сборок. Действия поворотных защитных пробок (многослойные плиты сверху корпуса реактора — часть системы радиационной защиты и системы перегрузки топлива. — П рим. ред.) были отработаны на имитаторах ТВС. Приводы поглощающего элемента вместе с имитаторами ПЭЛ прошли предварительные испытания. Доказана герметичность интегрированного реактора и системы подачи аргона. Сигналы полевых КИПиА при этом доступны в диспетчерской. Интегрированные испытания на герметичность и проверочное испытание контейнмента завершены — в них были задействованы все соответствующие учреждения и ведомства. Однако несмотря на то, что реактор собран и готов ко вводу в эксплуатацию, его запуск откладывается. Только за последний год сроки ввода переносились трижды, при том что изначально физпуск был запланирован на 2010 год. Не удивительно, что PFBR стал одним из выдающихся атомных долгостроев (АЭ №  9, 2016).

Участники конференции с индийской стороны старательно обходили вопрос о сроках ввода PFBR, хотя, кажется, именно он больше всего интересовал атомное сообщество. Согласно последней неофициальной информации, полученной из индийских СМИ, самый реалистичный срок запуска реактора — середина 2018 года. Переносы сроков ввода в прессе объясняются необходимостью дополнительной оценки и проверки оборудования. В этом же ключе комментировали ситуацию и индийские атомщики: каждый шаг согласовывается с регулятором, который действует очень осторожно. Следующим шагом после ввода PFBR станет запуск двух FBR мощностью 600 МВт. Их будут отличать более высокий уровень безопасности (III + и выше), повышенная мощность при том же объеме корпуса, большая экономичность, в том числе благодаря отработанности технологий и изготовления, расширенная активная зона, более высокий коэффициент воспроизводства, меньший натриевый пустотный коэффициент реактивности. Начнут они работать на МОХ-топливе с перспективой перехода на металлическое. Индия также работает над новыми, перспективными материалами. Оболочки твэлов они планируют изготавливать из упрочненной нержавеющий стали,

Т Е М А Н О М Е РА

обладающей повышенной устойчивостью к распуханию пустот (благодаря оптимизированному содержанию фосфора и кремния), а также к ползучести при высоких температурах (благодаря дисперсионному упрочнению). На более отдаленную перспективу в качестве материала для оболочек рассматривается ферритно-мартенситная ДУО-сталь. Разрабатываются новые материалы и для реактора (нержавеющая сталь с повышенным содержанием азота) с парогенераторами (хромомолибденовая сталь с добавлением бора). Активно ведутся R&D и по металлическому топливу.

Южная Корея: работа насмарку?

Южная Корея приняла R&D план по развитию быстрого реактора и технологии пирохимической переработки, направленной на решение проблем накопления ОЯТ от тепловых реакторов, еще в 2008 году. В 2011 году его обновили, и на момент проведения конференции в Екатеринбурге корейцы двигались в том самом графике. Согласно ему, к 2017 году должен был быть принят проект прототипа быстрого реактора поколения IV, который планировалось утвердить к 2020 году и построить к 2028 году. Первый этап проектирования был завершен в феврале 2016 года. Проектом в основном занимаются KAERI, KEPCO E&C и Doosan Heavy Industry. Институт отвечает за проектирование, обоснование ЯППУ и развитие топлива, KEPCO — з а сбалансированность техпроекта станции в целом, Doosan — з а проектирование механизмов и изготовление основных компонентов. Также KAERI тесно сотрудничает с Арагонской национальной лабораторией. Лаборатория делится с KAERI своим опытом в развитии быстрых технологий, совместно они работают над кодами для анализа поведения твэлов и тяжелых аварий. Корейцы участвуют в коллаборации ученых в рамках GIF и МАГАТЭ, а также используют российскую экспериментальную базу в Димитровограде.

ATOMICEXPERT.COM

Таблица 1. Технические параметры CFR Мощность тепловая, МВт

1 500

Мощность электрическая, МВт Тип реактора

600 бассейновый

Теплоноситель

натрий

КПД

40 %

КИУМ

80 %

Топливо

МОХ

Коэффициент выгорания, МВт . сут./кг

Коэффициент воспроизводства

1,15

Частота повреждений активной зоны реактора, 1/год

<10-6

Таблица 2. Технические параметры PGSFR Мощность тепловая, МВт

392,2

Мощность электрическая, МВт Тип реактора

150 бассейновый

Теплоноситель

натрий

Температура теплоносителя на входе/выходе, °C

390/545

Продолжительность цикла, дни Материал оболочки твэла

ферритно-мартенситная сталь FC92

Глубина выгорания средняя/максимальная, МВт . сут./кг

Итак, вот что заложено в проекте (параметры см. в Табл. 2). Первая загрузка активной зоны PGSFR будет включать низкообогащенное металлическое уран-циркониевое топливо для демонстрационных эксплуатационных испытаний и в качестве запального топлива — для испытаний по облучению топлива с трансурановыми элементами (TRU). Будет также загружено и проверено несколько тестовых сборок с TRU-топливом, полученным в результате переработки ОЯТ тепловых реакторов. ТВС представляют собой 217 твэлов, собранных в шестиугольник. Активная зона рассчитана на 112 ТВС, ее высота — 90 см. Конструкция РУ не предусматривает бланкета, чтобы предотвратить наработку дополнительных TRU. Активная зона обращена непосредственно к отражателю.

290

66,1/104,7

Система первичной теплопередачи PGSFR — бассейновая: все компоненты этой системы, четыре промежуточных теплообменника и два механических насоса, погружены в бассейн с натрием, ограниченный корпусом реактора и контейнментом. Промежуточная система теплопередачи состоит из двух петель с двумя парогенераторами. Ее трубы внутри контейнмента имеют двойные стенки. Пространство между внутренней и внешней трубами заполнено инертным газом и непрерывно контролируется различными детекторами на предмет протечек, так же как и расстояние между реактором и гермоболочкой. Система отвода тепла состоит из четырех элементов: двух активных систем и двух пассивных. Теплообменники «натрий–воздух» для активной системы представ-

Т Е М А Н О М Е РА

№6 (57) 2017

Таблица 3. Технические параметры ASTRID Мощность тепловая, МВт

1 500

Мощность электрическая, МВт

600

Тип реактора

бассейновый

Теплоноситель Активная зона

натрий CFV; позволяет иметь очень низкий или даже отрицательный пустотный коэффициент реактивности

Топливо

оксидное UO2-PuO2

Безопасность

предварительная стратегия для тяжелых аварий

ляют собой оребренные трубки, для пассивной — спиральные змеевики, дабы соответствовать принципам разнообразия и резервирования системы безопасности. Активные функции обеспечиваются обдувочным аппаратом. Пассивная функция, в частности, заключается в естественной циркуляции натрия и воды, интенсивность теплоотвода этой части — более 50 % проектируемой, даже если обдувочные аппараты не работают. СУЗ PGSFR состоит из шести первичных поглощающих стержней и трех вторичных стрежней останова, в которые внедрена пассивная система останова в качестве дополнительной гарантии на случай запроектной аварии. Проект PGSFR учитывает опыт, накопленный в рамках работы над проектом KALIMER, и лучше соответствует принципам реакторов поколения IV. Его отличают более высокие экономическая эффективность, уровень безопасности, надежности, возможность применения металлического топлива. PGSFR обладает элементами внутренне присущей безопасности. Параллельно с разработкой проекта ведутся НИОКР по различным направлениям, проводятся эксперименты, тесты и испытания по топливу, в том числе в БОР‑60. Долгосрочная цель программы по быстрым реакторам в Корее — продемонстрировать технический уровень развития технологии переработки трансурановых отходов к середине 2030 годов. Следующая фаза программы будет зависеть от политики нового корейского

правительства в отношении атомной энергетики. Пока прогноз неутешительный. Напомним: в мае президентом Южной Кореи стал Мун Джэин, противник АЭС. В июне–июле он сделал ряд практических шагов: было принято решение о выводе энергоблока № 1 АЭС «Шин-Кори», поставлено на паузу сооружение новых атомных мощностей. Уже после конференции стало известно, что проект госбюджета Южной Кореи на 2018 год предусматривает существенное снижение расходов на НИОКР в области быстрых реакторов (по информации atominfo.ru — c 46,4 млрд вон до 32 млрд вон, или $28,6 млн).

Япония: позитивный разворот

В Японии за четыре года ситуация развернулась на 180°. Предыдущая конференция проходила спустя всего лишь два года после аварии на АЭС «Фукусима‑1», тогдашнее правительство рассматривало различные варианты полного отказа Японии от ядерной энергетики, сворачивания «быстрой» программы и замены перспективной концепции замкнутого ЯТЦ на открытый ядерно-топливный цикл с прямым захоронением ОЯТ и ВАО. Однако в 2014 году правительство сменилось, и политика в отношении атомной энергетики тоже. Сейчас Япония собирается жестко придерживаться базовой стратегии продвижения ЯТЦ и развития быстрых технологий, сообщил Ютака Сагаяма из япон-

ского агентства атомной энергии (JAEA). По прогнозам, к 2030 году АЭС будут обеспечивать 20–22 % поставки электричества, а значит, по-прежнему актуальны вопросы, что делать с отходами и как повысить эффективность использования урана. К концу 2018 года стратегическая рабочая группа сформулирует дорожную карту развития быстрых реакторов, в которой будут определены новые цели этого направления, а также то, какими будут быстрые реакторы, какие технологии предстоит разработать и как использовать опыт, накопленный внутри страны и в ходе международной кооперации. Задача нелегкая, ведь к новой политике развития атомной энергетики предъявляются более высокие технологические требования. Быстрым реакторам уже мало быть просто безопасными или сопоставимыми по себестоимости электроэнергии с тепловыми, нужно продемонстрировать наивысший уровень безопасности, а коммерческие образцы должны конкурировать с другими видами генерации (что созвучно с требованиями, которые предъявляет к своим разработкам Росатом). Тем не менее гендиректор JAEA Хидеки Камида убежден: в Японии появится новый быстрый реактор. В прошлом остался реактор «Монжу» — с 1990-х годов основа «быстрой» программы Японии и прототип концепта быстрого коммерческого реактора; было решено вывести установку из эксплуатации. Ее возобновление потребовало бы много средств и времени — в первую очередь из-за необходимости учесть новые регуляторные требования к безопасности. Не нашелся и оператор «Монжу», который соответствовал бы рекомендациям NRA. В конечном счете японские специалисты решили, что знания, которые могли бы быть приобретены на «Монжу», возможно получить и из других источников: собственной исследовательской базы и международной кооперации. Ю. Сагаяма представил план вывода этого реактора.

Т Е М А Н О М Е РА

В 2018 году начнется выгрузка ОЯТ на хранение, с середины 2022 года — подготовка к демонтажу, с середины 2024 года — утилизация, которая продлится до середины столетия. Другой быстрый реактор Японии — исследовательский «Джойо» — пока решено сохранить: JAEA в 2016 году подало заявку на изменение лицензии установки, предполагающее возобновление работы в районе 2020 года, после учета новых регуляторных требований. На нем предполагается проводить исследования по облучению в поддержку R&D по быстрым реакторам для сжигания плутония и минорных актинидов. Разрешение ожидается в конце 2018 года. Большое внимание Япония уделяет международной кооперации: есть двусторонние R&D с Францией, США, Казахстаном и Россией. Активное участие страна принимает в международных программах, таких как GIF. Большая ставка в последние годы делалась на французский проект ASTRID.

Франция: неопределенность

Франция проводит R&D сразу по нескольким технологиям быстрых реакторов; при этом основная и самая проработанная — натриевый реактор ASTRID. За четыре года проект претерпел изменения. Новая конфигурация была утверждена в октябре 2016 года. Главное изменение: французы, кажется, нашли способ минимизировать контакт натрия с водой — с помощью инновационного преобразователя энергии, который использует газ вместо воды/пара. Были разработаны компактные натриево-газовые теплообменники и инновационные теплообменные модули. Новая система включает восемь теплообменников. Предполагается, что два машинных зала (в каждом газовая турбина с тремя ступенями компрессии) должны быть расположены у каждого из зданий теплообменников (их тоже два), чтобы минимизировать длину труб. Под этими турбинными холлами планируется расположить емкости с необходимым запасом азота (около 130 тонн).

ATOMICEXPERT.COM

Проект натриевого реактора ASTRID

Преобразовательная система на газе требует проработки и рассматривается как альтернатива водной. Пока перед разработчиками поставили задачу: совместно с индустриальными партнерами создать такой же проект с газовым преобразователем, как и с водяным (полученным в 2015 году). Он будет также включать предварительные технические требования, спецификации для основных систем и компонентов ядерного острова, обновленную оценку затрат и инвестиций, предварительное расписание и указание основных рисков. Решение о том, двигаться в этом направлении или нет, планируется принять в конце 2017 года. Проект оптимизировали и по другим направлениям. В части топливоподготовки — создан внешний промежуточный накопитель в натрии, чтобы отделить подготовку загрузки/выгрузки топлива от промывки и хранения. Это позволяет сократить время топливоподачи с 20 дней до девяти. Из соображений экономии было принято решение ограничить емкость хранилища топлива, а также организовать совместное хранение для свежих и отработанных сборок в одном бассейне (свежие сборки будут храниться в газовом контейнере, помещенном в бассейн). Оптимизации подверглась и система расхолаживания реактора. Продолжаются

работа над упрощением ловушки расплава, поиск оптимального расположения шахты реактора, уточняется срок службы компонентов ASTRID. Еще одно важное изменение не связано с конфигурацией проекта. Четыре года назад представители французского Комиссариата по атомной энергии (CEА) прогнозировали, что демонстрационный образец ASTRID будет введен в эксплуатацию в 2020-х годах. Но работа над проектом затянулась. В 2015 году CEA представляла следующие временные рамки. В 2019–2020 годах предполагалось принять решение о строительстве, в 2025–2026 годах — осуществить физпуск, в 2026–2027 годах — энергопуск. По новому графику, до 2019 года команда ASTRID успеет лишь завершить подготовку техпроекта, работа над которым стартовала 1 января 2016 года. Что будет за пределами этого срока, CEA теперь не прогнозирует и ограничивается сухой фразой: «График — в процессе подготовки и согласования с французским правительством и индустриальными партнерами». Новые французские власти свою позицию по перспективным ядерным технологиям еще не сформулировали. Впрочем, представители CEA демонстрируют сдержанный оптимизм по поводу судьбы проекта. Как отметил на пленарной сессии руководитель подразделения по

№6 (57) 2017

Т Е М А Н О М Е РА

Замороженный изолирующий слой Дренажные емкости Система низкого давления

Слева: Проект реактора TerraPower Справа: проект жидкосолевого реактора Elysium

атомной энергии CEA Сильвестр Пивэ, правительство поддерживает проект ASTRID. Что еще нового? Существенно увеличился вклад японских партнеров. Дорогу расширению сотрудничества по ASTRID открыло соглашение между JAEA, Mitsubishi Heavy Industry, Mitsubishi Fast Breeder Reactor System, AREVA и CEA, подписанное в августе 2014 года. Японцы работают, в частности, над системой расхолаживания реактора, сейсмикой, ловушкой расплава. И, между прочим, выдвигают предложения по улучшениям (этот термин хорошо знаком российской атомной аудитории).

США: рост интереса

В США, которые всегда ставили на первое место экономику и прежде не особо верили в коммерческие перспективы быстрых реакторов, за эти четыре года наметился прогресс. Выступая на конференции, представительница Минэнерго США Хитер Белл отметила возрастающий интерес к развитию и внедрению инновационных, не легководных ядерных реакторных технологий.

За последнее время в поддержку этого направления выступили сразу несколько ведомств, а обе палаты Конгресса приняли законопроект, который призван простимулировать развитие ядерно-энергетических технологий в стране. По словам Х. Белл, долгосрочная стратегия страны предполагает, что к 2050 году на передовые реакторы будет приходиться значительная доля атомной генерации; цель — к началу 2030 годов обеспечить тщательную технологическую проработку как минимум двух концептуальных не легководных реакторов. Минэнерго США в ноябре 2015 года выдвинуло инициативу под названием GAIN (Gateway for Accelerated Innovation in Nuclear — Путь к ускоренным инновациям в области атомной энергетики), которая призвана обеспечить доступ к технической, регуляторной и финансовой поддержке, необходимой для появления новых или передовых проектов реакторов и их коммерциализации — при условии, что они будут безопасными, надежными, экономичными. Представители промышленности сами учредили сразу несколько рабочих групп; группа по быстрым реакторам включает несколько концептов: над натриевым реактором работают Oklo, General Electric, TerraPower, Advanced Reactor Concepts; над свинцовым — Westinghouse, Columbia Basin Consulting Group, Hydromine; над реактором с газовым охлаждением — General Atomics; над жидкосолевым — Elysium, Southern/TerraPower.

Приоритеты национальной программы следующие: •• совместная работа с NRC и индустрией над созданием общих принципов лицензирования передовых реакторов; •• повышение доступности активов и экспертизы DOE для индустрии и ученых через GAIN; •• проведение самых современных исследований, направленных на коммерческое внедрение передовых реакторов в 2030-х годах; •• применение инструментов моделирования и симуляции для анализа систем реакторов. Для коммерческого внедрения быстрых реакторов необходимо ответить на два вызова, считает Х. Белл: оптимизировать капитальные затраты и описать/отработать процедуру лицензирования. На этих двух направлениях и сфокусировали усилия R&D. Недавно был достигнут прогресс по первому направлению: тестируются новые материалы в механико-инженерной экспериментальной лаборатории в Аргоне (METL), началась квалификация аустенитного сплава 709 в ASME, предпринимаются шаги для сохранения знаний в базах данных, проводится обоснование технологии фабрикации топлива.

Россия: «ударница четырехлетки»

О достижениях Росатома по «быстрой» тематике мы и так регулярно пишем по мере появления новостей, поэтому ограничимся кратким обзором последних событий.

Т Е М А Н О М Е РА

В России долгосрочная политика в отношении атомной энергетики, несмотря на сокращение финансирования из бюджета и понижение прогнозов спроса на электроэнергию, за эти годы не изменилась. Хотя строительство инновационного свинцового реактора БРЕСТ определенно затягивается, Россия, пожалуй, продемонстрировала наибольший прогресс в развитии не только быстрых реакторов, но и ЯТЦ в целом. Был запущен очередной промышленный быстрый натриевый реактор БН‑800. Есть пара «но»: на MOX-топливо он еще не перешел, да и бридером не станет из-за отсутствия бланкета. Но завод по фабрикации MOX-топлива на ГХК уже построен, а на «Маяке» модернизированы линии по переработке ОЯТ: теперь завод способен перерабатывать облученное топливо разных типов реакторов. Всерьез обсуждается проект БН‑1200, которому предстоит выйти на новый уровень эффективности. Как отметил главный конструктор БН‑1200 «ОКБМ Африкантов» Сергей Шепелев, если в 2017 году будет принято

решение о строительстве, то энергопуск может состояться уже в 2027 году. Своим чередом идет строительство нового исследовательского реактора МБИР. Проект капиталоемкий, и Росатом делает ставку на привлечение зарубежных клиентов. Судя по посещаемости круглого стола по МБИР, интерес к новой установке есть.

Сегодня для науки, завтра для бизнеса

Будущее мировой атомной энергетики неразрывно связано с развитием замкнутого топливного цикла. По мнению МАГАТЭ, именно от темпов развития быстрых технологий зависит, будет ли установленная мощность атомной генерации прирастать и насколько. Так, по оптимистическому прогнозу агентства, который основан на том, что роль АЭС в мировом энергобалансе как низкоэмиссионного источника возрастет, а также появятся инновационные реакторы (почти все проекты, развиваемые в рамках международного форума Generation IV, основаны на быстром спектре нейтронов),

ATOMICEXPERT.COM

более безопасные и способные повысить эффективность обращения с отходами, мощность атомной генерации увеличится на 123 % к 2050 году по сравнению с уровнем конца 2016 года — до 874 ГВт. В противном случае новые блоки, конечно, будут вводиться, но гораздо более скромными темпами: пессимистический сценарий предполагает, что в 2020–2040 годах установленная мощность АЭС с учетом выводов упадет на 15 %, к 2050 году все-таки вернется на уровень 2016 года, но доля атома в энергобалансе сожмется до 6 %. И судя по всему, несмотря на политические флуктуации в отдельных странах, основные игроки все же с оптимизмом смотрят в будущее: например, замглавы Росатома — р уководитель блока по управлению инновациями Вячеслав Першуков ожидает, что подобные научные конференции лет через десять превратятся в коммерческие, на которых будут обсуждаться уже не R&D или перспективные проекты, а конкретные задачи построения быстрых реакторов в разных точках мира для замыкания топливного цикла.

Строительная площадка исследовательского реактора МБИР в г. Димитровграде

№6 (57) 2017

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

О модернизации энергетической и транспортной инфраструктуры

Олег БАРАБАНОВ, директор по развитию и реструктуризации госкорпорации «Росатом»

Предприятия госкорпорации «Росатом» имеют многолетний опыт и давние традиции производства электротехнического оборудования и систем. Для наращивания научно-технологического потенциала в 2015 году из Минобрнауки России в ведение Росатома было передано стратегическое предприятие — ФГУП ВЭИ, осуществляющее полный цикл работ: от фундаментальных и прикладных исследований до внедрения в производство продукции для нужд атомной промышленности. Результаты исследований и разработок в области электротехники и электрофизики, проводимых во ФГУП ВЭИ, представляют большой интерес для атомной отрасли и России в целом. В частности, сегодня в мире подавляющее число линий электропередач работают на переменном токе. Их развитие: повышение мощности передачи и увеличение протяженности линий, расширение сети, соединение нескольких энергосистем в единую систему — сопряжено с колоссальным ростом затрат на обеспечение устойчивости, снижение потерь и так далее. Наиболее эффективны для транспортировки электроэнергии на дальние расстояния технологии на базе постоянного тока. Они позволяют передавать значительные мощности с минимальными потерями, объединять разнородные энергосистемы, строить интеллектуальные, гибкие, надежные и безопасные сети регионального и трансконтинентального масштаба, снижать нагрузку на окружающую среду. В условиях становления нового технологического уклада применение систем постоянного тока на макроуровне — необходимое условие; в ряде случаев оно не имеет альтернативы. Мировой рынок оборудования постоянного тока стабильно расширяется. В глобальном секторе передачи постоянным током высокого напряжения лидирует Китай, создающий национальную сеть нового поколения. На внешних рынках в данном сегменте энергетические китайские компании обладают высокой конкурентоспособно-

стью. Россия, опираясь на уникальный опыт и задел, сформированный во времена СССР, проводит соответствующие исследования и разработки. У Российской Федерации есть предпосылки для рывка в секторе использования технологий постоянного тока, преобразовательного оборудования, накопителей электроэнергии, а также для развития новых отраслей промышленного производства на базе возобновляемых источников энергии (в том числе с экспортным потенциалом). Накопленный научный и производственный потенциал позволяет в ближайшие 5–10 лет внедрить энергоэффективные инновационные решения и достигнуть качественно нового уровня надежности электроснабжения потребителей в Российской Федерации. Для стимулирования развития этих технологий необходимы масштабные инновационные проекты, нацеленные на расширение локальных и магистральных электрических сетей (как внутри нашей страны, так и в международном формате). Их внедрение требует, прежде всего, времени. Но, безусловно, за этими технологиями будущее. Страна, чья промышленность освоит серийное производство силовой электроники по приемлемой для широкого круга потребителей цене, бесспорно, станет мировым лидером в области распределения электроэнергии. О том, какие идеи в части обновления электротехники с использованием передовых технологий продвигает ФГУП ВЭИ, читайте в статье на с. 28. Если энергетическая безопасность России в значительной мере зависит от надежности энергоснабжения и высоковольтного оборудования, то ее транспортная безопасность напрямую зависит от качества и пропускной способности дорог. Благоустроенные автомобильные дороги — залог экономического роста и развития страны, они повышают мобильность и уровень жизни населения. В России более 900 000 км дорог с твердым покрытием. В процессе эксплуатации объектов автомобильно-дорожной сети возникает ряд дефектов, снижающих ее эффективность, повышающих риски при движении транспортных средств и требующих вложения немалых материальных ресурсов для устранения проблем. Об инновационных разработках госкорпорации, направленных на обеспечение надлежащего состояния автомобильно-дорожной сети и ее развитие, читайте в первой статье рубрики.

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

ATOMICEXPERT.COM

Фото: Росатом

«Беркут» нравится рынку Однако чтобы проявить себя на практике и продемонстрировать все заявленные функции, измерительному дорожному комплексу необходимо проехать немало дорог. Текст: Ульяна ОЛЬХОВСКАЯ

Росатом выводит на рынок новый продукт — измерительный комплекс «Беркут». Он предназначен для диагностики автомобильных дорог, их паспортизации и последующего мониторинга в соответствии с требованиями отраслевых стандартов. Рынок диагностики автодорог емкий. Сегодня в России, по дан-

дорогах могут подключаться не только специалисты-дорожники, но и граждане-автолюбители. Кроме того, «Беркут», по замыслу создателей, способен контролировать расход средств из дорожных фондов, то есть по сути поможет свести на нет коррупционную составляющую в дорожном строительстве. Идея хорошая, но в каком объеме она будет реализована в стране — пока вопрос.

Воплощение научных идей ным Росстата, около 1500 тыс. км автотрасс. Минимальный прайс на диагностику километра дороги — 3000 руб. Игроков на рынке мало, так что шансы на прибыль есть. Чтобы продукт сразу получил конкурентное преимущество, проект «Беркут» сделали интерактивным: к сбору информации и фиксированию проблем на

Система мониторинга «Беркут» — новое для госкорпорации «Росатом» направление. В 1990-х годах предприятия атомной отрасли развивали производство различных побочных продуктов, чтобы хоть как-то удержаться на плаву. Выпускали даже автоприцепы. Но это была вынужденная диверсификация. Сегодня Росатом нацелен на развитие новых продуктов с вы-

№6 (57) 2017

«Кондор» Конструктивно плотномер состоит из рентгеновского аппарата типа РАПАН, включающего моноблок, пульт питания и управления (или аналогичного по техническим характеристикам блока детектирования), электронно-измерительного блока, персонального компьютера с операционной системой Windows 7 или выше. Конструкция плотномера обеспечивает облучение анализируемой поверхности дорожного покрытия рентгеновским излучением и регистрацию рассеянного излучения в статическом режиме. Плотномер располагается в грузовом прицепе МЗСА 817730.001 или в кузове автомобиля Mitsubishi L200, что позволяет проводить измерения плотности верхнего слоя дорожного покрытия на контролируемом участке автомобильной дороги. В электронно-измерительном блоке установлен разъем связи с ПК для передачи информации и управления процессом измерения. В кабине автомобиля размещены пульт управления рентгеновским излучателем и ПК.

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

сокой добавленной стоимостью. В основе нового бизнеса диагностики дорог — принцип радиационных технологий и накопленные в отрасли компетенции. Все началось с рентгеновского плотномера «Кондор», созданного структурным подразделением Росатома НИИТФА. Этот сканер определяет плотность и однородность верхнего слоя дорожного покрытия. «Кондор», однако, определяет только одну характеристику дорожного покрытия. Для того чтобы получить неоспоримое конкурентное преимущество на рынке, необходимо было создать систему, способную выдавать значительно больший спектр информации в короткие сроки. В феврале 2016 года была создана новая компания —«Системы мониторинга “Беркут”» (СМБ). Она была учреждена как дочернее предприятие АО «Атомэнергопром». В компании работает около 30 сотрудников, а над проектом в целом — около 80 экспертов из различных структурных подразделений Росатома. За год удалось расширить спектр параметров измерения до двух десятков. Комплексная лаборатория позволяет создавать 3D-модели дорог в разрезе. По словам генерального директора СМБ Михаила Веселкина, данные с помощью сканера будут получать на скорости до 100 км/ч с полосы дорожного покрытия шириной семь метров, а также с глубины семь метров под уровнем покрытия. Собранные данные автоматически обрабатываются с использованием специального программного обеспечения и загружаются в глобальную информационную систему. Оттуда заинтересованные организации и лица смогут черпать сведения для проектирования, строительства, содержания и ремонта транспортной сети России. К процессу фиксации информации могут подключиться не только инженеры и специально обученные операторы, но и автолюбители. Любые нарушения на дорогах — ямы, неровности, некорректные знаки — можно будет сфотографировать и через специ-

альное приложение на смартфоне отправить в общую базу данных. Проект предполагает накопление огромных массивов информации — сотни терабайт. Они будут храниться в одном из самых больших в России дата-центров в Сарове. Увидеть результаты аналитики «Беркута» можно будет на вебсайте. Степень «глубины» доступа разная. Информация общего характера бесплатная; за более детализированную и специфическую придется заплатить.

Заказчики и потребители

В декабре 2016 года на совещании в Минтрансе России у директора Департамента государственной политики в области дорожного хозяйства Игоря Костюченко представители ведомства отметили возможность использования «Беркута» в рамках приоритетного проекта «Безопасные и качественные дороги». Было принято решение подготовить предложения по интеграции элементов системы «Беркут» для мониторинга и оценки состояния федеральных автомобильных дорог. К выработке этих предложений привлечены также Федеральное дорожное агентство и ГК «Российские автомобильные дороги». «Сегодня, по требованию властей, нужно проводить диагностику и мониторинг дорог. Для определенных регионов есть даже конкретные предписания прокуратуры», — отметил М. Веселкин. Поэтому основными потребителями системы «Беркут», видимо, станут региональные дорожные власти, отвечающие за состояние дорог, ФКУ и дорожные организации.

Борьба с откатами и повышение качества

По данным различных источников, откаты в дорожном строительстве достигают 90 %. Центр исследований постиндустриального общества отмечает, что коррупционная составляющая в отрасли — 70 %. Но в СМБ осторожно замечают: в регионах серьезно заинтересованы в том, чтобы точно знать, сколько денег потрачено на самом деле, поэтому данные проектов ремонта и строительства

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

дорог будут поступать в систему от самих региональных властей. Одна из важных функций системы «Беркут» — контроль за расходованием средств, направленных на строительство и ремонт дорог. «Беркут» отслеживает, насколько правильно и эффективно были потрачены деньги. Эта система позволяет учитывать все работы, которые уже выполнены и должны быть выполнены, при условии соблюдения региональных нормативов. «Благодаря системе мы можем установить, сколько денег на самом деле было потрачено, исходя из нормативов и выделенной из бюджета суммы. Это позволит избежать откатов, дать объективную оценку расходов. Дельта между выделенными и потраченными средствами сразу попадает в „серую“ часть. И это повод для проведения ревизий», — отмечает М. Веселкин. Один из индикаторов неэффективного расходования бюджета, по мнению разработчиков, — выявление экономии на материалах: сокращение прослойки из щебня, уменьшение толщины асфальта в дорожных «одеждах». Диагностика «Беркута» позволит свести дебет с кредитом и обнаружить утечку. Система все фиксирует: подсчитывает слои дорожного покрытия — сколько их положено при строительстве и ремонте и сколько заложено в проекте. При этом исходные данные в систему приходят от региональной власти. Сопоставив данные, утверждают эксперты СМБ, можно увидеть все нестыковки проектов и их осуществления на практике. Представители дорожных организаций, однако, считают, что такая информация не будет объективной в плане определения источника утечки бюджета. Поскольку подрядчикам, исполнителям приходится работать с теми средствами и материалами, которые им выделяют и «рекомендуют» заказчики. И проблема не в количестве материалов, а в их качестве, то есть до реальной дороги доходят гораздо менее качественные материалы, чем заложенные в проектах. В кулуарах дорожники говорят, что заказчики

давно «переформатировались»: закладывают свою маржу в различные материалы и заставляют подрядчиков использовать их при строительстве. Кроме борьбы с «серыми» схемами (практика покажет, насколько эффективной она будет), система позволит повысить качество транспортной инфраструктуры. По данным Росстата, 30 % ДТП случаются из-за недостатков дорог. Если дорожно-контролирующая организация будет использовать «Беркут», то число смертельных исходов в ДТП сократится на 10 %, считают в СМБ. Стоит отметить: в 2016 году в ДТП погибло около 20 тыс. человек; это значит, что система позволит сохранить жизнь двум тысячам человек. Технический потенциал лаборатории также позволит сократить затраты на обработку данных. «Чтобы обработать данные дорожной лаборатории, один оператор потратит в два раза больше времени, чем наша лаборатория», — рассказывает М. Веселкин. Лаборатория прошла цикл испытаний, тестирования, участвовала в единичных мероприятиях по диагностике дорог, однако, несмотря на заявленные производителями характеристики, дорожники пока настроены скептически по отношению к ней. Вопросов и пожеланий много.

Тендеры и конкуренты

У многих дорожных компаний есть собственные средства контроля производства. По оценкам экспертов, в России существует около десяти ведущих лабораторий. Среди них: НПО «Регион», «Спецдортехника», «Росдортех» и АДС–МАДИ. Компанию для контроля на конкретном участке дороги выбирают, как правило, с помощью тендера. Местные власти организуют конкурсы на оказание данной услуги. Любая сертифицированная в России лаборатория может принять в них участие. За рубежом немало известных компаний, производящих системы дорожной диагностики. Они работают, как и в России, на тендерной основе. Среди систем

ATOMICEXPERT.COM

«Системы мониторинга „Беркут“»: измеряемые показатели и работы, которые проводит компания • исходная информация о техническом уровне и эксплуатационном состоянии дороги; • привязка точечных, линейных и площадных объектов к оси дороги, определение размеров дорожных объектов; • угол поворота трассы; • расстояние видимости в плане; • расстояние видимости в продольном профиле; • продольный и поперечный уклоны; • продольная ровность покрытия; • поперечная ровность (колейность) покрытия*; • дефекты дорожного покрытия*; • коэффициент сцепления колеса с покрытием*; • оценка прочности дорожной «одежды»; • радарограмма дорожной «одежды» и верха земляного полотна; • оценка технического состояния водопропускных труб; • регистрация элементов трассы дороги в плане; • дефекты дорожной разметки; • измерение температуры покрытия; • выявление неоднородности в конструктивных слоях; • измерение плотности верхнего слоя рентгеновским плотномером; • световозвращение знаков и разметки; • освещенность дорожного покрытия; • экспресс-оценка ровности мобильным приложением. *Наиболее часто запрашиваемые в тендерах параметры.

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

№6 (57) 2017

Как это работает СБОР ИНФОРМАЦИИ

ОБРАБОТКА, АНАЛИЗ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ДАННЫХ Загрузка данных в хранилище

общественный мониторинг дорог

Население

Мониторинг дорог с помощью мобильных лабораторий

Органы исполнительной власти (организация дорожных работ)

Визуализация данных на геопортале Камеральная обработка данных

Аналитическая обработка

с аналогичными функциями выделяют Dynatest, ARAN, Hawkey 2000. Главное отличие систем контроля качества дорог иностранного производства от российских — то, что они создавались для работы в рамках европейских или национальных стандартов. Это одна из причин, почему таким лабораториям трудно войти на российский рынок. «Беркут» также начал участвовать в тендерах. Создана маркетинговая группа, которая отслеживает тендеры, выбирает, в каких конкурсах разработка могла бы поучаствовать. На вопрос о конкуренции представители СМБ дипломатично отвечают, что смотрят на подобные организации как на партнеров и что все участвуют в тендерах на равных условиях.

Справка «Безопасные и качественные дороги» — это государственная программа, разработанная Правительством Российской Федерации в качестве приоритетного стратегического направления развития страны. Она будет реализована в 36 субъектах России. Программа рассчитана на девять лет. Главная ее задача —

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ

Линейные подразделения автодорожных предприятий

ремонт, отчет о выполнении задачи

Стоимость

Возможность получения прибыли компания видит сегодня в продаже лицензии на измерительный комплекс. Существуют два варианта использования системы, комментируют в компании СМБ: либо регион приобретает и устанавливает у себя эту систему, либо администрация покупает лицензию на облачную технологию, позволяющую получать данные через портал. Вход туда — через поисковые браузеры. Продажа комплекса на внутреннем рынке пока только в планах. Однако уже есть запросы на поставку лабораторий из-за рубежа. Стоимость продукта пока не определена. Она зависит от многих факторов, к примеру, от происхождения комплектующих. Чтобы собрать качественное «железо»,

развитие транспортной системы страны. По данным Минтранса, в 2017 году на программу выделено 30 млрд руб. Программа включает в себя два этапа. Первый (2017‒2018 годы) — ремонт и обустройство дорог, а также повышение безопасности дорожного движения. На втором этапе (2019‒2025 годы) предполагается приступить к строительству и реконструкции крупных объектов.

задачи информация

возможно, потребуются детали иностранного производства. «Это могут быть израильские, южнокорейские, японские комплектующие, а что-то можно привезти только из США. Как минимум шесть месяцев придется ждать, как следствие — у дорожание проекта», — комментирует М. Веселкин. Российские аналоги лабораторий стоят 12–14 млн руб., импортные аналоги — 30–40 млн руб. Цены, считают в СМБ, высокие, потому что рынок узкий. На вопрос о том, сколько будет стоить лицензия на право пользоваться данными «Беркута», в компании пока не отвечают. Только дают общую информацию о стоимости аналогичных услуг в России. «Цена варьируется от 3 тыс. руб. до 70 тыс. за километр на Камчатке», — комментируют в СМБ.

Финансирование программы осуществляется из федерального и краевого бюджетов. В паспорте проекта «Безопасные и качественные дороги» (утвержден президиумом при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и приоритетным проектам; протокол от 21.11.2016) есть пункт 4, касающийся деятельности «Беркута»: «В 2017 году внедрена общественно доступная информа-

ционно-аналитическая система контроля за формированием и эффективностью использования средств дорожных фондов. Данная информационноаналитическая система будет в том числе: •• обеспечивать возможности по мониторингу соблюдения субъектами Российской Федерации требований бюджетного законодательства в части направления в дорожные фонды средств за

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

Комментарии экспертов

— Что касается борьбы с так называемыми откатами, то в этом система вряд ли поможет, а вот сканирование дорог с целью определения причин их преждевременного разрушения — это реально. К примеру, известно, что нижние слои асфальтобетонного покрытия большинства дорог уже исчерпали свой ресурс и практически превратились в крошку. Заказчик может, не зная этого, из года в год менять верхние слои, которые быстро разрушаются, не имея под собой прочного основания; таким образом, он расходует бюджетные средства неэффективно. Наверное, получив результаты сканирования, заказчик сможет аргументированно обосновывать финансирование и производить своевременную замену нижних

слоев. Это позволит увеличить срок службы дороги. В свете программы 24-летнего срока службы дорог необходимо разработать также программу подбора материалов, обеспечивающих этот срок службы. К финансированию можно привлечь самих разработчиков. Они, как никто другой, заинтересованы в продвижении собственных инновационных материалов и технологий. Однако сами по себе сопоставительные лабораторные испытания однотипных инновационных материалов, скорее всего, не дадут полной картины; необходимо проводить предварительные полевые испытания. Технология простая: мы коррелируем результаты лабораторных и первоначальных полевых испытаний и выводим сходимость. То есть определяем ориентировочный срок службы элемента дороги при применении того или иного инновационного материала. И самое главное: уже после включения заказчиком инновации в техническое задание на проектирование, после реализации проектного решения, содержащего инновацию, с момента сдачи объекта в эксплуатацию необходимо проводить мониторинг эксплуатационных показателей дороги и сравнивать их с результатами испытаний. В этом неоценимую помощь, конечно же, может оказать измерительный комплекс «Беркут». Важно, чтобы это был не процесс ради процесса, а чтобы резуль-

таты кем-то были проанализированы, а выявленные зависимости — описаны. Например, стоит обратить внимание на битумные вяжущие модификаторы и добавки к асфальтобетону. Результатом коллективного труда должен стать Отраслевой методический документ (ОДМ) с рекомендациями: какие модификаторы (добавки) для чего нужны, какие функции определенного слоя они помогут выполнить и в какой климатической зоне применимы. И обязательно должно быть указание на ориентировочный срок службы покрытия при применении того или иного модификатора, как это было, например, в небезызвестном американском отчете № 215.

счет предусмотренных источников в полном объеме; •• содержать сведения о планируемых направлениях расходования средств соответствующих дорожных фондов, в том числе планы закупок в части осуществления дорожных работ, включая пообъектные перечни участков дорожной сети и иных объектов, в отношении которых планируется осуществлять указанные работы;

•• содержать сведения о выполненных дорожных работах, включая сведения о гарантийных обязательствах подрядных организаций; •• обеспечивать возможности для получения обратной связи от пользователей дорожной сети, в том числе посредством использования автоматизированных мобильных предложений, в части ее состояния с гео-привязкой передаваемой информации, в том числе

в целях решения задачи по осуществлению верификации представленных субъектами Российской Федерации данных о состоянии дорожной сети городских агломераций: – информация о состоянии автомобильных дорог, в том числе в части наличия дефектов дорожного полотна, – информация об уровне траффика, включая наличие транспортных заторов,

Андрей Семянихин, ведущий специалист по технологии и качеству АО «ДСК „АВТОБАН“»:

Артем Боев, генеральный директор, ООО «Инфратест»: — Пока слишком мало достоверной технической информа-

ATOMICEXPERT.COM

ции по «Беркуту», чтобы делать какие-либо выводы. В целом идея отличная — увязать в единую базу все данные, получаемые от мобильных лабораторий. Вопрос лишь в том, как именно это будет реализовано. Судя по всему, «Беркут» выбрал путь финских Roadscanners — использование достаточно простых средств фиксации дорожной обстановки (фронтальных камер и лазерных сканеров) в сочетании с мощным программным комплексом для расшифровки полученных данных. Мне кажется, путь верный. Что касается определения толщины слоев дорожной «одежды» и выводов на основании этих данных о соответствии проекту, вопрос спорный: данных о методе определения толщин нет, если это георадар — есть большие сомнения, что его точности хватит для этой работы. При оценке, например, толщины асфальтобетонного покрытия необходимо получать данные с точностью как минимум плюс-минус 1 см, чего стандартные георадары сделать не позволяют. В целом идея масштабная, но очень мало практической информации о том, каким образом все это будет реализовано. Кстати, я убежден, что реализация потребует труда многих сотен квалифицированных специалистов.

– информации о местах проведения дорожных работ, – информации о возникновении дорожно-транспортных происшествий; •• обеспечивать автоматизированную обработку получаемой от пользователей информации, в том числе в части ее синхронизации и верификации с соответствующей информацией, передаваемой владельцами автомобильных дорог».

№6 (57) 2017

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

Электротехника. От реновации к прорыву ВЭИ продвигает идеи внедрения передовых технологий электротехники в ЕЭС России. В случае если эти идеи станут реальностью, ландшафт энергетической отрасли изменится до неузнаваемости. Накопители энергии могут стать самостоятельными фабриками, вырабатывающими электричество. Линии связи на постоянном токе перевернут формат основного бизнеса Росатома — продажи АЭС. А цифровое электричество полностью изменит систему отношений генерации с потребителями. Текст: Юлия ГИЛЕВА

Электротехническая отрасль стоит на пороге технологического обновления. Но не в России. Во всяком случае пока. Российский рынок слишком консервативен для того, чтобы воспринять передовые технологии электротехники. Это обусловлено стагнацией в электроэнергетической сфере, убеждены эксперты Всероссийского электротехнического института (ВЭИ). Возможно, большинство руководителей и специалистов организаций сектора не ждут революций в электротехнике, но государство обозначило курс на переход к новому технологическому укладу и построению цифровой экономики. Значит, сложившиеся взгляды на развитие электротехники неизбежно придется менять, считают в ВЭИ. Вместе с тем обновление электротехнической отрасли — это большие инвестиции. Так что приоритеты и организационнотехнические решения должны быть серьезно обоснованы. Сегодня в мире рынок электротехники развивается прежде всего от конечного потребителя, отмечает генеральный директор ВЭИ Евгений Осоченко. Именно потребителю нужны новые технологии. Традиционные и в массе своей консервативные участники энергорынка также в них нуждаются, но их потребности влияют на развитие сегмента в меньшей степени. «Мы видим, что отраслевая политика в этом секторе экономи-

ки страны, как и прежде, делает ставку на генерацию и сетевое хозяйство, но не знает, как реагировать на появление новых технологий, таких как накопители электроэнергии, высоковольтные линии и сети постоянного тока. Не знает, как реагировать на тенденции к интеграции в сети возобновляемых источников энергии большой мощности, на появление “активных потребителей”, на вызовы “интернета вещей” и Индустрии 4.0», — г оворит Е. Осоченко. По его словам, Россия — последняя промышленно развитая страна, у которой нет государственной программы поддержки исследований и внедрения в экономику накопителей электроэнергии. Между тем эти технологии очень быстро развиваются и уже в ближайшей перспективе изменят представления о работе больших и малых электросетей, ситуацию с энергобезопасностью. Задачи развития отрасли связаны не просто с новыми технологическими приоритетами. За последние десятилетия кардинально изменились условия для разработчиков и изготовителей электротехнического оборудования. Уже много лет потребности в новом электротехническом оборудовании в основном покрываются за счет импорта. Но в условиях стагнации промышленности и экономических санкций

импорт не может рассматриваться в качестве основы для модернизации отрасли. В то же время возможности развития полного инновационного цикла в электротехническом оборудовании в России ограничены малым внутренним спросом. Не менее важные факторы, сдерживающие развитие, — с лабость материальной базы и дефицит квалифицированных кадров. Глава ВЭИ называет сочетание разнонаправленных трендов «эффектом ножниц»: электротехническое оборудование все больше нуждается в глубокой модернизации, а внутренние и внешние условия, определяющие ответ на этот вызов, год от года ухудшаются. Недавний пример тому — ситуация вокруг поставки турбин Siemens для крымской генерации. Нужно восстанавливать компетенции страны в области разработки и изготовления современного электротехнического оборудования. Отрасли необходима сборка производственных цепочек. Росатом уже делает первые шаги в этом направлении. Определена компания — интегратор бизнес-направления «Электротехника» — это АО «РАСУ». Всероссийский электротехнической институт взял на себя роль конструктора и научно-технического консультанта. К слову, разработки института, который не так давно вошел в состав ГК «Росатом», повсеместно используются крупнейшими транснациональными электротехническими компаниями, такими как ABB, Siemens, компаниями из КНР. Глава ВЭИ выделяет три ключевых направления развития электротехники, на которых имеет смысл сосредоточиться в первую очередь. Первое направление — технологии накопления энергии по широкому спектру: от нескольких килоджоулей до накопителей тераджоулевого класса. Использование таких устройств позволяет решить вопрос устойчивости электроснабжения. До последнего времени накопители энергии не

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

ATOMICEXPERT.COM

Фото: РосРАО

были частью системной архитектуры электрификации (если не считать опытных и единичных образцов). Это направление до сих пор слабо проработано даже в наиболее развитых странах, таких как США, Китай и государства ЕС. Второе направление — технологии постоянного тока, которые сегодня переживают настоящий ренессанс. Линии постоянного тока высокого напряжения позволяют связывать большие региональные сети между собой. Это дает два уникальных новых качества: соединение энергосистем через сотни и даже тысячи километров водного пространства и использование уникальных эффектов удаленных, географически локализованных потенциалов как в части генерации, так и в части накопления энергии. Благодаря таким линиям объединенная европейская система электрообеспечения сможет опереться на гигантский потенциал будущих гидроаккумулирующих станций в Скандинавии и Швейцарии. Такое решение позволит получить сверхмощные накопители энергии тераджоулевого класса, уверены в ВЭИ. Третье направление — технология «цифрового электричества». Это по сути дискретное электричество, содержащее служебную информацию. Технологию запатентовали в 2005 году в США и сейчас все активнее применяют для передачи электричества и данных по аналогии с Интернетом. Пока удалось выйти на передачу до 100 ватт по одному кабелю. В ближайшее время эта цифра вырастет до 200 ватт, ожидают эксперты. Со временем «цифровое электричество» сможет стать основным решением для электроприборов любого класса напряжения, полагают во Всероссийском электротехническом институте. Развитие этого направления в России позволит сформировать полностью интегрированную информационно-энергетическую платформу Индустрии 4.0.

Три пути к успеху В интервью «Атомному эксперту» Е. Осоченко раскрыл подробности предложений ВЭИ. Расскажите, пожалуйста, подробнее, в чем суть предложений ВЭИ по модернизации электросетевого хозяйства. Отвечая на геополитические вызовы, руководство страны обозначило направления инновационного развития, трансформируемые к задачам электротехники следующим образом. Прежде всего это накопители энергии, по которым до сих пор внутри страны не выпущено программных документов, хотя во всех развитых странах таковые существуют с 2013 года. Системы накопления энергии большого класса (тераджоулевого, гигаджоулевого) позволяют устранить ахиллесову пяту системы передачи и распределения энергии, заключающуюся в одномоментности потребления и генерации: сколько потребляется, столько и производится. При этом есть пики нагрузки утром и вечером. А ночью, когда спрос падает, большая часть генерирующих мощностей вынуждена

уходить в понижение за счет так называемых маневровых мощностей. Накопители позволяют делать запасы в часовом, суточном эквиваленте, способствуя оптимальной загрузке генерирующих мощностей, повышая КИУМ и КПИТ. Появляется и принципиально новое свойство — рассинхронизация генерации и потребления по времени, а система накопления становится вторичным генератором. В мировой практике вторичные генераторы приобретают все большее распространение. В основном это фермовые сборки из элементов заводской готовности (например, литий-ионных аккумуляторов). Примени`м и иной подход к накоплению электроэнергии — создание фабрики-накопителя, при котором в одном технологическом процессе совмещаются два: аккумулирование и генерация электроэнергии. Понятие «фабрика» к накопителям в мировой практике не применялось. Это наше ноу-хау в терминологии.

№6 (57) 2017

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

гравитационные и суперконденсаторные накопители.

Китайский проект Китайская национальная электросетевая компания State Grid объявила о начале строительства самой длинной в мире сверхвысоковольтной линии электропередачи постоянного тока (HVDC) напряжением плюс-минус 1100 киловольт. Данная ЛЭП соединит Синьцзян-Уйгурский автономный район на Северо-Западе Китая и провинцию Аньхой в Восточном Китае. Суммарная длина ЛЭП составит 3324 км (!). Трасса линии электропередачи будет начинаться в городе Санджи (Синьцзян), далее она пройдет через провинцию Ганьсу, Нинся-Хуэйский автономный район, провинции Шэньси и Хэнань и завершится в городе Сюаньчэн (провинция Аньхой). Строительство ЛЭП обойдется стране в 40,7 млрд юаней ($6,2 млрд). По плану HVDC, ЛЭП будет сдана в эксплуатацию уже в 2018 году. Цели данного проекта — поставка электроэнергии от тепловых, ветровых и солнечных электростанций Синьцзяна в другие районы страны, а также повышение надежности электроснабжения Восточного Китая.

То есть это такая аккумулирующая станция, только не «гидро»? Да, здесь другие физические принципы. В мире существуют накопители на основе порядка 15 физических принципов. Направление накопителей энергии обозначено в Стратегии развития электроэнергетического комплекса до 2035 года, выпущенной Минэнерго. Но, к сожалению, программного документа (дорожной карты) с конкретным перечнем организаций, которые отвечают за разработку и выпуск накопителей, пока в России нет. Существуют фрагментарные решения: литий-ионные, кинетические,

Если рынком востребовано это, если рынок этого ждет, то зачем на государственном уровне назначать ответственных? Накопители, которые способен потреблять существующий рынок, — от килоджоулевого до тераджоулевого класса мощности. Создание накопителей с большей энергетикой требует серьезных капиталовложений. Повторюсь, за рубежом это государственные проекты. Анализ мировой практики показывает, что срок окупаемости подобных решений, как правило, более семи лет. А некоторые решения не окупаются даже при ставке дисконтирования 3–4 %. Соответственно, нужна госпрограмма? Решения подобного масштаба всегда реализовывались государством либо с его помощью. Какие еще направления? Второе — это передача мощности на большие расстояния постоянным током, дальние (HDVC) и сверхдальние (UHDVC) линии электропередачи. Наша страна была пионером в этих технологиях. Мы опережали весь мир лет на 20 еще во времена Советского Союза. Начало было положено в 1940-х годах, когда из Германии в СССР по контрибуции была вывезена линия связи постоянного тока Эльба — Берлин. Ее установили в Советском Союзе, это была линия Кашира — Москва, проложенная до самого Кремля. К сожалению, в связи с перестройкой и распадом страны остался незаконченным грандиозный проект по передаче электроэнергии постоянным током плюс-минус 800 кВ «Экибастуз — Центр». Был спроектирован и изготовлен полный комплект оборудования, построены испытательные стенды мирового уровня. К сожалению, наукоемкие элементы этого грандиозного энергомоста не сохранились до наших дней. Между тем китайские товарищи в период с 1995 по 2005 год активно забирали компетенции

у Российской Федерации, в том числе конкретно в ВЭИ. Привлекали специалистов, изучали документацию и реализовали проекты дальних перетоков на плюс-минус 800 и 1100 кВ с использованием оборудования собственного производства, а также глобальных электротехнических компаний ABB и Siemens. До 2019 года планируется ввести на территории КНР 14 линий UHVDC. Китайские энергетики реализуют подобные проекты сегодня также в Индии и Бразилии. В чем преимущество линий постоянного тока? Меньше потери? Существенно меньше. Во-первых, передача мощности ультравысоким напряжением снижает омические потери. Во-вторых, постоянный ток исключает потери на переизлучение и снижает потери на нагрев проводников. В итоге линии постоянного тока по потерям как минимум на 30–40 % эффективнее линий переменного тока того же класса напряжения и способны пропускать мощность до 80 % больше в сопоставлении с ЛЭП переменного тока. Экономический эффект достигается на воздушных линиях при расстояниях от 300–700 км, на кабельных — о т 30–50 км. Линии постоянного тока незаменимы при преодолении водных преград. В этом легко убедиться, взглянув на карту линий постоянного тока Европы (см. Рис. 2). Следует отметить большую надежность линий ПТ. При нарушении целостности одной из цепей электроэнергия, пусть и с половинной мощностью, продолжает поступать к потребителю. Обрыв проводника линий переменного тока приводит к аварийному отключению. Есть, правда, нюансы, связанные со стоимостью внедрения. В России засилье импортных силовых полупроводников производства Японии, Германии и США. По цене внедрения подстанция постоянного тока становится примерно раза в три дороже, чем аналогичная на переменном токе. Стоимость внедрения в Китае уже сопоставима по постоянному и переменному току, что связано с более дешевыми

ATOMICEXPERT.COM

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

Основные источники финансирования сводной инвестпрограммы, % 48,2 %

28,5 %

23,3 %

Тарифные источники Привлеченные средства Плата за ТП и прочие источники

базовыми компонентами, преимущественно произведенными в КНР. Компетенции по силовым полупроводникам в нашей стране сохранились. Есть специалисты, обладающие знаниями в этой сфере, есть производства. Но без господдержки развитие направления силовых полупроводников практически невозможно, несмотря на растущий спрос. Но ведь существуют Россети. Это же их, по идее, задача — обновлять сетевое хозяйство? Безусловно, и задачу обновления они решают. Россети — это ФСК и МРСК. Они занимаются федеральными перетоками — э то так называемые магистральные и дальние линии электропередачи класса напряжения от 220 кВ и выше. Обновление инфраструктуры ФСК финансируется государством. Программа реновации энергетического комплекса на 10 лет оценивается в сумму порядка 11 трлн руб. При этом ФСК за 2010–2014 годы переоснастилась в основном импортным оборудованием. Сегодня у компании нет резонансных проблем с отключениями, потерей устойчивости работы оборудования, если рассматривать вопрос в консервативной логике «генератор — потребитель». Тем более что ФСК — мировой лидер с точки зрения эффективности передачи электроэнергии на большие расстояния: потери (по данным ПАО «Россети») составляют 4,5 %. Это мировой рекорд. Все перечисленные факторы не позволяют надеяться на появление стимула к внедрению передовых технологий. В распределительных сетях от 110 кВ и ниже существуют серьезные проблемы, связанные

Таблица 1. Направления и структура финансирования сводной инвестиционной программы, млн руб. (с НДС) Направления финансирования

2014

2015

Технологическое присоединение

81 887

87 797 / 42%

Технологическое перевооружение и реконструкция

70 525

59 546 / 29%

Новое строительство

58 612

44 740 / 22%

Прочее

29 113

13 677 / 7%

Итого

240 137

205 760 / 100%

с размытостью такого понятия, как «хозяин». Какими-то сетями управляет МРСК, часть объектов — за территориальными организациями, часть — в распоряжении у частников. Сетевая инфраструктура в России сформирована во многом эволюционно, как и дороги. Линии электропередачи росли вслед за ростом потребления. В итоге длина распределительных сетей зачастую превышает эффективную (стандарт для 0,4 кВ — 800 метров) и измеряется километрами. Разумеется, потери колоссально растут. Зачастую отсутствует резервирование, что снижает надежность. Ограничивающий фактор — невозможность осуществления двухсторонних перетоков, что существенно ограничивает внедрение локальной, в том числе возобновляемой, энергетики. С сетями понятно, но все же — при чем тут ВЭИ? Какой может быть функция института в программе обновления сетевого хозяйства? ВЭИ исторически был отраслевым институтом, который формировал стратегию развития электротехнической отрасли, занимался стандартизацией. Наш институт по-прежнему представлен в Международной электротехнической комиссии, которая существует с 1921 года и формирует все мировые стандарты в области электротехники и электроэнергетики. Те компетенции, которые сохранились и которые можно собрать, позволят решить задачу обновления энергосистемы страны на новом технологическом уровне. Даже по официальным данным износ распредсетей в России составляет более 60 %, и точка невозврата

уже пройдена. Об этом многократно говорили и руководство холдинга МРСК, и представители ВЭИ. Вы всерьез взялись за тему ЕЭС России… Система в этой отрасли сложилась достаточно консервативно. Задача действующих игроков — произвести электроэнергию, передать ее из точки А в точку Б без сбоев, без нарушений и по тарифу, согласованному с государством. Действует эффект ножниц. С одной стороны, ограничения импорта и удорожание импортной продукции из-за курсовой разницы. Для закупки оборудования за рубежом (даже просто с целью ремонта), скорее всего, понадобятся дотации и политические договоренности. Это мощный стимул развивать внутреннее производство. С другой стороны, электротехническая отрасль России с 1992 года перестала существовать как комплекс. Некие осколки ее сохранились, к счастью. Но это не сравнимо с тем, что было в СССР. Вместе с тем государство определило приоритеты. Надо развивать локальную энергетику, новые виды генерации, надо обеспечивать потребителя более дешевой энергией. В стране высокий отпускной тариф, особенно для малого и среднего бизнеса. Средневзвешенный — порядка 3,5 руб. за киловатт, а реальный, по мнению аналитиков, доходит до 5–6 руб. за киловатт. Стоимость электроэнергии в существенной степени формирует себестоимость продукции. Тенденции таковы, что потребитель постепенно становится активным: совмещает функции потребителя и генератора (prosumer). Без новых технологий энергосистема

№6 (57) 2017

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

Рис 2. Энергетическая сеть Европы

На диаграмме образно представлены сетевые связи энергосистемы Европы. * C.C.S. — carbon capture & storage (углерода улавливание и хранение)

эту его роль не воспримет. Допустим, потребитель считает для себя экономически целесообразным поставить фотовольтаику, или ветряк, или гидроаккумулирующую станцию и потреблять столько, сколько ему нужно, а избытки отдавать в сеть. Это всеобщий тренд в мировой энергетике. Но в России сети ему этого не позволят. Нужно создавать условия для прямых и обратных перетоков. Это укрепит безопасность системы. Даже Германия с ее хорошо реновированной системой сетевого хозяйства столкнулась с проблемой безопасности, когда в стране был введен большой парк ветрогенерации и солнечных источников энергии. Система рассинхронизировалась, потеряла устойчивость. Были колоссальные проблемы, которые решались огромными дотациями. В сетях постоянного тока прямые и обратные перетоки — э то нормальная вещь.

Какие еще преимущества есть у сетей постоянного тока? Такие системы, например, позволяют осуществить быстрое и малозатратное технологическое присоединение. А это — одно из узких мест для тех же Россетей. Технологическое присоединение занимает порядка 42 % в структуре общего инвестиционного портфеля компании при возвратности менее 23 %. Еще один важный эффект связан с перетоками на длинные расстояния. Наша страна так и не замкнула энергосистему. Энергосистема Востока существует независимо от общей ЕЭС России. Ограничены перетоки между Уралом и Сибирью. В итоге генерация загружена не оптимально, а энергопотенциал страны не используется в полном объеме. Дальние линии элекропередачи на постоянном токе позволят изменить подход и к структуре бизнеса

Росатома. Госкорпорация продает за рубеж атомные станции, и каждый проект связан с серьезными согласующими процедурами, с гармонизацией стандартов в странах присутствия, с изменением законодательства. Перетоки большой мощности с минимальными потерями и с использованием накопителей энергии позволят размещать АЭС внутри страны и торговать электроэнергией за рубежом. Причем не в формате продажи по текущей потребности, а в формате поставок до некоего хаба, большого накопителя или фабрики-накопителя, где электроэнергия аккумулируется на определенный срок (сутки, неделю или больше) и потом уже распределяется в соответствии с потребностями. По такой логистике сегодня работает рынок углеводородов. Газ летом закачивают в подземные хранилища, а зимой используют. Суммируя все вышесказанное, в любом случае деньги вкладывать нужно, необходима реновация. Весь вопрос — в поиске оптимального синергетического решения, которое позволит избавить распределительные сети от проблем. Даже простая пересборка инфраструктуры будет выгодна всем: и потребителям, и региональным властям, и малым и средним предпринимателям, которые смогут участвовать в изготовлении оборудования, в выстраивании системы, и территориальным сбытовым и сетевым организациям. Что насчет третьего направления? «Цифровое электричество»? Звучит экзотично… Существующая система энергоснабжения централизована, электроэнергия поступает к потребителю через систему трансформаторных подстанций. При этом сложно определить, где и сколько этой электроэнергии теряется. Технологические потери в сетях для больших классов напряжения — порядка 5 %, а в распредсетях даже официальные данные начинаются от 8 %. Реальные технологические потери больше. Причем не только у нас такие проблемы. В энергосистеме Японии в распредсетях официальные потери больше 20 %, например.

ATOMICEXPERT.COM

НОВЫЕ БИЗНЕСЫ

Не менее значимый фактор — необоснованный отбор мощности, который приводит, в числе прочего, к тому, что МРСК и территориальные сбыты вынуждены закупать потери мощности. Эта величина превосходит 10 %, а в иных регионах превышает 40 %. Что я имею в виду? Дядя Вася подошел с двумя проводами и подключился к распределительному устройству или накинул провода на низковольтную распредсеть и произвел необоснованный отбор мощности. А как быть конечному потребителю? Особенно если это потребитель первой категории, отключать его ни в коем случае нельзя (это либо особый объект, либо больница, либо пожарная станция). И отключить неплательщика затруднительно. Мы уже говорили об одномоментности потребления и генерации. Оплата потребленной энергии происходит по выставлении счета — в лучшем случае через месяц после потребления. Теперь представьте, какие объемы потерь возникают только на трансферах. Если объем потребления в ЕЭС России за год — 1 трлн кВт∙ч при средневзвешенной стоимости 3,5 руб., получается 3,6 трлн руб. — более 4 % ВВП. И как минимум на месяц из оборота выпадает порядка 300 млрд руб. Цифровое электричество позволяет вести учет по факту потребления, в режиме реального времени фиксировать, кто конкретно потребляет и сколько, формировать оплату или кредит за потребленную энергию. Каждый потребитель будет адресный, учтенный, даже по отдельным приборам: сколько потребляет чайник, сколько — электродвигатель. За счет чего? За счет другой структуры сигнала. Он дискретный, так же как в Еthernet, передается пачка импульсов, только это не информация, а энергия, снабженная информационной составляющей. Что для этого нужно? Новые подстанции, другая инфраструктура? Провода придется перекладывать?

Провода могут остаться теми же. В Японии сейчас проводятся исследования на обычной проводке. Инфраструктуру существенно менять не обязательно. По одному проводу можно пропускать огромное количество параллельных сигналов, которые идут к разным потребителям. Плюс ко всему, эта энергия — адресная, то есть известно, кому энергетический роутер отправил ее по запросу. Если происходит резкое изменение условий потребления (короткое замыкание либо отключение), то система автоматом прекращает отправку соответствующих пакетов электроэнергии. Это пока на уровне идей или где-то уже есть опыт использования? Уже есть патенты в США. Там это называется «безопасное электричество». И демонстрационные стенды уже созданы. Как далеко им до внедрения? В США уже есть отдельные примеры коммерческого применения для Power over Ethernet. Но они пока все слаботочные. Берут ethernet-кабель и пропускают по нему 100 Вт мощности. Обещают вскоре уже 200 Вт пропускать. В Японии активно ведутся работы в научных вузах и отработка на уровне пилотов. А у нас это сейчас на каком уровне? Увы, ни на каком. То есть надо заниматься разработкой? Для нас это шанс стать лидерами, причем не только в России, но и в мире. Потому что направление только-только начинает развиваться. А эффекты, которые на базе «цифрового электричества» могут быть достигнуты, просто колоссальны. В перспективе эта технология может изменить многие сферы. Вплоть до того, что люди, живущие в соседних домах, смогут поставлять друг другу электроэнергию и проводить взаиморасчеты. Все это в копилку цифровой экономике.

Проект «Эльба» Первый в истории проект строительства линии передачи постоянного тока высокого напряжения, основанный на применении ртутных ламп. Сначала были введены экспериментальные линии (1933‒1942 годы). В 1943 году началось сооружение биполярной линии постоянного тока между электростанцией на Эльбе и Берлином. Линия должна была передавать до 60 МВт при биполярном симметричном напряжении 200 кВ. Использовались два одножильных подземных кабеля. Система не была введена в строй. А после войны ее демонтировали и использовали для создания в 1951 году монофазной линии на 200 кВ между Москвой и Каширой (могла передавать до 20 МВт).

Что нужно, чтобы начать работу? Деньги на НИР и ОКР? Деньги нужны минимальные. Все компоненты технологии есть, их нужно только пересобрать. Мы пока практически «на коленке» ведем и патентные исследования, и исследования в части демонстрационного образца. А что же нужно? Сначала надо донести все идеи по новым технологиям в электротехнике в программных документах до руководства госкорпорации «Росатом», а затем и до заинтересованных ведомств. Мы уже работаем над такими материалами. Тем более что у Росатома есть определенные задачи, связанные с вектором роста. Убежден, что электротехника может стать одним из мощных локомотивов для атомной промышленности.

№6 (57) 2017

В МИРЕ

Атомный ковбой спешит на помощь Глава министерства энергетики США, бывший губернатор штата Техас Рик Перри никогда не скрывал своего неприязненного отношения к управлению энергетикой на государственном уровне. Атомной промышленности он всегда предпочитал проверенную техасскую нефть, однако именно ему предстоит сделать атомную промышленность США «модной» отраслью. Текст: Екатерина ПОКРОВСКАЯ

В ноябре 2011 года один из кандидатов в президенты от Республиканской партии США, губернатор штата Техас Р. Перри долго не мог вспомнить название одного из трех американских министерств, которые он планировал закрыть, когда придет к власти. «Есть три правительственных министерства, которые должны быть закрыты: торговли, образования и еще… еще… Дайте вспомнить», — с тоя под блеском софитов, Р. Перри мучительно вспоминал, какое еще министерство он собирается ликвидировать, а оппоненты с улыбкой наблюдали за его потугами.

«Министерство энергетики», — наконец вспомнил губернатор. Эпизод из этих дебатов стал настоящим хитом, когда новый президент США Дональд Трамп назначил Р. Перри на должность главы того самого министерства, которое он предлагал ликвидировать. Напомним, что в период последней предвыборной кампании Р. Перри активно выступал против самого Д. Трампа, называя его «не нашим парнем».

Эффективный менеджер

Эксперты считают, что, назначая Р. Перри на должность, Д. Трамп прежде всего руководствовался

интересами не атомной, а нефтегазовой промышленности. Как отмечал ранее журнал Forbes, во время пребывания Р. Перри в должности губернатора добыча природного газа в Техасе увеличилась на 50 %, в то время как добыча нефти взлетела на 260 % — уровни, которых не видела отрасль с 1970-х годов. За последние пять лет губернаторства Р. Перри бурная разработка нефтегазовых месторождений и добыча углеводородного сырья сделали Техас одним из лидеров по созданию рабочих мест в США. В Техасе велики запасы природного газа; штат привлекает газодобытчиков налоговыми льготами, которые появились там в 2003 году благодаря усилиям Р. Перри. Губернатор хотел таким образом поощрить инвестиции добывающих компаний, использующих при бурении метод гидроразрыва пласта. Штат создал систему освобождения от уплаты налога для высокозатратных скважин природного газа на основе формулы, которая в некоторых случаях полностью исключала

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

Фото: ТАСС

уплату 7,5 %-ного налога на добычу полезных ископаемых (НДПИ). Губернатор главного нефтеносного штата, Р. Перри считается одним из основных лоббистов американских нефтяных компаний; он неоднократно критиковал сторонников теории изменения климата. Стоит отметить: именно при Р. Перри США решили выйти из Парижского соглашения по климату что, как ожидается, даст новый толчок развитию американских нефтяных компаний. В этой связи будущее американской атомной энергетики, которая занимает почти 20 % энергетического рынка страны, кажется весьма туманным. Как свидетельствует Всемирная ассоциация атомной энергетики, США занимают первое место в мире по парку ядерных реакторов: на их долю приходится более 30 % мирового производства электричества, хотя работа АЭС США обходится слишком дорого ввиду увеличившихся затрат и конкуренции со стороны более дешевого природного газа. Р. Перри, уроженец ковбойского штата, дает понять, что обойдется без ковбойского наскока и что на новом посту не собирается «бросать» атомную энергетику. Он даже считает, что ее снова стоит сделать cool (модной): «Мы должны постараться, чтобы США вновь смогли стать страной, где атомная энергетика стоит в ряду тех энергетических ресурсов, которые можно продавать; стоило бы открыто использовать ее преимущества в отношении экологической безопасности», — подчеркнул Р. Перри. Техасец встал у руля министерства, курирующего атомную энергетику, не в лучшие для нее времена: новые технологии и ВИЭ понижают цену на энергию, реакторы останавливаются, а крупнейший американский игрок на рынке производителей оборудования для них — к омпания Westinghouse — на грани банкротства из-за миллиардных долгов. Министерству энергетики США приходится ломать голову над тем, как спасти компанию, имеющую стратеги-

ческое значение: она производит реакторы для подводных лодок. Крах Westinghouse, конечно, ощутимая потеря, но далеко не смертный приговор атомной энергетике США. Факторы, которые привели к банкротству, — в первую очередь результат плохого внутреннего управления. Считается, что Д. Трамп доверил Р. Перри кресло министра, видя в нем прежде всего эффективного менеджера, который сегодня необходим американской энергетике. Р. Перри действительно обладает недюжинными деловыми качествами. Об этом свидетельствуют и три срока в должности губернатора Техаса, считающегося главным энергетическим штатом. «Его губернаторство было очень успешным: консерватизм во всем и приоритеты бизнесу. Техас процветает, сейчас его ВВП больше, чем у такой огромной страны, как Россия. Люди переезжают сюда из Калифорнии и других штатов. Легко вести бизнес, нет штатовского налога и бешеных цен на недвижимость. Д. Трамп взял его в свой кабинет, а это очень много значит. У Д. Трампа чутье на полезных и умных людей», — рассказала «Атомному эксперту» представительница Федерации женщин-республиканок штата Техас.

Жизнь коммивояжера

Коренной техасец, Р. Перри начал свою карьеру в качестве коммивояжера, служил в ВМС и стал единственным губернатором Техаса, который избирался на этот пост три раза и пробыл на нем 15 лет. Будучи губернатором, Р. Перри приходилось сталкиваться с атомной энергетикой. В то время в Техасе активно строились атомные реакторы, а также была продлена лицензия на эксплуатацию завода по хранению низкорадиоактивных отходов. Р. Перри был на посту, когда хранилище начало принимать запланированные отгрузки после десятилетий отсрочки. Именно в его время мощности завода были увеличены и он начал принимать отработавшее топливо из 36 штатов, а также от министерства

энергетики. В техасском городе Амарильо также располагается завод Pantex по сборке и демонтажу ядерного оружия. Солидный опыт Р. Перри вселяет оптимизм в наблюдателей: есть надежда, что он может реализовать многоуровневый план диверсификации американской энергетики. В конце июня в США прошла объявленная администрацией Д. Трампа Неделя энергетики, во время которой Р. Перри и еще несколько чиновников рассказали американскому народу о важности расширения влияния Америки в области энергетики. Р. Перри взялся за дело с энтузиазмом: «Ни один проект в области экологически чистой энергии не может быть завершен без ядерной энергетики». Он также заявил, что новые научные исследования по разработке передовых ядерных и небольших модульных реакторов приведут к кардинальным переменам. Р. Перри уверен, что благодаря исключительной удельной энергоемкости и высокой энергоэффективности атомная энергетика сможет подключиться к обеспечению потребностей экспоненциально растущего спроса на энергетические ресурсы. Говоря об этом, он приводил в пример Индию, Россию и Китай — с траны, для которых развитие атомной энергетики давно стало приоритетом. Однако для того, чтобы США смогли догнать Азию и Европу, Р. Перри придется приложить усилия. Сегодня атомная энергетика США зависима от импорта из стран с более развитой атомной промышленностью, а также от их участия в разработке и строительстве АЭС на американской земле (как было в случае с Westinghouse, находящейся в собственности японской корпорации Toshiba). Несмотря на то что у США хватает источников урана внутри страны, по сведениям статистического агентства Службы энергетической информации США (EIA) за 2016 год, совокупный импорт урана в США составил 89 %, из которых 38 % поступило из Казахстана, России и Узбекистана; 40 % — из

№6 (57) 2017

Австралии и Канады; оставшиеся 11 % — из стран Европы, Украины, Бразилии. В США всего один завод по обогащению урана, способный удовлетворить лишь треть потребности страны, и он находится в собственности голландской фирмы. Один из основных компонентов процесса обогащения урана — тяжелая вода, двуокись тяжелого водорода; она не производится в США с 1996 года. В прошлом году США даже заключили договор об импорте тяжелой воды из Ирана — своего злейшего врага.

Встать против ветра

Консерватор и республиканец до мозга костей, Р. Перри хочет восстановить лидирующие позиции США в атомной энергетике главным образом из соображений безопасности: «Русские и китайцы весьма активно вовлечены во все аспекты развития атомных технологий по всему миру; их цель — и спользовать атомную энергетику как рычаг давления на политической арене», — с читает Р. Перри. Первый и, наверное, самый простой шаг на пути к самодостаточности отрасли — э то крупные инвестиции в ее инфраструктуру. По мнению энергетиков, это поможет улучшить ситуацию. Активная поддержка министерства энергетики США в расширении использования атомной энергетики может положительно сказаться на мерах по дерегуляции отрасли, а также будет способствовать принятию законопроекта Д. Трампа о вложении триллиона долларов в инфраструктуру США. Как рассказала журналистам глава Минтранса CША Элейн Чао, энергетика занимает второе место среди инфраструктурных проектов, сразу за транспортным сектором. Воплощение этого законопроекта в жизнь может стать подспорьем в лоббировании модернизации атомной энергетики. Речь идет о государственном регулировании отрасли. В 1950– 1960-х годах на ядерную энергетику возлагались большие надежды: предполагалось, что атомная энергия будет использоваться чуть ли не в автомобилях и самолетах. Однако высокие затраты на производство,

В МИРЕ

выбросы радиоактивных веществ и проблемы с хранением продуктов ядерной переработки помешали воплощению планов в реальность. Похоронила амбициозные планы авария на АЭС «Три-МайлАйленд» — затраты на безопасность существенно увеличили издержки на создание новых станций. По сведениям издания Washington Examiner, в 2016 году Счетная палата США опубликовала данные Комиссии по ядерному регулированию США, из которых следует: получение лицензии на постройку атомной станции с реактором IV поколения или высокотемпературным газоохлаждаемым обойдется подрядчику в $1млрд и 10 лет ожидания. Задача воссоздания конкурентоспособной атомной энергетики США также осложняется продолжающейся зависимостью от нефти, избытком природного газа и получившим широкое распространение стимулированием использования возобновляемых источников энергии: солнечной и ветряной. Стоит отметить, что за последние несколько лет правления Барака Обамы количество рабочих мест в угольной промышленности сократилось. При этом, по данным министерства энергетики США, только в 2015–2016 годах в секторе возобновляемой энергетики США количество рабочих мест выросло на рекордные 18 %. Несмотря на то что администрация Д. Трампа активно отказывается от наследия Б. Обамы, Р. Перри предпочитает действовать осторожно. Он призвал США «подтвердить приверженность источникам экологически чистой энергии» и в то же время «воспользоваться источниками ископаемого топлива». «Тот бинарный выбор между проэкономической позицией и лоббированием охраны окружающей среды, который предлагался во время администрации Б. Обамы, основан на неверной посылке, — подчеркнул Р. Перри. — Суть в том, что мы можем одинаково преуспеть в обоих направлениях».

Вера в ренессанс

Министр энергетики пока не представил четких планов стимулирования роста атомной энергетики

США, однако озвучил несколько идей и подкрепил их действием. Р. Перри упомянул, что США собираются начать сотрудничать с Индией в плане развития атомной энергетики в контексте осуществления трехэтапного плана по экспорту энергетических технологий. Первой ступенью сотрудничества с Индией станет экспорт СПГ, второй ступенью — экологически чистый уголь и третьей — атомная энергия. Недавно министр побывал в Лос-Аламосской Национальной лаборатории, расположенной в штате Нью-Мексико, — кузнице кадров для американской ядерной физики, где создавался сверхсекретный проект первой атомной бомбы «Манхэттен». Сегодня работа лаборатории сосредоточена на исследованиях путей ядерного сдерживания вероятного противника, обеспечения ненападения, нераспространения ядерного оружия и модернизации его запасов. Однако Р. Перри рассказал, что в лаборатории проводятся также наукоемкие исследования, которые могут привести к открытиям на пользу развитию атомной энергетики. Очевидно, что Р. Перри уже проникся любовью к ядерной энергетике. На недавней конференции по этой теме он выступил с речью, в которой расточал похвалы атомной отрасли, описывая атом как «удивительно экологически чистый, устойчивый, безопасный и надежный источник энергии». Вероятнее всего, бывший губернатор штата Техас уверен, что атомную энергетику ждет ренессанс. Министр считает, что она имеет даже больше шансов стать источником энергии будущего, чем ВИЭ: солнце и ветер. Для сравнения: по данным журнала ANS Nuclear Café, ветряная турбина способна произвести в среднем до 2 МВт в час электроэнергии в зависимости от силы ветра, вращающего турбину; атомная электростанция может производить 1600 МВт. В данном контексте выбор очевиден. Как расставит приоритеты в вопросах диверсификации и оптимизации энергетической отрасли Р. Перри — покажет время.

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

Фото: Shutterstock.com, Babcock.com, Росатом, Cgnpc.com.cn, Nuscalepower.com, Flickr/IAEA

Подснежники ренессанса В последние годы в мире обострился интерес к малым модульным реакторам. В ряде стран наметились планы внедрения подобных конструкций, а кое-где уже перешли от слов к делу. Однако о появлении настоящего рынка говорить пока рано. А может, и сам рынок в итоге окажется не таким, как представляется сегодня. Текст: Ингард ШУЛЬГА

Казалось бы, ниши для малой ядерной мощности вполне очевидны. Например, удаленные, изолированные от крупных энергосистем регионы, труднодоступные в транспортном отношении: арктические территории России, Канады и США, Дальний Восток и Сибирь, Антарктида, некоторые горные, тропические и субтропические области, острова и так далее.

Энергоснабжение подобных территорий традиционно осуществляется с завозом топлива, причем нередко — наименее рациональных видов органического топлива для генерации (дизельное, мазут). Малые реакторы, способные работать на единожды загруженном топливе годами, некоторые — д аже десятилетиями, на первый взгляд кажутся привлекательной альтернативой.

Локальные энергосистемы не всегда труднодоступны в транспортном отношении, но по тем или иным причинам иногда они функционируют обособленно и в силу небольших масштабов и слабых сетей не могут принять крупные энергоблоки. Единственный блок средней мощности иногда тоже не подходит: стабильная работа энергосистемы обеспечивается только набором нескольких небольших установок — в этом случае снижение мощности или остановка одних может компенсироваться работой других. В такие районы, казалось бы, просятся малые реакторы. Также логично выглядит их использование для опреснения: некоторые страны с сухим климатом, имеющие внушительную площадь,

В МИРЕ

№6 (57) 2017

Слева: транспортировка реактора КЛТ‑40С Справа: проект китайской плавучей АЭС с реактором ACPR50S

испытывают проблемы с обеспечением пресной водой ряда своих районов. Опреснение традиционными методами требует больших объемов органического топлива, транспортировка которого к тому же иногда технически затруднительна. Не случайно такие государства (к примеру, Саудовская Аравия, Иран) проявляют интерес к малой ядерной нише. Однако за примерно 60-летнюю историю ядерной генерации эти потенциально обширные ниши не были освоены малой атомной энергетикой — за редчайшими исключениями (например, Билибинская АЭС в России, несколько блоков, созданных в США), не позволяющими говорить о возникновении настоящего рынка.

Пропущенная станция

История ядерной генерации началась в 1950-х годах со строительства энергоблоков небольшой мощности — это было обусловлено незрелостью ядерной инжене-

Особенности реализуемых проектов строительства малых ядерных энергоблоков Основой российской плавучей атомной станции служат два реактора с водой под давлением КЛТ‑40С, способные выдавать вместе свыше 75 МВт электри-

рии. Такие блоки создавались, как правило, в обычных энергосистемах, а не в тех, о которых говорилось выше. Начиная с первых десятилетий внедрения ядерной генерации технические возможности и опыт стремительно возрастали, и большинство поставщиков реакторных технологий быстро «проскочили» малый диапазон мощностей. Уже к середине 1960-х годов хорошим стандартом при проектировании ядерных блоков стала средняя по нынешним меркам производительность (300–700 МВт), а в начале 1970-х стали внедряться гигаваттные установки. На протяжении нескольких десятилетий происходила гонка установленной мощности, которая к настоящему моменту добралась до максимальных отметок около 1700 МВт, превысив единичную производительность всех других видов генерации. Однако в нынешнем столетии большинство поставщиков и потенциальных потребителей вдруг нача-

ческой мощности и порядка 145 Гкал тепла. Каждый реактор имеет собственную турбину и может работать независимо, что позволяет поддерживать энергоснабжение в период ремонтов и других перерывов в работе одного из реакторов. КЛТ‑40С — переработанная версия судовых реакторных установок КЛТ‑40 и КЛТ‑40М, используемых на ледоколах «Таймыр», «Вайгач» и контейнеровозе «Севморпуть».

ли приглядываться к «пропущенной станции» на пути развития ядерных технологий — малой нише. Как грибы после дождя, стали появляться новые и существенно переработанные конструкции, мощность которых нарочно ограничивается в угоду потенциальному спросу: сегодня в мире насчитывается около 100 преимущественно концептуальных, в отдельных случаях уже действующих или строящихся конструкций, разработанных множеством компаний. Но пока громких заявлений по этой теме, планов и всякого рода эскизных проектов гораздо больше, чем реально воплощаемых в металле объектов. Если говорить об электрической мощности меньше 300 МВт, то сегодня в мире формально строятся всего четыре энергоблока гражданского назначения с такими реакторами: два в Китае и по одному в России и Аргентине. Некоторые проекты прошли сертификацию в национальных

В отличие от них, в КЛТ‑40С применяются кассетная активная зона увеличенного размера и топливо с меньшим уровнем обогащения (менее 20 %). Реактор имеет блочную судовую компоновку с четырьмя петлями первого контура. В основе плавучего энергоблока китайской компании CGN — единственный реактор с водой под давлением ACPR50S тепловой мощностью 200 МВт и электрической ~60 МВт.

В двухконтурной реакторной установке использована блочная компоновка с двумя петлями первого контура, двумя циркуляционными насосами и прямоточными парогенераторами со спиральными трубами. РУ помещена в стальную защитную оболочку высотой и диаметром порядка 16 метров. Топливо с выгорающим поглотителем (гадолиний) унифицировано со стандартными ТВС реакторов PWR (37 укороченных

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

Таблица 1. Примеры активно продвигаемых в США концептуальных малых реакторов Концептуальный реактор

Тип, характеристика РУ

Электрическая мощность демонстрационного реактора, МВт

NuScale Power Module

интегральный PWR

SMR-160

PWR блочной компоновки

Oklo

быстрый натриевый реактор в контейнерном исполнении

Transatomic

Поставщик

Характеристики процесса внедрения

NuScale Power LLC

С декабря 2016 г. осуществляется процедура сертификации конструкции в NRC. Получен и почти полностью освоен грант Минэнерго США на внедрение в размере $217 млн.

160

Holtec International Company

С 2012 г. проходит предварительное рассмотрение конструкции в NRC.

Oklo Inc.

С ноября 2016 г. проходит предварительное рассмотрение конструкции в NRC.

жидкосолевой

Transatomic Power

С 2012 г. проходит предварительное рассмотрение конструкции в NRC.

IMSR

жидкосолевой

192

Terrestrial Energy

Xe-100

ВТГР

X-Energy

С 2017 г. проходит предварительное рассмотрение конструкции в NRC. Получен грант Минэнерго США на разработку конструкции. Рассматривается заявка на предоставление госгарантий на проект объемом ~$1,2 млрд. Проходит предварительное рассмотрение конструкции в NRC. В январе 2016 г. получен грант Минэнерго США — $53 млн на разработку конструкции.

надзорных органах, но пока не реализуются (южнокорейский реактор SMART). Первым в нынешнем столетии строящимся малым реактором усовершенствованной конструкции стала российская плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС)«Академик Ломоносов» с двумя реакторами КЛТ‑40С мощностью порядка 38 МВт каждый (см. с 38–39). Это по существу теплоэлектроцентраль, размещенная в корпусе несамоходного судна. Реализация проекта началась в 2007 году, но строительство завершилось лишь в конце 2016 года. Основной причиной задержки стали проблемы в судостроительной части: за годы сооружения Росатому пришлось трижды

сборок размерности 17×17 с обычным для стационарных АЭС обогащением урана до 5 %). Интервал между перегрузками — 2,5 года. Конструкция предусматривает пассивное аварийное расхолаживание без вмешательства персонала в течение 168 часов, что достигается, в частности, размещением корпуса реактора высотой 7,1 метра и парогенераторов ниже ватерлинии судна. Назначенный срок службы реактора — 40 лет.

сменить подрядчика, при этом сроки и стоимость строительства «баржи» возросли в несколько раз. Станцию решено разместить на Чукотке, в Певеке. В этой изолированной энергосистеме ПАТЭС должна заменить четыре блока Билибинской АЭС, которые планируется вывести из эксплуатации в 2019–2021 годах, а также Чаунскую ТЭЦ. Китайская компания CGN недавно начала осуществлять отчасти похожий демонстрационный проект со своим реактором ACPR50S мощностью 60 МВт (э), разработка которого началась в 2011 году. Строительство блока формально стартовало в ноябре 2016 года — с начала изготовления корпуса реактора (в отличие от первого бетона, от которого

Аргентинская реакторная установка CAREM25 также относится к конструкциям с водой под давлением. Однако, в отличие от российской и китайской, она имеет полностью интегральную компоновку: активная зона, 12 прямоточных парогенераторов со спиральными трубами, встроенная система компенсации давления и внутренние приводы СУЗ интегрированы в моноблок высотой 11 метров и диаметром

принято отсчитывать старт сооружения стационарных АЭС). Начало изготовления большей части остального оборудования и строительства самого судна запланировано на 2017 год, а пуск блока — на 2020 год — примерно на полтора года позже первоначально намеченного графика. Плавучий блок сможет обеспечивать энергией и пресной водой платформы для оффшорной разработки полезных ископаемых (прежде всего в заливе Бохайвань и Южно-Китайском море), а также островные и изолированные прибрежные энергосистемы. По оценкам поставщика, удельная стоимость сооружения серийных блоков не превысит $5000/кВт, а стоимость генерации составит около $0,11/кВт∙ч.

3,2 метра. Демонстрационный реактор функционирует на мощности без циркуляционных насосов — за счет конвекции. Необычная для PWR черта — гексагональные тепловыделяющие сборки. Китайский экспериментальный энергоблок с высокотемпературным газовым реактором включает два реактора HTR-PM тепловой мощностью 250 МВт и электрической 105 МВт каждый, приводящих в движение

общую турбину. Используется технология ВТГР с шаровым топливом и гелиевым теплоносителем, разогреваемым до 750 °C. Двухконтурная реакторная установка включает по одному парогенератору для каждого реактора и обеспечивает значительно более высокие параметры пара (температура 567 °C, давление 13,25 МПа), чем большинство действующих в мире энергетических реакторов.

№6 (57) 2017

Слева: mPower реактор Справа: верхний модуль реактора NuScale Power включает блок оборудования, устанавливаемого на крышку реактора

Совсем иной проект осуществляет Национальная комиссия по атомной энергии Аргентины (CNEA) в сотрудничестве с аргентинской компанией INVAP — и звестным поставщиком технологий исследовательских реакторов. С начала 2014 года на площадке рядом с АЭС «Атуча» строится демонстрационный реактор CAREM25 электрической мощностью 27 МВт. В дальнейшем в качестве коммерческого продукта предусматривается создание более производительных (100–300 МВт) реакторов, основанных на этой конструкции. Она предназначена для снабжения электроэнергией или комбинированной выработки тепла и электричества, опреснения, а также может использоваться в качестве исследовательской установки. Пуск демонстрационного блока предполагается в 2019 году, что означает примерно двухлетнюю задержку по сравнению с планами при начале строительства. Четвертым реализуемым проектом в малой нише можно считать экспериментальный энергоблок с двумя высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами HTR-PM суммарной электрической мощностью 210 МВт. Он строится с декабря 2012 года на площадке «Шидаовань» в китайской провинции Шаньдун. Проект осуществляется консорциумом китайских организаций, в который входят

В МИРЕ

крупнейшая энергокомпания China Huaneng Group, инжиниринговая группа CNEC и китайский институт INET —разработчик реакторной технологии. Перспективы более производительных серийных блоков, которые предполагается создать на базе этой конструкции в случае ее успеха, связывают с выработкой высокотемпературного тепла для производства водорода в составе энергопромышленных комплексов, а также с поставкой энергии в сети. Пуск демонстрационной реакторной установки намечен на 2018 год, хотя раньше предполагался уже в нынешнем году. В любом случае после ввода в эксплуатацию HTR-PM на какое-то время станет единственным в мире действующим ВТГР промышленного уровня мощности.

Следующая остановка

Авторитетные в атомной сфере экспертные организации предсказывают появление заметной рыночной ниши для малых реакторов в ближайшие два десятилетия. Например, по последним оценкам OECD-NEA, к 2035 году объем рынка малых реакторов в максимальном сценарии составит 21 ГВт (э). Британская NNL прогнозирует этот показатель к тому же сроку в диапазоне 65–85 ГВт, или 250–400 млрд фунтов стерлингов в денежном выражении. По оценке

UxC, в умеренном сценарии этот рынок составит к 2040 году 22 ГВт. На фоне перечисленных, уже реализуемых проектов в ряде зарубежных стран в последнее время наблюдается явное оживление интереса к малым и микрореакторам (до 10–20 МВт). К таким странам относятся, в частности, США, Китай, Канада, Великобритания. Раньше всего нечто похожее на бум в нише малой ядерной генерации началось в США. Федеральные и некоторые региональные органы власти стали поддерживать развитие этой сферы посредством частичного финансирования перспективных НИОКР, участия в проектах создания и внедрения конструкций, обязательств предоставления государственных площадок под сооружение малых реакторов, финансовых госгарантий и так далее. На этом фоне множество поставщиков (как американских, так и зарубежных) начали создавать и продвигать свои концептуальные конструкции в США. Однако все это происходит медленнее, чем ожидалось. Некоторые из перечисленных проектов продвинулись дальше остальных (см. Табл. 1). Однако это не дает гарантий их первоочередной реализации, о чем свидетельствует опыт других конструкций, чье внедрение в США зашло дальше большинства конкурентов, но в самое последнее время

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

Слева: строительство демонстрационного реактора CAREM25 Справа: макет реактора SMR разработки Westinghouse

фактически приостановилось. Речь идет, например, о реакторе SMR разработки Westinghouse и реакторе mPower компании BWX Technologies Inc. (правопреемницы B&W на атомном рынке). Так, mPower несколько лет назад представлялся одним из наиболее близких к реализации проектов. С 2009 года осуществлялось предварительное рассмотрение конструкции регулирующим органом — К омиссией по ядерному регулированию США (NRC); долю в проекте приобрела крупнейшая инжиниринговая компания Bechtel; федеральная энергокомпания TVA выразила готовность стать инвестором строительства такого реактора на своей площадке в Клинч-Ривер; а в декабре 2012 года mPower был выбран Минэнерго США в качестве первой из двух наиболее перспективных конструкций малых реакторов, на внедрение которых министерство решило выделить в общей сложности до $452 млн на условиях государственно-частного партнерства (предполагающего, что расходы частного бизнеса должны составить не меньше 50 % суммарных). За последние годы поставщик mPower успел освоить около половины выделенной суммы ($226 млн) наряду с несколькими сотнями миллионов долларов собственных инвестиций. Но, несмотря на столь многообещаю-

щие предпосылки, Bechtel вышла из проекта, и к весне 2017 года он был фактически заморожен. Также свернула свой проект в США Westinghouse, однако эта компания надеется заинтересовать им инвесторов в Великобритании, о чем будет рассказано ниже. Создатели нескольких реакторов других типов также предприняли первые шаги по их внедрению в США (см. Табл. 1). Сегодня среди легководных реакторов наиболее вероятным претендентом на первоочередное внедрение выглядит NuScale Power, созданный на базе разработок Орегонского университета одноименной компанией, контролируемой инжиниринговой корпорацией Fluor Corp. Он стал первым в Соединенных Штатах малым реактором современной конструкции, в отношении которого Комиссия по ядерному регулированию начала (в декабре 2016 года) процедуру сертификации. Завершение этой процедуры будет означать потенциальную возможность внедрения реактора в США, при условии получения инвестором разрешения регулятора на строительство и эксплуатацию атомной станции с такой РУ на конкретной площадке. К тому же сам факт сертификации реактора в США помогает его продвижению на зарубежных рынках (а компания NuScale Power нацелена и на экспорт технологии).

Сооружение демонстрационного реактора, а впоследствии и атомной станции на его базе, включающей 12 реакторов суммарной мощностью около 600 МВт (типовая АЭС, предлагаемая поставщиком), намечается на площадке Айдахской национальной лаборатории. Проекту обещана поддержка властей нескольких западных штатов США и региональных энергетических структур. Потенциальным инвестором выступает Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS), а эксплуатацию пилотного блока и АЭС должна осуществлять Energy Northwest — ассоциация муниципальных энергокомпаний СевероЗапада США, которая управляет, в частности, атомной станцией «Коламбия» в штате Вашингтон. Внедрение реактора NuScale пользуется и существенной федеральной поддержкой: в 2013 году NuScale Power LLC стала второй компанией, получившей грант Минэнерго на разработку своей конструкции и прохождение разрешительных процедур. Большая часть выделенной суммы — $217 млн — была освоена;

В МИРЕ

№6 (57) 2017

Таблица 2. Малые реакторы, предварительная оценка которых надзорным органом Канады началась или планируется Компания-поставщик (корпоративные корни)

Концептуальный реактор

Тип, характеристика РУ

Terrestrial Energy Inc. (Канада)

IMSR

жидкосолевой

192

апрель 2016 г.

Global First Power (США, Китай, Юж. Корея)

MMR-5 и MMR-10

ВТГР

5–10

декабрь 2016 г.

LeadCold Nuclear Inc. (Швеция)

SEALER

быстрый свинцовый

январь 2017 г.

ARC Ltd.(США)

ARC-100

быстрый натриевый

100

осень 2017 г. (план)

Moltex Energy (Великобритания)

Moltex

быстрый жидкосолевой

300

осень 2017 г. (предварительный план)

URENCO (Великобритания, Германия, Нидерланды)

U-Battery

ВТГР

осень 2017 г. (предварительный план)

StarCore Nuclear (Канада)

StarCore Module

ВТГР

срок определяется

в 2017 году компания должна получить последний транш. К тому же Минэнерго, помимо выделения площадки подведомственной ему национальной лаборатории, готово дополнительно поучаствовать в расходах на получение комбинированной лицензии на строительство и эксплуатацию. Поставщик технологии планирует пустить первые реакторы NuScale в США в 2026–2030 годах. Также неплохо продвигается другая легководная конструкция — реактор SMR‑160 (разработчик — компания Holtec International, известная на рынке ядерных технологий, прежде всего бэкенда). Внедрение этого реактора, претендовавшего на финансовую помощь Минэнерго, но не получившего ее, поддерживают власти Южной Каролины и региональная ассоциация частных и государственных структур NuHub, выступающая за дальнейшее развитие атомных технологий в этом штате. Основные частные партнеры проекта SMR‑160: американская энергетическая группа Public Service Enterprise Group (PSEG; совладелец трех АЭС в США) и японская Mitsubishi Electric Co. Рассматриваются несколько альтернативных площадок для строительства SMR‑160.

Электрическая мощность демонстрационного реактора, МВт

Начало рассмотрения заявки

Среди наиболее вероятных инвесторов проектов строительства малых реакторов в США — федеральная энергокомпания TVA, которая выполнила свое давнее обещание, подав в мае 2016 года заявку в NRC на предварительное утверждение площадки в Клинч-Ривер (территория атомного комплекса в Ок-Ридже) для строительства АЭС с малыми реакторами суммарной тепловой мощностью до 2420 МВт и электрической — около 800 МВт. При этом рассматриваются рамочные параметры; модель реактора не конкретизируется. Раньше TVA планировала внедрить на этой площадке реактор mPower, но на фоне приостановки этого проекта энергокомпания стала рассматривать и другие конструкции, прежде всего NuScale Power, SMR‑160 и SMR Westinghouse. Предварительное утверждение площадки предположительно займет менее 3,5 лет. Расходы на рассмотрение этой заявки частично финансируются Минэнерго. Наметились и другие возможные варианты размещения малых реакторов: Минэнерго США готово предоставить часть территории в ядерном центре Саванна-Ривер под строительство до пятнадцати пилотных малых реакторов разных конструкций для энергоснабжения

этой площадки. Ряд поставщиков согласны, но важнейшим условием реализации будут частные инвестиции в проекты (государство за свой счет строить не готово). Таким образом, в нынешнем столетии в Соединенных Штатах потенциальный интерес к малым реакторам проявляют многие поставщики технологий и инвесторы при поддержке федеральных и региональных властей. Они создают различные ассоциации для продвижения малых конструкций (самая широкая по составу —ассоциация SMR Start, учрежденная в 2016 году и лоббирующая общие интересы представителей конкурирующих проектов). Однако пока ни один проект не достиг зрелой стадии осуществления: нет ни одной утвержденной регулятором конструкции или площадки, не принято ни одно твердое инвестиционное решение о строительстве. Поэтому, если прежние планы предусматривали пуск первых малых РУ уже в текущем десятилетии, то теперь этот срок отодвигается в лучшем случае до середины 2020-х годов. По оценкам, представленным ассоциацией SMR Start в конце 2016 года, расходы на внедрение нового малого реактора (стадии создания демонстрационной и типовой конструкции, проектирования, сертификации) в условиях США могут составить $2–2,5 млрд. Поэтому, согласно заявлениям представителей бизнеса и атомных отраслевых организаций, для внедрения малых реакторов необходимо расширение поддержки со стороны государства, в частности, продление до середины 2020-х годов истекающей в 2017 году программы поддержки министерством энергетики внедрения малых реакторов. Без этого, как полагает отраслевое лобби, дальнейшее продвижение в «малой» нише — слишком рискованное занятие. Хотя эти оценки предвзяты и могут оказаться преувеличенными, значительная доля правды в них, несомненно, есть, о чем свидетельствует медленная реализация практически всех проектов в «малой» нише. С недавних пор ряд компаний, предлагавших свои малые реакторы в США, стали связывать

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

надежды на их первоочередное внедрение с некоторыми другими странами. Среди них в самое последнее время особое место заняли Канада и Великобритания. Канада, будучи второй в мире страной по площади, имеет множество отдаленных, труднодоступных районов с суровым климатом, в которых ведется разработка природных ресурсов, требующая создания многочисленных локальных источников генерации, изолированных от больших энергосистем. Учитывая относительную открытость местного атомного рынка для конкуренции (в отличие от похожей по многим объективным показателям России), Канада не случайно представляется ряду зарубежных и отечественных поставщиков ядерных технологий одним из привлекательных рынков для малых реакторов. По оценкам некоторых компаний (например Urenco), емкость рынка малых и микрореакторов для изолированных районов Канады составляет несколько сотен потенциальных площадок. Власти ряда канадских провинций и федеральных территорий (Онтарио, Саскачевана, Нунавута и других) рассматривают возможность строительства малых реакторов. Так, в последнее время признаки серьезного интереса

Из ряда вон GE Hitachi решила поучаствовать в британском конкурсе малых реакторов. Эта компания несколько лет назад предложила свой реактор PRISM для утилизации накопленных в Великобритании запасов «неоружейного» плутония (~114 тонн в британской собственности). Правительство рассматривало это предложение как один из приоритетных вариантов, но окончательный выбор до сих пор не сделало. Теперь GE Hitachi решила представить свое старое предложение в новом формате — м алого реактора. По сугубо формальным показателям энергоблок PRISM едва вписывается в рас-

к этой теме проявляет Онтарио — экономически наиболее мощный и «самый ядерный» регион Канады, где сосредоточены все действующие АЭС страны, кроме одной, основные ресурсы ядерных НИОКР и важнейшие объекты «верхних этажей» ядерно-топливного цикла; Онтарио же имеет наиболее масштабные планы развития атомной энергетики. По заказу регионального министерства энергетики было подготовлено и представлено в июне 2016 года технико-экономическое обоснование возможности внедрения малых модульных реакторов на территории провинции, прежде всего для энергоснабжения добывающих предприятий на севере региона, в районе Гудзонова залива. Согласно исследованию, стоимость электроэнергии малых реакторов может быть существенно ниже, чем у дизельных генераторов, преобладающих в отдаленных изолированных районах. Еще один значимый в условиях Канады аргумент в пользу малых реакторов — фактическое отсутствие парниковой эмиссии, в отличие от выработки энергии на органическом топливе. Немаловажным косвенным плюсом внедрения малых реакторов, согласно исследованию, станет вклад в дальнейшее развитие ядерной индустрии Канады,

сматриваемую нишу: он имеет мощность 622 МВт и состоит из двух реакторов, которые даже по отдельности относятся по классификации МАГАТЭ скорее к средней нише. Впрочем, в условиях конкурса для GE Hitachi имеется одна лазейка: правительство рассматривает конструкции максимальной электрической мощностью «порядка 300 МВт». Формальные проблемы возникли и у Rolls-Royce. Создавая концепцию нового PWR, компания прорабатывала варианты мощности от 220 МВт до 440 МВт. Однако, посчитав «экономику», Rolls-Royce пришла к выводу, что приемлемая окупаемость проекта будет достигнута при серийном строительстве не менее 10 реакторов мощностью 440 МВт

которая испытывает последствия сокращения заказов и некоторых программ НИОКР по сравнению с прошлыми десятилетиями. На этом фоне резко активизировался интерес к Канаде поставщиков концептуальных технологий малых реакторов: за последние полтора года семь компаний из разных стран (см. Табл. 2) изъявили желание пройти процедуру так называемой предлицензионной оценки конструкции (ПОК) в федеральном регулирующем органе — Канадской комиссии по ядерной безопасности (CNSC). ПОК — п ервая, необязательная ступень отраслевой лицензионной системы, не дающая права на внедрение реактора. Однако многие поставщики, заинтересованные в канадском рынке (в том числе полноразмерных реакторов), проходят эту стадию, поскольку она позволяет выявить и заранее устранить основные проблемы, с которыми предстоит столкнуться при получении «настоящих» разрешений на внедрение. Согласно нормативам, процедура предлицензионной оценки занимает от года до 3,5 лет, в зависимости от особенностей конструкции и выбранной поставщиком полноты анализа (наиболее глубокая ПОК предусматривает три стадии; можно ограничиться одной). Первые малые реакторы

каждый, а в случае снижения единичной производительности реакторной установки «экономика» ухудшится, причем сильно. Хотя предпочтительная для компании мощность однозначно относится к средней нише, RollsRoyce имеет некоторые шансы пролоббировать расширение «рамок дозволенного». Ведь правительство стремится возродить британские компетенции в реакторных технологиях, а Rolls-Royce — единственная сугубо британская компания, сохранившая комплексные возможности в реакторостроении (она поставщик PWR двух поколений для атомных субмарин Королевского флота) и теперь, при создании нового малого реактора, формирующая вокруг

себя консорциум из «чистокровных» британских компаний. Ради такого Лондон вполне мог бы ввести собственное, английское понятие малого реактора. Пальму первенства среди нестандартных претензий следует отдать Tokamak Energy. Компания предложила Лондону не мелочиться с освоением всяких изощренных конструкций, работающих на энергии распада тяжелых ядер (как делают все создатели малых реакторов во всех странах мира), а радикально «подняться над толпой» на рынке атомных технологий: Tokamak Energy обещает уже к 2030 году создать коммерческий термоядерный модульный реактор. Если, конечно, британское правительство раскошелится.

В МИРЕ

№6 (57) 2017

могут пройти ограниченную оценку уже в 2017 году. Следующие, обязательные ступени для допуска реактора к внедрению в Канаде (в необходимой последовательности) таковы: сертификация типовой конструкции реакторной установки; оценка воздействия проекта на окружающую среду в районе выбранной площадки; получение трех отдельных лицензий на подготовку площадки, на строительство и на эксплуатацию АЭС. С учетом сроков и необходимости последовательного (не одновременного) прохождения части этих процедур и при условии твердых инвестиционных намерений, планового финансирования и соблюдения сроков строительства, внедрение первых проектов малых реакторов в Канаде займет порядка 12–13 лет. В соответствии с выводами упомянутого исследования Минэнерго Онтарио, сектор малых реакторов в этой стране находится «на очень ранней стадии развития», и, согласно базовому сценарию прогноза, первые заявки на сооружение малых реакторов могут быть поданы в 2022–2023 годах, а ввода в строй первых реакторных установок следует ожидать к 2030 году. Реальные сроки могут оказаться еще больше, с учетом характерной особенности нарождающегося рынка малых реакторов Канады: абсолютного преобладания нетрадиционных технологий с ограниченным опытом применения (ВТГР, быстрые, жидкосолевые реакторы, в том числе в весьма необычных вариантах), что потенциально продлевает сроки внедрения. В этом отличие рынка Канады от рынка США, где

Конструктивные особенности китайских малых реакторов Усовершенствованная реакторная установка ACP100 компании CNNC (главный конструктор — ее дочерняя структура NPIC) имеет тепловую мощность 385 МВт

пока преобладают легководные конструкции, во многом аналогичные распространенным большим реакторам (вплоть до унификации многих элементов и производственных процессов). В общем, если проекты внедрения малых реакторов не получат каких-то особых преференций, включая упрощение процедур сертификации и лицензирования, пуск первых реакторных установок этого класса в Канаде вряд ли произойдет раньше, чем в США. В Великобритании в самые последние годы малые модульные реакторы были объявлены одним из наиболее перспективных направлений НИОКР. Правительство стало рассматривать их как одну из сфер, в которых Соединенное Королевство может занять передовые позиции в мире и компенсировать отставание от лидирующих стран в технологиях ядерной генерации и ряде атомных НИОКР, возникшее в конце прошлого века (о таком отставании в последние годы неоднократно говорилось в парламенте и правительстве). Перспективы этой ниши для Соединенного Королевства были впервые отмечены в Стратегии атомной отрасли, принятой правительством в 2013 году. В 2014 году под эгидой Национальной ядерной лаборатории (NNL) было подготовлено исследование, свидетельствующее о значительном потенциальном эффекте для британской атомной индустрии от возможного развития технологий малых реакторов. В конце 2015 года правительство Великобритании утвердило пятилетние расходы на приоритет-

и электрическую ~125 МВт. Для нее характерна интегральная компоновка, однако ее содержание эволюционировало. В изначальном исполнении конструкции внутри единого корпуса были размещены активная зона и 16 прямоточных парогенераторов, однако у РУ были внешний компенсатор давления, внешние приводы СУЗ и четыре вертикальных насоса, присоединенных к корпусу ко-

ные направления развития страны, включая, по его оценке, «амбициозную программу» поддержки ядерных НИОКР, на которую было решено направить в течение пяти лет 250 млн фунтов стерлингов из бюджета профильного ведомства — Департамента энергетики и климатических изменений (DECC; после смены правительства летом 2016 года правопреемником DECC стало новое ведомство — Департамент бизнеса, энергетики и промышленной стратегии — BEIS). Одним из центральных пунктов этой программы, призванной «восстановить компетенции Соединенного Королевства в ядерной сфере и позиционировать его как глобального лидера в инновационных ядерных технологиях», стало развитие малых модульных реакторов передовых конструкций. В марте 2016 года DECC объявил о сборе предложений для участия в конкурсе конструкций такого реактора с целью внедрения в Великобритании. Подразумевается выбор модели РУ, которая пройдет процедуру сертификации в надзорных органах Соединенного Королевства (так называемую Оценку типовой конструкции) и затем может быть построена на территории страны. Предполагается возможность участия государственных структур во внедрении и финансировании, но вопрос о формах и параметрах такого участия остается открытым. На фоне новых приоритетов британского правительства ряд компаний предложили свои конструкции малых реакторов. Среди них NuScale Power (реактор с водой под давлением NuScale Power Module), Terrestrial Energy

роткими патрубками. Доработанная в последнее время версия реактора (под обозначением ACP100+), которая предлагается, в частности, в Великобритании, отличается внутренними электромагнитными приводами СУЗ, внутрикорпусной системой компенсации давления, горизонтальными внешними циркуляционными насосами, встроенными непосредственно в корпус реактора, и рядом

других особенностей. Интервал между перегрузками топлива составляет два года. Реактор ACPR100 компании CGN имеет тепловую мощность 450 МВт и электрическую 140 МВт. Он также имеет интегрированную компоновку: в корпусе объединены активная зона, компенсатор давления и 16 прямоточных парогенераторов со спиральными трубами; восемь вертикальных насосов

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

(жидкосолевой IMSR), Urenco (ВТГР U-Battery), Westinghouse (Westinghouse SMR), Moltex (быстрый жидкосолевой вариант Moltex), GE Hitachi (быстрый натриевый PRISM), CNNC (PWR ACP100+), Rolls-Royce (PWR, пока не получивший официального названия), Tokamak Energy (концепция модульного термоядерного генератора). То есть ряд поставщиков выступили с конструкциями, которые предлагают и на американском рынке (США и Канады). Создатели малых реакторов стали заранее выстраивать связи с британскими компаниями для частичной локализации производства и обеспечения строительства. При этом предлагается высокая степень локализации, что соответствует целям правительственной стратегии развития британских ядерных компетенций (например, Westinghouse предлагает минимальный уровень локализации 70 % при серийном строительстве своих малых реакторов). Начали формироваться производственные консорциумы для изготовления оборудования и строительства определенных конструкций, в которые входят ведущие британские поставщики и индустриальные ассоциации (такие как Sheffield Forgemasters, Amec Foster Wheeler, Cammell Laird, Rolls-Royce, Nuclear Advanced Manufacturing Research Centre). Некоторые поставщики готовы участвовать в нескольких консорциумах. Лондон рассчитывает, что уже в 2020-х годах в Великобритании будет построен один из первых в мире малых модульных реакто-

первого контура присоединены снаружи к корпусу короткими трубопроводами по принципу «труба в трубе». Парогенерирующий блок высотой 17 метров помещен в стальную гермооболочку высотой 22 метра и диаметром около 10 метров, в которой поддерживается пониженное давление для снижения теплопотерь. Защитная оболочка целиком погружена в воду в шахте, располагаемой

ров. По оценкам NNL, к 2035 году объем британского рынка малых реакторов может составить до 7 ГВт (э). В силу относительно небольшой территории и хорошо развитой, разветвленной энергосистемы Соединенное Королевство практически не нуждается в маломощных ядерных (именно ядерных) генераторах для снабжения отдаленных, изолированных районов. Тем не менее предполагается возможность массированного строительства малых реакторов в качестве замещающих мощностей (на площадках выводимых из эксплуатации атомных, угольных станций) или для решения особых технологических задач (утилизации значительных запасов плутония, производства водорода и других). Это обеспечит, среди прочего, внедренным и локализованным в Соединенном Королевстве ядерным технологиям референции для их дальнейшего продвижения на международных рынках. Однако конкретизация государственной политики в этой области затянулась: выработка правительственного плана действий в сфере малых реакторов, который предполагалось представить в 2016 году, задерживается. Правительство не конкретизировало критерии и условия конкурсного отбора малых модульных реакторов, параметры государственного участия в проектах. По оценкам представителей отрасли (в частности, британской Ассоциации атомной промышленности — NIA, компаний Westinghouse, RollsRoyce и других), все это мешает компаниям понять истинные

ниже уровня земли. Конструкция топлива в основном аналогична описанной для ACPR50S (см. с. 38–39), но активная зона насчитывает 69 ТВС. Интервал между перегрузками — 2,5 года. Концептуальный реактор CAP150 компании SNPTC (конструктор — ее дочерняя структура SNERDI) имеет тепловую мощность 450 МВт и электрическую ~150 МВт. В нем используется интегральная компоновка

перспективы рынка Соединенного Королевства и принять серьезные инвестиционные решения. То есть планы в этой области как правительства, так и бизнеса пока остаются неопределенными, а заявленные прогнозы развития выглядят чрезмерно оптимистичными. В Китае задача создания малых модульных реакторов отечественной конструкции закреплена в качестве одного из приоритетных технологических направлений в целом ряде важнейших стратегических документов, начиная с 2011 года (в 12-м государственном пятилетнем плане научно-технического развития в энергетической сфере на 2011–2015 годы; в программе развития ядерной энергетики на 2011–2020 годы и других). Эти документы подразумевают разработку, строительство и введение в эксплуатацию нескольких энергоблоков с малыми реакторами в нынешнем десятилетии. Сегодня, помимо уже строящихся плавучего блока и ВТГР, развиваются и другие проекты в «малой» нише; они пока не дошли до стадии сооружения, но некоторые подошли к ней близко. Такие конструкции создают три поставщика реакторных технологий: CNNC, CGN и SPIC/SNPTC. Каждый из них разрабатывает (в разных вариантах) или уже внедряет стационарный и плавучий малые реакторы. CNNC планирует линейку малых реакторов: стационарные ACP25, ACP50, ACP100, ACP200 и разрабатываемые на их основе плавучие версии ACP100S и ACP25S. Первым внедряется интегральный реактор ACP100. В последнее время создается его усовершенствован-

с активной зоной, компенсатором давления, приводами СУЗ и восемью парогенераторами, объединенными в корпусе, к которому снаружи присоединены восемь циркуляционных насосов. Характерная особенность — попытка применения парогенераторов с U-образными трубами. Реакторная установка для «плавучки» CAP-FNPP имеет тепловую мощность 200 МВт

и электрическую ~40 МВт. Она скомпонована по блочному принципу и включает две петли первого контура с двумя относительно большими парогенераторами и двумя ЦНПК, внешним компенсатором давления. Эти конструкции продолжают дорабатываться с некоторым увеличением мощности и в конечном итоге могут существенно видоизмениться, как это происходит у китайских конкурентов SNPTC.

№6 (57) 2017

ная версия ACP100+, которая отличается от первоначального варианта несколько большей мощностью (~125 МВт (э)) и «еще более» интегральной компоновкой (см. с. 44–45). Демонстрационный реактор этой модели решено построить на острове Хайнань, рядом с блоками средней мощности CNP‑600 на АЭС «Чанцзян», совладельцем которой является CNNC. Строительство должно стартовать в декабре 2017 года и завершиться в 2020 году. При соблюдении этих сроков Китай станет второй в мире страной, строящей стационарный энергоблок на базе интегрального PWR. Кроме того, CNNC ведет переговоры с рядом китайских провинций (в основном материковых) для внедрения там таких же реакторов в целях промышленного и муниципального энергоснабжения. Компания CGN, помимо описанного выше плавучего энергоблока с реактором ACPR50S, создала стационарную реакторную установку ACPR100 мощностью 140 МВт (э), которая во многом унифицирована с плавучей версией, однако, в отличие от нее, имеет интегрированную компоновку (см. с. 44–45). Ранее предполагалось построить и ввести в эксплуатацию первый блок с ACPR100 в 2018 году, но площадка до сих пор не названа и внедрение задерживается минимум на два-три года. Компания SNPTC, входящая в группу SPIC, с начала нынешнего десятилетия также создавала свои малые реакторы для стационарного энергоблока электрической мощностью ~150–200 МВт и для плавучего производительностью ~40–50 МВт (см. с. 44–45). В них используются некоторые решения, характерные для технологий больших РУ AP1000 и CAP1400, которые эта компания развивает совместно с Westinghouse. Однако внятные планы внедрения еще не объявлены. В целом темпы создания и внедрения китайских малых реакторов выше, чем в других странах: за несколько последних лет китайцы прошли путь от постановки самой общей задачи развития «малой» ниши до разработки ряда конструкций и строительства демонстрационных образцов. Проекты

В МИРЕ

сооружения первых таких реакторов в Китае обеспечат необходимые референции для продвижения на мировых рынках. В то же время спешное развитие «малой» ниши продиктовано не только обычными соображениями развития технологий и завоевания рынков, но и политическими мотивами: Пекин намерен осваивать акваторию Южно-Китайского моря, часть которой является спорной территорией. Для энергоснабжения морских платформ, которые планируется там строить, как нельзя лучше подходят плавучие ядерные блоки.

Транзитные пассажиры

Итак, на фоне многолетних разговоров о больших перспективах малых реакторов до практической фазы осуществления в мире дошло лишь несколько проектов, причем все они имеют статус опытных, демонстрационных установок, иными словами — не обязаны иметь продолжение. Гораздо больше таких проектов приостановлено, заморожено, фактически отменено, в лучшем случае отложено на неопределенный срок: начиная от неудавшихся попыток коммерциализации технологий ВТГР в Германии и ЮАР (где их планировали строить серийно в гигаваттных масштабах, как сегодня в Великобритании) и заканчивая обильно политыми денежным дождем и хорошо проработанными конструкциями BWXT mPower и SMR Westinghouse, внедрение которых в США застопорилось. Можно выделить несколько причин, по которым развитие «малых форм» в ядерной генерации пока идет относительно медленно. Первая из них: широкий рыночный спрос до сих пор так и не появился. Далеко впереди пока идет предложение: поставщики технологий предлагают десятки конструкций (точнее, в основном концепций), наперебой расхваливая прелести и перспективы «малой» ниши. То есть речь идет скорее о целенаправленном формировании продавцами некой технологической моды, чем о массовом интересе потребителей. В отдельных случаях, когда такой интерес пробуждается, он, как правило,

долго остается на самом общем уровне либо быстро угасает, столкнувшись с вопросами, на которые пока нет исчерпывающих ответов. Например, «экономика» малых реакторов в большинстве случаев не ясна; особенно это касается малоосвоенных технологий, которые до сих пор коммерчески не применялись (жидкосолевых, быстрых, ВТГР), не говоря уж о более экзотических вариантах. Однако даже в случае легководных реакторов, имеющих шестидесятилетний стаж рентабельного применения, их «экономика» в малой ипостаси остается не до конца ясной. Понятно, что малые генерирующие мощности существенно дороже больших реакторных установок: даже китайские поставщики, в условиях дешевого местного производства, оценивают стоимость строительства малой атомной мощности начиная от ~$5000/кВт, что раза в полтора дороже, чем заявленная стоимость их же, китайских больших реакторов. Расходы на безопасность (ядерную, физическую) также будут выше, чем для других видов генерации: сколько бы ни увещевали создатели технологии, говоря о внутренне присущей безопасности любой малой конструкции, по затратам на нее (в том числе на этапе проектирования и строительства) ядерный энергоблок вряд ли когда-нибудь сравняется, например, с дизелем или небольшой угольной станцией. Еще один вопрос: во что обойдутся обращение с ОЯТ и последующий вывод из эксплуатации? Последний для малых реакторов несколько проще, чем для больших: интегральная и блочная конструкции позволяют вывезти АЭС с площадки «почти целиком» (что особенно удобно в случае плавучих блоков) и поместить на длительное хранение, подобно реакторным отсекам атомных субмарин, покоящимся в Хэнфорде, Сайда-Губе или у мыса Устричный. Но затраты на это окажутся, как ни крути, выше, чем вывод из эксплуатации дизельного или маленького угольного генератора. Конечно, потребитель потом сэкономит на топливе, что особенно важно для отдаленных районов:

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

там обычная цена углеводородов умножается на денежные и трудовые затраты по доставке горючего, и все это усугубляется проблемами сезонности. Но расходы на обращение с отработавшим ядерным топливом для малых АЭС «съедят» часть экономии. А с ОЯТ некоторых реакторов возникают и особые, специфические проблемы: например, ВТГР «плодят» массу облученного графита — радиоактивных отходов, особенно опасных в случае контакта с биосферой. Между тем страны, применявшие или применяющие до сих пор реакторы с графитовым замедлителем в наибольшем масштабе (Великобритания, Россия, США, Франция), до сих пор окончательно не решили, что с ним делать: пока его оставляют преимущественно в местах использования — на десятилетия, а то и столетия. В общем, вопросов у потенциальных инвесторов/потребителей возникает немало. В результате после изучения темы они не спешат заказывать малые реакторы. Подобные ситуации возникали в США, Канаде, Китае, где компании или муниципалитеты в некоторых районах (например, Аляска, север Канады) загорались идеей малой ядерной генерации, но затем охладевали. Баланс расходов и экономии может существенно сдвинуться в пользу малых реакторов в случае дальнейшего ужесточения норм выброса парниковых газов. Если это ощутимо коснется небольших генераторов на органическом топливе в изолированных, труднодоступных районах, то шансы малых реакторов там возрастут. Заменить их не менее «экологичными» ВИЭ во многих подобных районах невозможно: они не обеспечивают необходимой устойчивости, бесперебойности энергоснабжения (жизненно необходимой в условиях заполярных морозов), а некоторые технологии в принципе не пригодны для тамошних климатических условий (например, солнечная генерация на Крайнем Севере). Однако пока экологические издержки не перевешивают остальных соображений. При низком рыночном спросе все без исключения проекты

создания малых ядерных энергоблоков в настоящее время продвигаются лишь при поддержке государств, без которой ни поставщики, ни потребители не готовы идти до конца. Строятся сегодня только те малые ядерные блоки, финансирование которых осуществляется из государственных средств (бюджета или госкорпораций) в полном объеме. Не случайно наивысшими темпами малая ниша развивается в Китае. В тех же странах, где правительство уповает на рынок, господдержка пока составляет в лучшем случае 10–20 % расходов (как в США), чего бизнесу в данном случае явно недостаточно, и в итоге проекты идут ни шатко ни валко. Почему же вендоры так активно лоббируют «малую» нишу? Во-первых, это возможность коммерциализировать давно имеющиеся у них и не приносящие дохода разработки — допустим, судовые или быстрые реакторы — при некотором их усовершенствовании. Хороший пример — энергоблок PRISM, который GE (ныне GE Hitachi) безуспешно пыталась внедрить в США еще четверть века назад, в нынешнем столетии долго уговаривала британское правительство купить эту РУ для утилизации плутония, а теперь пытается продать ее Лондону «в новой упаковке» — в образе малого реактора. Вторая причина гиперактивности вендоров в «малой» нише — желание освоить новые технологии, оседлав (или даже подхлестнув) волну интереса к малым реакторам. При такой стратегии демонстрационные конструкции разрабатываются не столько для завоевания «малой» рыночной ниши, сколько с целью отработки новых физических и технических принципов, которые слишком рискованно воплощать сразу в крупные конструкции. В случае успеха новая технология вряд ли задержится в «малой» нише, она будет масштабирована и поможет проникнуть на совершенно другие, «немаленькие» рынки. Это может относиться ко всем нетрадиционным для действующей атомной энергетики конструкциям, начиная от ВТГР, ЖСР и быстрых и закан-

чивая термоядерным генератором, предлагаемым сегодня в Великобритании под предлогом развития рынка малых реакторов. В ряде случаев никто и не скрывает, что мощность демонстрационных установок лишь по совпадению вписалась в малую весовую категорию. Пример — р оссийский проект БРЕСТ-ОД‑300, который вовсе не планируется для «малой» ниши, а предназначен для освоения технологии свинцового быстрого реактора и пристанционного ЯТЦ с нитридным топливом; в случае успеха в рамках данного направления будут создаваться аналогичные реакторы более чем гигаваттной мощности. Другой похожий пример — индийская концепция кипящего тяжеловодного реактора AHWR, которая после освоения технологии также наверняка будет масштабирована (ко всему прочему, тяжеловодные РУ плохо вписываются в «малую» нишу по габаритам). В подобных случаях новые реакторные конструкции формально (хотя и непреднамеренно) раздувают мировой перечень малых реакторов, усиливая иллюзии вокруг ближайших перспектив «малой» рыночной ниши (например, именно в контексте этой ниши их нередко рассматривает МАГАТЭ). И уж совсем зря в одном списке с интегральными малыми модульными реакторами фигурируют конструкции, которые современными не назовешь: канальные графитовые ЭГП‑6 в Билибино, индийские деривативы старых канадских реакторов (PHWR‑220) и первое «мирное упражнение» китайской атомной энергетики — р еакторная установка CNP‑300. Их присутствие в перечне малых реакторов носит сугубо технический характер, что не мешает в многочисленных исследованиях по малым реакторам упоминать их в контексте перспектив «малой» ниши. Таким образом, рынок малых реакторов вольно или невольно раздувается за счет «транзитных пассажиров». Однако в перспективе, «в сухом остатке», рынок этот может оказаться не столь грандиозным, каким представляется сегодня во многих прогнозах и государственных программах.

№6 (57) 2017

ЛЕКТОРИЙ

На защите родины экономить нельзя О радиофобии, пользе малых реакторов и перспективах развития жидкометаллических установок, о подводном флоте страны и его связи с академиком Александровым рассказывает академик РАН, доктор технических наук Ашот Саркисов.

Вы предложили мне высказаться по трем самостоятельным и разнородным темам. Попытаюсь кратко изложить свои соображения, акцентируя внимание на основных положениях. Начну с феномена гипертрофированного восприятия общественным сознанием опасности, связанной с атомной энергетикой. Следует отметить, что отношение человека к окружающим его опасностям — практически неизученная область психологии. Приведу лишь один пример. Известно, что ежегодно от укусов малярийных комаров погибает более 800 тысяч человек, от укусов змей — около

ATOMICEXPERT.COM

Л Е КТО Р И Й

Фото: Атомный эксперт, ТАСС

Биография Ашот Аракелович Саркисов родился 30 января 1924 года в Ташкенте. В 1950 году в звании капитан-лейтенанта с отличием окончил Высшее военноморское инженерное училище им. Ф. Э. Дзержинского. Через год экстерном окончил механико-математический факультет Ленинградского государственного университета. Разработал теорию динамических процессов в характерных для эксплуатации корабельных энергетических установок экстремальных ситуациях, в том числе при мощных внешних ударных воздействиях. Под его руководством и при его участии осуществлен ряд экспериментальных и теоретических иссле-

дований новой энергетической установки — ядерного реактора со встроенными в активную зону каскадными термоэлектрическими генераторами. Более 30 лет А. Саркисов возглавляет созданную им научную школу по динамике и безопасности судовых ядерных энергетических установок. А. Саркисов — заместитель председателя Научного совета по атомной энергетике Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, член ряда научных советов РАН, научный руководитель Программы международного сотрудничества по радиационно-экологической реабилитации Арктики, председатель Международной научно-технической программы по радиоактивным отходам,

100 тысяч, жертвами крокодилов становятся 2000, акул — менее 10 человек. Несмотря на несопоставимость приведенных цифр, опасность акул в усредненном общественном сознании представляется значительно масштабнее, чем опасность малярийного комара; каждый случай нападения акулы на человека становится предметом широкого освещения и обсуждения в средствах массовой информации. Столь же неадекватна реакция человека на разного рода техногенные опасности, которые в категориях ущерба стали не только соизмеримыми с негативными природными воздействиями, но нередко и превосходящими их, о чем наглядно свидетельствуют события последних десятилетий (см. Справку). Если говорить о ядерной энергетике, то в течение относительно короткой истории своего существования она подверглась трем экстремальным испытаниям: авария на втором энергоблоке АЭС «Три-Майл Айленд» (США, 1979 год), авария на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС (СССР, 1986 год) и, наконец, ава-

сопредседатель совместного (Российская академия наук и Национальная академия наук США) Научного комитета по нераспространению ядерного оружия, член ряда других международных научных организаций. С 2004 по 2007 год он руководил разработкой стратегического мастер-плана утилизации и экологической реабилитации выведенных из эксплуатации объектов атомного флота и обеспечивающей его инфраструктуры в Северо-Западном регионе Российской Федерации. А. Саркисов — главный редактор созданного по его инициативе академического журнала «Арктика. Экономика и экология». Автор более 300 научных трудов, в том числе девяти монографий и 17 изобретений. Основные труды — о надежно-

рия на АЭС «Фукусима‑1» (Япония, 2011 год). Чернобыльская авария была крупнейшей за всю историю ядерной энергетики. В СССР к началу 1990-х годов прямой ущерб, включая затраты на ликвидацию ее последствий, составил, по разным данным, от $10 млрд до $12,6 млрд. В последующие годы на программы преодоления последствий аварии была потрачена значительная часть национальных бюджетов, особенно в Республике Беларусь и в Украине. Из-за различия применяемых методик существует большой разброс в оценках косвенных потерь, связанных с сокращением производства электроэнергии, выводом из оборота сельскохозяйственных земель, свертыванием строительства новых АЭС и другими мероприятиями. Если размеры прямых потерь от чернобыльской аварии в трех наиболее пострадавших государствах — Белоруссии, России и Украине — исчисляются десятками миллиардов долларов, то косвенные потери составляют на порядок больше. Такая оценка

сти и безопасности корабельной ядерной энергетики. А. Саркисов — вице-адмирал, участник Великой Отечественной войны, награжден более чем 40 государственными наградами. Награжден золотой медалью РАН им. академика А. П. Александрова в 2007 году за цикл работ в области атомной науки и техники, лауреат Премии Правительства РФ в 2014 году за разработку научно-технических основ информационно-аналитического обеспечения ликвидации ядерного наследия на Северо-Западе России, лауреат международной премии «Глобальная энергия» в 2014 году за выдающийся вклад в повышение безопасности атомной энергетики и вывод из эксплуатации ядерных объектов.

качественно совпадает с результатами исследования потерь от гипотетической аварии на современной французской АЭС с выбросом в окружающую среду около 1 % ядерного топлива. Полная сумма прямых и косвенных потерь от подобной аварии может составить до 400 млрд евро. До освоения и широкого использования ядерной энергетики обеспечение безопасности объектов техносферы ограничивалось применением различных технических средств. Специфика атомной энергетики потребовала более широкого подхода, который получил название «культура безопасности». Это понятие появилось в процессе анализа причин чернобыльской аварии, а в научно-техническую терминологию оно вошло после публикации «Итогового доклада послеаварийной обзорной конференции по чернобыльскому реактору», подготовленного Международной консультационной группой по ядерной безопасности (INSAG). Культура безопасности — новое для инженерной практики понятие, смысл которого заключается

№6 (57) 2017

Крупнейшие «неатомные» аварии за последние 40 лет 1975 год — п рорыв плотины водохранилища Банкяо (Китай); последствия: затопление территорий, гибель более 170 тыс. человек. 1984 год — авария на химкомбинате в Бхопале (Индия); последствия: 18 тыс. человек погибли, около 200 тыс. получили несмертельные отравления. 1989 год — взрыв углеводородов под Уфой (Россия); последствия: погибли 645 человек, ранено более 600. 2009 год — катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС (Россия); последствия: погибли 75 человек, нанесен ущерб оборудованию и помещениям станции. 2010 год — взрыв платформы «Дипуотер Хорайзон» в Мексиканском заливе (США); последствия: утечка 700 тыс. тонн нефти в открытый океан, экосистема региона пострадала на десятилетия. Ежегодно — автомобильные аварии; последствия: гибель более 1,2 млн человек, 50 млн получают травмы (данные ВОЗ).

Л Е КТО Р И Й

в отношении человека к проблемам безопасности при выполнении его служебных обязанностей. Согласно принятым INSAG определениям, это набор характеристик и особенностей деятельности организаций и отдельных лиц, в котором безопасность работы АЭС обладает высшим приоритетом. Эта непреложная истина должна быть принята как руководство к действию на всех без исключения иерархических уровнях управления в государстве. Экспертами признано, что отсутствие культуры безопасности стало одной из причин чернобыльской аварии. Многолетний опыт эксплуатации атомных станций и других радиационно опасных объектов показывает, что возникновение большинства аварий и инцидентов так или иначе связано с поведением людей, их отношением к своим обязанностям и обеспечению безопасности. На современном этапе развития цивилизации проблемы безопасности техносферы приобрели подлинно глобальный характер. Непрерывное увеличение энергопотребления и единичных мощностей энергогенерирующих объектов, повышение плотности и интенсивности использования транспортных коммуникаций, механизация всех сфер хозяйственной деятельности и быта человека — все это с неизбежностью приводит к росту энергонасыщенности техносферы. Объективная потребность в более широком толковании безопасности привела к появлению, наряду с понятием технологической безопасности, таких новых понятий, как «энергетическая безопасность», «экологическая безопасность», «продовольственная безопасность», «информационная безопасность» и тому подобных. В современных условиях подходы к обеспечению безопасности, определяемые концепцией ее культуры, утрачивают исчерпывающую роль и становятся недостаточными. Обеспечение безопасности техносферы требует еще более универсального и широкого подхода, который должен базироваться на положениях новой области знаний — философии безопасности.

Безопасность как ценностная категория в сознании человека приобретает все бóльшие значение и актуальность. Возникла насущная необходимость в глубоком и всестороннем осмыслении этой философской категории, что требует привлечения к анализу всего многообразия формирующих ее технологических, социальных, экономических, психологических, духовно-гуманитарных и других факторов. Начальным ориентиром в понимании ее содержания может служить перечень следующих актуальных направлений: •• место безопасности на шкале человеческих ценностей и эволюция отношения человеческих сообществ к безопасности в историческом аспекте; •• факторы, определяющие восприятие опасности техногенного, природного или социального характера, их относительная роль и взаимозависимость в процессе формирования стереотипов сознания и практического реагирования; •• соотношение процессов и факторов индивидуального и коллективного восприятия внешних опасностей; •• механизм и закономерности формирования в человеческом сознании представления о приемлемом уровне безопасности. Не углубляясь далее в философскую тематику, кратко остановлюсь лишь на последнем из перечисленных направлений. Приемлемым принято считать такой уровень безопасности объектов техносферы, при котором связанные с ними угрозы для жизни или здоровья людей, а также возможный вред для окружающей среды не вызывают массового отторжения или протеста населения против использования этих объектов. Понятие приемлемого уровня безопасности отражает консолидированное отношение человеческих сообществ (стран, регионов, определенных контингентов или групп населения) к повседневному использованию тех или иных технологий и объектов техносферы. Изучение общественного мнения, а также реакция населения на

ATOMICEXPERT.COM

Л Е КТО Р И Й

аварии, катастрофы и стихийные бедствия убеждают в том, что приемлемый уровень безопасности — это скорее ощущение, формируемое на подсознательном уровне, чем осознанная рациональная категория. Приемлемый уровень безопасности объектов техносферы формируется в представлениях людей как продукт совокупного коллективного опыта человеческого сообщества, сложным образом трансформированного в подсознательное ощущение. Например, несмотря на весьма неблагополучную статистику гибели и увечий людей в результате автомобильных и авиационных аварий, уровень безопасности, достигнутый в современных автомобиле- и авиастроении, в организации автомобильной и авиационной транспортных систем, признается обществом приемлемым. Об этом убедительно свидетельствуют постоянное увеличение числа продаж автомобилей и рост пассажиропотоков на воздушных линиях. В то же время научно обоснованная разработчиками АЭС очень малая вероятность так называемых запроектных аварий реакторов с выбросом радионуклидов в окружающую среду практически не влияет на устойчивое негативное отношение к атомной энергетике значительной части жителей многих стран мира. Другими словами, приемлемость того или иного уровня безопасности в большей степени связана с коллективным восприятием, нежели с индивидуальным осознанием реальных значений техногенных рисков той или иной природы. При этом уровень приемлемого риска формируется на основе компромисса между выгодой (экономия времени, средств, комфорт, получаемое удовольствие и так далее) и потенциальной опасностью. Чем непосредственнее ощущение получаемой пользы, тем выше порог приемлемого обществом риска. Именно этим можно объяснить отсутствие массовых выступлений против использования автомобильного транспорта или авиации. Для выстраивания эффективной стратегии обеспечения безопасно-

сти техносферы принципиальное значение имеет ранжирование различных рисков по степени связанного с ними интегрального ущерба. Однако решение этой задачи затрудняется тем, что в отношении безопасности в общественном сознании часто наблюдаются труднообъяснимые аномалии и перекосы, а порою и удивительные парадоксы. Один из широко известных парадоксов такого рода — гипертрофированное восприятие опасности, связанной с атомной энергетикой, в частности, с последствиями аварий на АЭС. Особенно наглядно этот феномен проявился во время аварии на АЭС «Фукусима‑1», произошедшей в результате катастрофического землетрясения и вызванного им цунами. Магнитуда землетрясения составляла девять баллов — это максимум для Японии за весь период наблюдений. Высота волны цунами также была беспрецедентной — около 15 м. В результате исключительных по масштабу стихийных бедствий погибло или пропало без вести более 27 тыс. человек. Восстановление районов, разрушенных землетрясением и цунами, по оценке министра экономики Японии, обойдется в $184 млрд. Сравним эти цифры с количеством человеческих жертв и экономическим ущербом от аварии на АЭС «Фукусима‑1». В результате водородного взрыва на станции погибло два человека и 11 получили ранения. Случаев опасного радиационного поражения людей в дни аварии зафиксировано не было. Затраты компании TEPCO, которой принадлежит эта АЭС, на компенсацию убытков пострадавшим в результате аварии людям и местному бизнесу могут составить $23,6 млрд. Еще около $10 млрд компания потратит на запуск и эксплуатацию замещающих энергоагрегатов, работающих на органическом топливе. Таким образом, затраты, связанные с аварией на АЭС «Фукусима‑1», примерно на порядок меньше тех, которые необходимы для компенсации ущерба от землетрясения и цунами. Несмотря на несопоставимость человеческих потерь и матери-

ального ущерба от землетрясения и цунами, с одной стороны, и от аварии на АЭС — с другой, внимание всех средств массовой информации было полностью приковано к событиям, которые разворачивались на аварийной станции. В резонансе со средствами массовой информации формировались реакция населения и общественное мнение. Такое гипертрофированное отношение общества к опасности, исходящей от объектов атомной энергетики, не стало неожиданным, оно наблюдается на протяжении всей истории развития этой отрасли. Факты, связанные с землетрясением в Японии и последовавшими за ним событиями на АЭС «Фукусима‑1», позволили еще раз с предельной убедительностью продемонстрировать эту закономерность на поставленном природой масштабном эксперименте.

О том, как преодолеть радиофобию

Мой многолетний опыт взаимодействия с общественностью по поводу сопоставления рисков атомной энергетики с рисками от других источников энергии показывает, что преодолеть этот перекос в массовом сознании традиционными методами (эпизодической разъяснительной работой, использованием телевидения, радио, печатных изданий и так далее) невозможно. Стало очевидно, что без выявления причин такой реакции общества на аварии, связанные с ядерными объектами, нельзя обосновать и предложить эффективные методы и инструменты для коррекции этой аномалии, укоренившейся в массовом сознании. Замечу, что это формируемое на бессознательном уровне ощущение возникает в конкретной материальной среде и опосредованно опирается на вполне реальные факторы. Так, страх перед атомной энергетикой многократно усилился после аварии на Чернобыльской АЭС, а после аварии на «Фукусиме‑1» еще больше завладел умами людей во многих странах мира. Корни этого феномена связаны с рядом как субъективных, так и объективных факторов. К числу

№6 (57) 2017

первых следует отнести несколько укоренившихся в массовом сознании стереотипов. Многие считают, что риски для населения от близости атомных электростанций намного больше, чем от тепловых, что атомная станция даже в штатном режиме эксплуатации наносит вред окружающей среде, в то время как это один из наиболее чистых источников энергии. Другой устоявшийся стереотип состоит в том, что радиоактивность имеет техногенную природу. В действительности же это естественное свойство элементов. Даже в самых экологически чистых местах земного шара есть радиационный фон, нередко существенно превышающий уровни, характерные для территорий технических радиационно опасных объектов. В сознании людей атомная энергетика прочно ассоциируется с атомным оружием. Все хорошо помнят, что АЭС возникли как побочный продукт атомного оружейного комплекса. В отличие от многих других видов техногенной опасности, воздействие радиационных факторов (во всяком случае, на начальной стадии) незаметно, что формирует у людей представление об этой опасности как о чем-то таинственном и зловещем. Если проанализировать хотя бы только перечисленные выше стереотипы, становится ясно, что

Л Е КТО Р И Й

в основе аномального восприятия радиационной опасности лежит недостаточная техническая осведомленность населения о безопасности атомной энергетики, и в частности слабая информированность о средствах ее обеспечения на современных АЭС. Истоки этого — в системе школьного образования. Уровень знаний выпускников школ в области физики, в частности атомной, химии, математики и других точных наук часто бывает весьма низким. Не вселяют оптимизма и планируемые новшества, в частности внедрение нового Федерального государственного образовательного стандарта, в котором такие базовые для подготовки специалистов атомной отрасли дисциплины, как физика, химия, информатика, алгебра и геометрия, вынесены в блок необязательных предметов. Кроме всего прочего, неудовлетворительная подготовка выпускников школ по атомной физике, радиационной безопасности, радиоэкологии и общей энергетике в значительной степени объясняется низким качеством учебной литературы. Ни в одном из многих просмотренных мною школьных учебников я не обнаружил хотя бы очень краткого, но внятного изложения вопросов, касающихся безопасности техносферы, и в частности такой остро воспринимаемой обществом проблемы, как проблема безопасности атомной энергетики.

В этих учебниках также ничего не говорится о природе различных техногенных рисков и их ранжировании по степени опасности для человека и окружающей среды. Более того, некоторые авторы весьма тенденциозно, а порой недостаточно грамотно излагают вопросы, связанные с радиационной опасностью. Не последнюю роль в формировании гипертрофированной реакции населения на атомную энергетику играют средства массовой информации и современные информационные технологии. Этот фактор особенно наглядно проявился после аварий на Чернобыльской АЭС и на «Фукусиме‑1». То же самое следует сказать о некоторых произведениях литературы и искусства, к которым читатели относятся с бóльшим доверием, чем к газетам, журналам, Интернету, радио и телевидению. Это объясняется тем, что описание фактов, облеченное в художественную форму, убедительнее; оно глубже отражается в сознании и запоминается лучше, чем те же сведения, представленные средствами массовой информации. Поэтому ответственность деятелей искусства, обращающихся к такой деликатной проблеме, как безопасность атомной энергетики, должна быть особенно высокой. Еще одна причина негативного восприятия частью населения атомной энергетики — такая особенность психологии массового сознания, как недоверие к власти, настороженное (заведомо критическое) отношение к ученыматомщикам и вообще к работникам атомной отрасли. Бóльшая часть населения воспринимает то, что говорят эти люди, с позиции презумпции их виновности. Значительно охотнее обыватели прислушиваются к их оппонентам — противникам атомной энергетики, в том числе к тем, кто сознательно вводит в заблуждение население по разным конъюнктурным соображениям, а также к далеким от этой области знаний добросовестно заблуждающимся дилетантам. Одно из важнейших направлений в коррекции неадекватного восприятия опасности, связанной

ATOMICEXPERT.COM

Л Е КТО Р И Й

с техногенной сферой, — последовательная учебно-просветительская работа. В отношении к проблеме техногенной опасности, и особенно к такой ее составляющей, как атомная энергетика, одинаково вредны обе крайности — недооценка и преувеличение риска. Уже на стадии школьного обучения должны закладываться основы грамотного и осознанного отношения к восприятию опасностей, исходящих от окружающей нас техносферы. После школы обучение нужно продолжать в вузе и на производстве. Просвещение должно охватывать все слои населения, в том числе и неработающих людей. Развитие атомной энергетики — один из стратегических приоритетов государства, поэтому организацию образовательной и просветительской работы в этой области также следует считать задачей государственной важности. Для устранения неадекватного восприятия общественным сознанием разнородных техногенных опасностей, и в частности для преодоления господствующей среди большей части населении радиофобии, необходима работа по двум основным направлениям. Первое из них, повторюсь, — это ликвидация технической безграмотности населения, которая, к сожалению, не стала предметом системной работы государственного масштаба для тех специалистов, которые борются за формирование общественного мнения. Пример хорошо налаженной образовательной системы такого рода — Франция, где очень правильно поставлена работа начиная со школьной скамьи. Детям рассказывают, и они понимают, что атомная энергетика потенциально опасна, но все технические средства, которые используются, гарантируют ее абсолютно безопасное применение и особенно высокую экологичность, что в наше время чрезвычайно важно. Эта задача достаточно ясная, и для ее решения требуются надлежащее внимание, а также организационные меры на государственном уровне. Но только этим способом проблему радиофобии полностью решить невозможно.

Необходимо углубленное изучение психологических особенностей восприятия опасности отдельным человеком и коллективом. Философия безопасности — это совершенно новая научная область, которая требует изучения, развития и практического внедрения в целях формирования более адекватного восприятия опасности, связанной с атомной

Такое опасное для целостности реакторной установки энерговыделение предотвращается системой управления и защиты реактора, а также оптимизацией физических свойств активной зоны, совокупность которых должна обеспечивать так называемую отрицательную обратную связь. При этом, чем быстрее растет мощность реактора, тем интенсивнее за счет

Не последнюю роль в формировании гипертрофированной реакции населения на атомную энергетику играют средства массовой информации и современные информационные технологии. энергетикой. Так что работа должна осуществляться одновременно по двум вышеназванным генеральным направлениям. Нужно отметить, что имеются и объективные причины негативного отношения общества к атомной энергетике, которые связаны с особенностями, присущими работе только ядерных реакторов.

О том, как обезопасить реактор

В ядерном топливе беспрецедентно высока концентрация энергии. При одном акте деления ядра урана выделяется в среднем 200 млн эВ энергии. Если принять загрузку активной зоны реактора с водой под давлением в составе энергетического блока электрической мощностью 1 ГВт равной 70 т урана с обогащением 4 %, то легко подсчитать, что полная потенциальная энергия деления всех ядер 235 U составит гигантскую величину — 5,2 ∙ 1013 ккал. Конечно, даже при самой тяжелой аварии до разрушения активной зоны в результате теплового взрыва успеет разделиться лишь малая часть топлива. Если предположить, что к моменту разрушения зоны разделится только одна тысячная часть первоначальной загрузки (2,8 кг урана), то и в этом случае высвобожденная в ходе неуправляемого цепного процесса энергия будет очень большой — 5,2 ∙ 1010 ккал.

изменения температур и плотностей компонентов активной зоны «гасится» цепная реакция. При нестационарных режимах работы ядерного реактора существует некоторое предельное состояние, за которым цепная реакция становится неуправляемой. В теории реакторов оно называется состоянием мгновенной критичности и может возникнуть за счет резкого извлечения стержней — поглотителей нейтронов или других действий, в результате которых реактивность (величина, характеризующая отклонение от состояния критичности) становится равной или превосходит суммарную долю всех запаздывающих нейтронов (0,0064 для 235U). В этом случае условия размножения нейтронов улучшаются настолько, что цепная реакция может идти на одних мгновенных (то есть рождающихся без задержки) нейтронах. Крупнейшая за всю историю ядерной энергетики чернобыльская авария была следствием неуправляемой цепной реакции на мгновенных нейтронах, повлекшей разрушительный тепловой взрыв реактора. Это произошло из-за грубейших нарушений эксплуатационного регламента и ошибок проектирования — недостатков конструкции стержней системы управления и защиты в сочетании с неудовлетворительными физическими характеристиками реактора.

№6 (57) 2017

Одна из ключевых задач обеспечения ядерной безопасности в подобных ситуациях такова: ни при каких неисправностях и ошибках эксплуатирующего персонала условия размножения нейтронов не должны улучшаться настолько, чтобы обеспечить цепную реакцию на одних мгновенных нейтронах. Наиболее радикальная мера обеспечения ядерной безопасности — выполнение условия, при котором в течение всего периода эксплуатации реактора запас реактивности не превосходил бы величину 0,0064. Это условие может быть реализовано, в частности, в жидкосолевых реакторах, а также в некоторых инновационных конструкциях реакторов на быстрых нейтронах. Специфическая особенность реакторов — невозможность мгновенного выключения. После полного выключения в течение длительного времени в ядерном реакторе продолжает генерироваться тепло за счет радиоактивного распада накопившихся за время работы продуктов деления. Уровень этого остаточного тепловыделения зависит от мощности, на которой работал реактор, и продолжительности его работы до выключения. Так, в реакторе АЭС электрической мощностью 1000 МВт, работавшем в течение 200 суток на номинальной мощности, через час после остановки остаточное тепловыделение составит 31,5 МВт, через сутки после остановки — 13,5 МВт, через 10 суток — около 6 МВт и через месяц — 3,5 МВт. Далее тепловыделение продолжает спадать очень медленно, и ничто не может повлиять на скорость данного процесса. На АЭС должен быть обеспечен бесперебойный отвод тепла из активной зоны не только при работе, но и после остановки реактора. Иначе в случае прекращения теплоотвода, как это произошло на АЭС «Фукусима‑1» в результате землетрясения и последующего цунами, вероятно повреждение топливных сборок вплоть до их расплавления. При работе ядерных реакторов образуются высокоактивные продукты деления урана, твердые и жидкие радиоактивные отходы.

Л Е КТО Р И Й

Многие образующиеся при работе реактора радионуклиды являются высокотоксичными и долгоживущими. Период полураспада некоторых из них превосходит сотни и тысячи лет. Поэтому выход радионуклидов в атмосферу, почву и водоемы за пределами АЭС в случае аварии осложняет ее последствия, требует специфических подходов к дезактивации оборудования и радиоэкологической реабилитации загрязненных территорий. Аварии на АЭС даже при относительно небольших выбросах радиоактивных веществ в определенном смысле глобальны, так как попавшие в результате утечки в атмосферу или воду радионуклиды могут переноситься атмосферными и океаническими течениями на большие расстояния от места аварии. Как правило, из-за уменьшения концентрации радионуклидов по мере удаления от аварийной АЭС они представляют все меньшую опасность для населения и окружающей среды. Однако сам факт обнаружения радионуклидов на больших расстояниях от места аварии становится поводом для усиления информационного бума и неадекватной реакции населения. Основной способ уменьшения подобных рисков — размещение оборудования реакторной установки в защитной оболочке, локализующей последствия аварий в случае их возникновения. Именно такая оболочка позволила минимизировать выход радиоактивных веществ во время аварии на АЭС «Три-Майл Айленд», сопровождавшейся расплавлением части активной зоны.

О том, что лучше для подлодки: ВВЭР или БН?

А теперь поговорим о подводных лодках, которым я посвятил практически всю жизнь. Так получилось, что у нас первая атомная электростанция была построена в 1954 году в Обнинске, но она была демонстрационного типа и не имела никакого промышленного значения. По сути, первая АЭС должна была просто зафиксировать факт возможности получения элек-

троэнергии в результате деления атомных ядер. А вот первая советская атомная подводная лодка была спущена на воду в 1957 году, и дальше началось массовое строительство атомных подводных лодок. На наших атомных подводных лодках использовались водо-водяные реакторы, которые до этого как энергетические реакторы у нас в промышленности не применялись. Таким образом впервые для нужд обороны в СССР были разработаны и запущены энергетические реакторы с водой под давлением, которые стали сейчас основой атомной энергетики. Пришлось решить очень большой комплекс научных и технических проблем. При внешней схожести традиционных паросиловых установок и корабельных атомных энергетических установок (в обоих случаях есть источник тепла, парогенератор, насосы, сепараторы, конденсаторы, паровая турбина и так далее) существует принципиальнейшее различие в природе самого источника тепла. Применение ядерного реактора в качестве источника тепловой энергии потребовало изучения новых закономерностей теплообмена и гидродинамики. Несмотря на то что вода как теплоноситель давно использовалась в котельной технике, в атомной энергетике возникла необходимость обеспечить новые технологические требования и выявить для воды новые закономерности в условиях применения ее в полях мощных излучений, при новых, ранее не применявшихся материалах оболочек, для форсированных тепловых потоков и при новых формах проточного тракта. Для решения проблемы теплопередачи от твэлов к теплоносителю потребовалось развить исследования по кризисам теплоотдачи в щелевых каналах сложной формы, по определению коэффициентов теплоотдачи для новых геометрий и совокупности параметров, по созданию и изучению различных интенсификаторов теплообмена. В гидродинамике стали совершенно недостаточны одномерные и осредненные подходы, когда для теплообменного аппарата

ATOMICEXPERT.COM

Л Е КТО Р И Й

определялись только перепады статического давления на участках проточного тракта и средние в сечениях скорости, то есть расходы. Возникла необходимость разработки методов экспериментального исследования актуальных скоростей с выделением пульсационных составляющих; выявления источников и спектров пульсаций и вихревых структур; оптимизации моделирования пульсационных течений; разработки численных методов расчета трехмерных течений; решения уравнений Рейнольдса и НовьеСтокса. Актуальным стало формирование безвихревого проточного тракта с обязательным выравниванием поля давлений в напорных и выходных коллекторах. Все эти сложные научные задачи были успешно решены в течение 10–12 лет творческими коллективами Физико-энергетического института, Центрального котло-турбинного института, Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники и других научных учреждений. Те огромные научно-технические заделы, которые были достигнуты в процессе создания атомных подводных лодок, в значительной степени были экстраполированы на атомные электростанции, использующие реакторы с водой под давлением (ВВЭР). Сейчас атомные установки с этим типом реакторов стали основными не только у нас, но и во всем мире.

Я бы хотел отметить еще одно направление, которое возникло на атомных подводных лодках и сейчас может найти широкое применение в мирной атомной энергетике. Речь идет о реакторе совершенно нового типа — на промежуточных или быстрых нейтронах с жидкометаллическим (свинцово-висмутовым) теплоносителем. Такой реактор был создан для атомных подводных лодок, и даже была построена целая серия атомных подводных лодок 705-го проекта с реакторами со свинцово-висмутовым теплоносителем, но, к сожалению, наша промышленность и инфраструктура флота не позволяли тогда иметь два типа реакторов, и это направление было понемножку свернуто. Однако тот научно-технический задел, который мы получили при разработке нового типа реакторов, сейчас оказался неожиданно востребован в мире при создании реакторов малой мощности. Возникает новое направление в развитии атомной энергетики — атомная энергетика малых мощностей. Существует объективная потребность в атомных установках мощностью в несколько десятков киловатт для использования в автономных условиях. Возможные области применения таких установок и спектр их предназначения достаточно широки. Атомные станции малой мощности, в частности, могут быть использованы как объекты локальной энергетики для энергоснабжения

удаленных изолированных потребителей. Целевыми потребителями энергоресурсов в этом случае будут компактно расположенные группы населенных пунктов и промышленных предприятий. Другая область возможного применения, на которую ориентированы некоторые зарубежные проекты, связана с созданием распределенных энергетических систем на основе атомных станций малой мощности. Актуальная область возможного применения АСММ — энергоснабжение единичных потребителей, таких как буровые платформы, горно-обогатительные комплексы, металлургические предприятия и другие энергоемкие производства. Наряду с выработкой электроэнергии АСММ могут быть потенциально востребованы как источники теплоснабжения, для производства водорода и других вторичных энергоносителей, для опреснения воды в регионах с острым дефицитом водоснабжения. Отдельная сфера, актуальная для стран с развитой атомной энергетикой, — производство АСММ с целью их экспорта в Юго-Восточную Азию, Африку и некоторые северные страны для использования в удаленных, слаборазвитых в социальном и экономическом планах регионах. Сегодня в мире велика потребность в таких установках, во

Слева: Севастополь. 29 июля 1973 года. Военно-морской парад Справа: атомная подводная лодка проекта 705 «Лира» на стапелях

№6 (57) 2017

многих странах развертываются масштабные работы по созданию атомных станций малых мощностей. В русле этих исследований очень перспективны, в частности, реакторы с жидкометаллическим теплоносителем. К этой теме сейчас обратились некоторые японские и американские фирмы. К сожалению, должен отметить, что очень многие научные и технологические достижения в этой области, которые были безусловно секретными в техническом отношении, в годы перестройки стали доступными для наших иностранных конкурентов. И несмотря на это, мы продолжаем пока оставаться лидерами в этой области. Мне бы очень хотелось, чтобы мы восстановили и поддерживали свои передовые позиции в области создания установок с жидкометаллическим теплоносителем. Теперь уже для мирных целей, для создания реакторных установок малых мощностей. У жидкометаллических реакторов есть несколько безусловных преимуществ перед ВВЭР. Первое из них — это более высокие параметры пара, что обеспечивает более высокий коэффициент полезного действия установки. Второе преимущество таково: давление теплоносителя первого контура невысокое. Водо-водяной реактор представляет большую опасность еще и потому, что для исключения кипения приходится поддерживать давление воды в первом контуре на очень высоком уровне. Это высокое давление создает потенциальную угрозу разрыва трубопроводов с последующим распространением радионуклидов в окружающую среду. У жидкометаллических реакторов эта опасность отсутствует. Еще одно преимущество: реакторы на быстрых нейтронах более органично вписываются в концепцию ядерной энергетики с замкнутым топливным циклом, переход к которому в перспективе неизбежен по ряду объективных причин. Одна из них связана с возможностью использования в качестве топлива не только 235U, как в водо-водяных реакторах,

Л Е КТО Р И Й

но и 238U, который cоставляет более 99 % в естественной смеси изотопов урана, содержащегося в земных недрах. Конечно, нельзя не отметить и ряд проблем, связанных с созданием и практическим применением установок рассматриваемого типа. Первая из них — это технология обращения с жидкометаллическим теплоносителем. Несмотря на опыт, накопленный в ходе эксплуатации АПЛ 705-го проекта, здесь еще остаются нерешенные проблемы. Вторая проблема — это более высокая капиталоемкость таких установок, что ухудшает их конкурентные возможности по сравнению с ВВЭР. Однако следует учесть, что экономические оценки, приводимые в литературе, относятся к головным образцам. При переходе к серийному сооружению установок их капитальная стоимость будет неизбежно снижаться.

Об атомных энергоисточниках малых мощностей

Территория России крайне неравномерно населена; уровень экономического развития отдельных регионов также сильно различается. Достаточно сказать, что около 2/3 территории России находится вне зоны централизованного электроснабжения. Это главным образом удаленные, малонаселенные районы, но именно они представляют особую стратегическую ценность вследствие большого содержания в недрах этих территорий полезных ископаемых. Энергообеспечение этих регионов осуществляется от автономных источников на органическом топливе, завоз которого связан с большими экономическими издержками, а эксплуатация наносит серьезный экологический урон окружающей среде. Характерный пример — территория Сибири, которая составляет 57 % от территории РФ. Здесь проживает всего 15 % населения России, причем в основном вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали, в то время как северная, наиболее холодная и редконаселенная часть Сибири

таит в себе огромные природные ресурсы. Более 90 % добываемого газа и 70 % запасов российской нефти находится именно здесь; большие запасы цветных, редких металлов, химического сырья, половина запасов древесины — таковы богатства, которые сосредоточены в этом регионе. Особое место занимает Арктика. Обнаруженные здесь гигантские запасы углеводородов и высокий транспортный потенциал, связанный с Северным морским путем, определяют приоритетное значение Арктического региона в стратегии экономического развития страны. Эти перспективные территории РФ, как и развивающаяся экономика мира в целом, нуждаются, а вскоре еще более будут нуждаться в современных, автономных, надежных, экологически безопасных и экономически эффективных энергоисточниках. В качестве таких источников для целей электро- и теплоснабжения, а также для некоторых технологических нужд наряду с традиционными и возобновляемыми источниками энергии могли бы быть востребованы и атомные установки малой мощности (по классификации МАГАТЭ — 300 МВт и ниже). Отношение к малой атомной энергетике стало радикально меняться в последние годы. В ряде стран с развитой атомной энергетикой разворачиваются масштабные работы по созданию реакторов малой мощности для применения в самых разных целях. В России интерес к малой энергетике стал возрастать прежде всего в связи с необходимостью освоения отдаленных регионов, в то время как в мире делается ставка на создание распределенных энергетических систем, основанных на энергоисточниках малой мощности, в том числе возобновляемых источниках энергии. Помимо России и США, где ведутся разработки сразу нескольких проектов АСММ, а также прорабатываются меры государственной поддержки таких проектов, свои концепции реакторов малой мощности разрабатывают Япония, Китай, Южная Корея, Франция,

ATOMICEXPERT.COM

Л Е КТО Р И Й

Германия, Италия, Аргентина, Бразилия, Нидерланды, Индонезия и другие страны. По данным МАГАТЭ, разработчиками атомных энергетических установок к настоящему времени заявлено более 50 проектов АЭУ малых (до 300 МВт эл.) и средних (до 700 МВт эл.) мощностей. Многие развивающиеся страны заявили о намерении использовать АЭ для своего промышленного и социального развития. Экономическое и географическое положение этих стран делает целесообразным для них строительство АЭС умеренных мощностей. С учетом интереса, проявляемого в последние годы к ядерным энергоисточникам малой мощности, и масштабов ведущихся в мире работ по их созданию можно утверждать, что мы находимся на старте появления нового направления в развитии ядерной энергетики, а именно — широкого применения атомных станций малой мощности. Перечислю основные преимущества применения малой атомной энергетики для освоения отдаленных, малоразвитых регионов. Первое — это минимизация объемов и стоимости капитального строительства в районе размещения атомных станций. Все высокотехнологичные, дорогостоящие и трудоемкие операции переносятся в специализированные цеха заводов и выполняются квалифицированным персоналом. Второе, очень важное преимущество — это перенесение наиболее ядерно и радиационно опасных операций, связанных с ремонтом, перегрузкой топлива, выводом из эксплуатации, с площадки размещения в специализированные заводские цеха, что обеспечивает высокий уровень безопасности и качества выполняемых процедур. Важным преимуществом таких станций станет также минимизация экологических последствий для окружающей среды. И еще одно, далеко не последнее преимущество: возможность обходиться минимальным количеством персонала, работающего по вахтенному методу.

В разработке атомных энергоисточников малой мощности наша страна имеет очевидный приоритет, связанный с опытом, который накоплен при создании ядерных энергетических установок боевых кораблей, атомных подводных лодок и ледоколов, а также при разработке совершенно новых, уникальных ядерных технологий, которые не разрабатывались в мире, в частности, технологии реакторов на промежуточных нейтронах со свинцово-висмутовым теплоносителем. В нашей стране строится первая в мире плавучая атомная теплоэлектростанция, сейчас она спущена на воду. Несмотря на издержки, связанные с экономикой и другими проблемами, которые решались не лучшим образом, эта установка имеет хорошую перспективу. Что касается технологии ректоров на жидком металле, сейчас у нас разрабатывается установка СВБР‑100 мощностью 100 МВт модульного типа, на базе которой могут строиться установки большей кратной мощности. Эта установка базируется на опыте, который был приобретен при строительстве АПЛ 705-го проекта, использовавших реакторы на промежуточных нейтронах и свинцово-висмутовый теплоноситель. В различных организациях (НИКИЭТ, ОКБМ) прорабатываются и другие инновационные технологии. И все же, несмотря на некоторые реальные достижения, очевидно, что это новое направление развития атомной энергетики находится пока лишь на стадии подготовки плацдарма для широкомасштабной экспансии. Для успешной реализации этого направления необходимо разрешить целый ряд проблем, важнейшими из которых, на мой взгляд, являются следующие: •• обеспечение повышенных стандартов ядерной и экологической безопасности разрабатываемых проектов атомных установок малой мощности; •• достижение высокой экономической эффективности АСММ, которая обеспечивала бы высокий уровень их конкурентоспособности;

•• освоение технологий индустриального серийного производства АСММ; •• разработка и реализация технологий централизованного (на заводе-изготовителе) обращения с ОЯТ и РАО; •• правовое и институциональное обеспечение сектора атомной энергетики на основе АСММ. Несмотря на огромный экономический потенциал и стратегическое значение Сибири, северных и восточных территорий для развития страны, в Российской Федерации до сих пор отсутствует единая программа энергоснабжения регионов, не обеспеченных электроэнергией централизованно. Разработка единой концепции и программы энергообеспечения этих регионов представляется одной из приоритетных задач современного этапа развития отечественной электроэнергетики. Я обрисовал облик малой атомной энергетики и сформулировал ее техническую философию. Мне бы хотелось, чтобы Росатом и наша промышленность нашли принципиально новый подход к этому направлению развития энергетики. Для этого требуются большие вложения и прежде всего — внимание. Нам удалось организовать две научные конференции, всероссийскую и международную. Это были первые в нашей стране мероприятия, посвященные малым атомным станциям. Интерес к ним был огромный. Было очень много докладов, Росатом принимал участие. Но когда перед тем же Росатомом ставится вопрос о практическом развертывании работ в этом направлении, то обычно мы слышим такой ответ: если промышленность будет просить у нас, если экономика от нас потребует, мы будем это разрабатывать. Такой подход к последовательности решения проблем закрывает государству возможность занять передовые позиции. Лидерства можно достичь лишь в том случае, если государство идет на решение задачи, не считаясь на первых этапах с экономическими издержками, а ориентируясь на ожидаемую положительную перспективу.

№6 (57) 2017

О скромном обаянии Александрова

Теперь немного поговорим о великом ученом-атомщике Анатолии Петровиче Александрове, с которым я имел привилегию и удовольствие сотрудничать и общаться в течение почти 30 последних лет его жизни. Так получилось, что первое знакомство с Анатолием Петровичем у меня произошло при очень любопытных обстоятельствах. Я тогда руководил Севастопольским высшим военно-морским инженерным училищем. Оно было расположено (как и сейчас) в северной стороне города, где отсутствует регулярная застройка и нет четких градостроительных линий. Улиц как таковых нет, но место, где находилось это училище, горсовет назвал улицей Курчатова. Меня заинтересовало, почему улица носит это имя. Выяснилось, что в 1942 году здесь, на берегу бухты Голландия, была размещена станция размагничивания кораблей, на которой работали А. П. Александров, И. В. Курча-

Л Е КТО Р И Й

тов, А. Р. Регель и их сотрудники. Позже на месте станции образовалось училище, которое готовило офицеров-инженеров для атомного подводного флота. Тем, кто хорошо знает Анатолия Петровича, известно, что он больше всего гордился двумя своими достижениями. Первое — это размагничивание кораблей, которое позволило сохранить десятки судов и тысячи жизней наших моряков. Второе — создание атомного подводного флота. И так получилось, что на территории Севастопольского училища были сосредоточены свидетельства двух наиболее выдающихся достижений Александрова. И я решил на этом месте соорудить памятный знак, посвященный группе физиков, которые занимались размагничиванием кораблей отечественного флота. Такой знак был сооружен. На открытие памятника я пригласил Анатолия Александрова, с которым до того не был знаком. Так что наше знакомство состоялось на открытии этого памятника. Памятник ему очень

понравился: величественный, он оказался похожим на эмблему Курчатовского института. Море и корабль. Позднее я имел возможность наблюдать его в самых разных обстоятельствах. Если говорить о вкладе различных наших ученых в создание отечественного атомного флота — в оенного и гражданского, — можно уверенно сказать, что научная и организационная роль Александрова несоизмерима с ролью всех остальных специалистов. Без всякого преувеличения его можно назвать отцом отечественной корабельной атомной энергетики. Он был не только научным руководителем создания первой атомной подводной лодки, он продолжал курировать это направление до последних дней своей жизни, уделяя огромное внимание всем стадиям строительства атомных подводных лодок, всем сторонам научной и технической проблематики, которая возникала в процессе создания нашего атомного флота. Огромное внимание Анатолий Александров уделял подготовке эксплуатационников. Он понимал, что даже самая хорошая техника в руках не очень подготовленных людей может давать сбои, а в худшем случае даже приводить к тяжелым катастрофам. Поэтому подготовку специалистов он считал одной из важнейших задач при создании атомного флота. И не случайно первые экипажи подводных лодок учились под непосредственным наблюдением Александрова. Экзамены у всех первых управленцев атомных реакторов он принимал лично. Во всех испытаниях атомных лодок он также принимал непосредственное участие. Он не просто много вложил в создание атомного флота, он очень любил атомный флот, был настоящим патриотом и старался сделать все, чтобы обеспечить обороноспособность и безопасность России. Конечно, атомный флот сыграл огромную роль в обеспечении безопасности нашего государства, паритета на переговорах с нашими потенциальными противниками; он обеспечил стабильность и мир, которые существуют до сегодняшнего дня.

ATOMICEXPERT.COM

Л Е КТО Р И Й

Создатель

Анатолий Петрович был обаятельным и простым человеком. Перед нашей первой встречей я очень волновался — трижды Герой Социалистического труда, академик, создатель нашего атомного флота и так далее. Но когда я встретился с ним, то увидел простого человека, умевшего сказать о сложных вещах простыми словами, очень внимательного, остроумного. Эпизод, который мало кому известен. На испытаниях первой лодки присутствовало очень много представителей атомной промышленности, и они бегали на пульт, чтобы проконтролировать работу своей техники, что очень мешало операторам работать. Один из операторов — Юрий Корнилович Баленко — пожаловался Александрову, что невозможно работать спокойно, он боится за исправность установки. Анатолий Петрович говорит: «Хорошо, мы это дело исправим». Он сел у входа в реакторный отсек, вытянул свою больную ногу (у него когда-то, кажется во время гражданской войны, была прострелена нога) в виде шлагбаума — и никого не подпускал к пульту до тех пор, пока не завершились испытания. Конечно, кто-то может подумать, что сейчас сложно найти фигуры, сопоставимые по масштабу и творческому потенциалу с великими отцами-основателями атомной отрасли. Но я считаю,

что больших людей порождают и формируют большие задачи. В послевоенные годы страна была на очень крутом подъеме в образовании, промышленности, экономике. Надо помнить и о высоком уровне фундаментальных исследований в стране, в частности, международном авторитете советских физиков и математиков. На этом фоне страна могла ставить и ставила перед собой очень амбициозные задачи, решение которых требовало привлечения новейших научных достижений и передовой промышленности. Достаточно назвать прорывные достижения в атомной энергетике и освоении космоса. Здесь уместно назвать еще одну актуальную область, в которой мы задали очень высокий старт и могли бы достигнуть больших результатов, — это область информационных технологий, вычислительная техника. На начальном этапе развития этой перспективной области мы занимали в мировой кооперации вполне достойное место. Но позже, к сожалению, из-за недооценки стратегической роли этого направления, которой в немалой степени способствовали абсурдные идеологические установки, внимание к нему у нас резко упало. В результате мы значительно отстали, и исправление сложившейся ситуации потребует больших усилий, финансовых затрат и времени.

Анатолий Петрович Александров был научным руководителем проекта первой советской атомной подводной лодки (АПЛ проекта 627). Свою работу он координировал с главным конструктором АПЛ Владимиром Николаевичем Перегудовым. В ходе проекта приходилось решать непростые задачи: вписать ядерную энергетическую установку в объем подводной лодки, обеспечить надежную защиту экипажа от радиации. В результате анализа различных проектов реакторных установок для АПЛ А. П. Александров совместно с другими учеными-ядерщиками выбрал конструкцию легководного корпусного реактора с водой под давлением. По воспоминаниям участников проекта, он лично отбирал кадры для разработки морской ядерной энергетической установки. А. П. Александров принял рад важных решений, которые позволили ускорить разработку реакторной установки, без получения экспериментальных подтверждений. Например, в ходе опыта по горячему пуску наземного прототипа реактора из-за слабого нагревателя не удавалось достичь номинальной средней температуры замедлителя (воды) в 265 °C. Максимальная достигнутая температура равнялась 220 °C. В таких условиях коэффициент реактивности был положительным, что ставило под сомнение безопасность активной зоны. «Анатолий Петрович решил прекратить нагрев, уверенно заявив, что при средней температуре в 230 °C дифференциальный эффект реактивности станет отрицательным. Многие из нас сомневались в этом, но, как показал пуск в Обнинске, Александров предвидел чуть ли не до градуса», — вспоминает участник разработки реактора первой советской АПЛ Борис Буйницкий. А. П. Александров также лично участвовал в разработке «Технологической инструкции по управлению ЯЭУ» — главного нормативного документа операторов реакторов АПЛ. Атомщикам под управлением А. П. Александрова удалось отстоять свою позицию по парогенераторам. Они были спроектированы с перегревом, что, с одной стороны, давало больший, чем на атомных подлодках США, коэффициент полезного действия ядерной установки, с другой — резко уменьшало живучесть парогенераторов. Военные требовали сделать все как у американцев, но команда Анатолия Александрова доработала парогенераторы, заменив в них металл. Ресурс этих агрегатов увеличился с 800 до десятков тысяч часов, что убедило заказчиков в правоте ученых.

№6 (57) 2017

ПАТЕНТЫ

Эффективная оптимизация Космос и медицина, радиоактивные отходы и пассивная безопасность — все как обычно, но есть и «изюминка». Компания TerraPower наступает на виртуальный ядерный остров. Предлагаем вашему вниманию наиболее интересные патенты, опубликованные во II квартале этого года.

Дальний космос

Ровным слоем

Название: активная зона термоэмиссионного реактора-преобразователя ядерной энергетической установки (2617710). Патентообладатель: АО «НИКИЭТ». Авторы: Юрий Драгунов, Владимир Кудинов, Денис Куликов, Елена Ромадова. Сфера применения: космическая ядерная энергетика.

Название: борсодержащее покрытие для детектирования нейтронов (2616769). Патентообладатель: General Electric Company (USA). Авторы: Джеймс Ластиг, Джон Джэнсма. Сфера применения: детектирование нейтронов.

Краткое описание: Предложенная геометрия активной зоны энергоустановки позволяет снизить паразитное поглощение нейтронов, количество металла в конструкции, уменьшить массу загружаемого топлива. Оптимизировано охлаждение установки за счет снижения локальной неравномерности расхода. Описываемая авторами установка может быть использована в межорбитальных полетах.

Модульный огонь Название: малогабаритная печь остекловывания ВАО (169971). Патентообладатель: АО «СвердНИИхиммаш». Авторы: Антон Сорокин, Денис Белоконь, Анна Богдалова, Екатерина Ряпосова. Сфера применения: утилизация радиоактивных отходов. Краткое описание: Модель предназначена для высокотемпературного отверждения высоко- и среднеактивных отходов. Аналоги данной разработки менее компактны, имеют худшую теплоизоляцию, не дают возможности модульной замены компонентов. Получена возможность замены как самой печи, так и ее компонентов в условиях горячей камеры. Есть стационарная система охлаждения.

Краткое описание: Описывается нанесение борных покрытий для детектирования нейтронов с помощью электростатического напыления. Известные способы дорогие и могут приводить к неравномерной толщине покрытия, нежелательным промежуткам. Примеси, использующиеся для сцепления бора с детектором нейтронов, могут создавать помехи для детектирования нейтронов. Предлагается оптимизированный способ нанесения бора, при котором создаются относительно тонкие однородные покрытия по всей длине детектора нейтронов с минимальными следами других элементов и соединений.

Четкость изображения Название: быстрая оценка рассеяния при реконструкции посредством позитронноэмиссионной томографии (2620862). Патентообладатель: Koninklijke Philips N. V. Автор: Е Цзинхань. Сфера применения: ядерная медицина, диагностическая визуализация. Краткое описание: В сканерах ядерной медицинской визуализации, например при позитронно-эмиссионной томографии, чаще всего применяется способ моделирования одного рассеяния. В тех случаях, когда необходимо обследовать крупных пациентов, этот способ может оказаться недостаточно

точным за счет появления многократного рассеяния. Автору изобретения удалось решить эту проблему и справиться с недостатками известных аналогов. Повысилось качество получаемых изображений, которые удается построить с приемлемой для коммерческого использования скоростью.

Рефрижератор жидкого металла Название: устройство для ускоренного замораживания и последующего размораживания жидкого щелочного металла в трубах реакторов АЭС (171057). Патентообладатель: ФГАОУ ВПО «УрФУ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина». Авторы: Олег Ташлыков, Александр Попов, Сергей Щеклеин. Сфера применения: атомная энергетика, реакторы с жидкометаллическим теплоносителем. Краткое описание: Предлагаемое авторами устройство содержит разъемный кожух, укрепляемый на трубе и обеспечивающий подачу к ее поверхности холодного или горячего воздуха. Отмечается возможность установки эластичного уплотнителя, что позволит использовать съемные кожухи для труб разного диаметра. Завихрители воздушного потока позволяют уменьшить объем подаваемого сжатого воздуха и длину кожуха. У изобретения есть ряд преимуществ перед аналогами. Авторы надеются, что предложенное техническое решение сможет найти широкое применение на АЭС как для ликвидации аварий на дефектных трубах, так и в подающих трубопроводах холодных ловушек для увеличения их эффективности.

Положительный акцент Название: способ лазерного разделения изотопов фтора (2620051). Патентообладатель: ФГБОУ ВПО «ВГУ». Авторы: Борис Зон, Алексей Корнев, Василий Наскидашвили, Иван Семилетов. Сфера применения: разделение изотопов. Краткое описание: Смесь изотопов облучается резонансным инфракрасным, а затем лазерным излучением оптического или инфракрасного диапазона. Время между

П АТ Е Н Т Ы

воздействиями резонансного инфракрасного и лазерного излучений не превышает времени распада колебательного состояния фтористого водорода. Один из изотопов переходит в возбужденное состояние, образуются положительно заряженные ионы, которые могут быть отделены от остальных. Авторы стремились устранить недостатки, присущие известным прототипам изобретения. Технический результат заключается в повышении эффективности выделения изотопов фтора лазерным разделением.

Симуляция реальности Название: усовершенствованная нейтронная система (2621968). Патентообладатель: TerraPower, LLC (USA). Авторы: Джесс Читэм Третий, Роберт Петроски, Николас Тоурэн, Чарльз Уитмер. Сфера применения: моделирование ядерных реакторов. Краткое описание: Патент защищает программный продукт, обеспечивающий связь между данными моделирования, симуляции и базой данных через интерфейс моделирования. Данные симуляции включают блоки выгорания топлива, теплогидравлический, нейтронный. Заявленный технический результат заключается в автоматизации моделирования и симуляции ядерного реактора. Компания — владелец патента известна тем, что разрабатывает ядерный реактор на бегущей волне — быстрый реактор, способный работать на обедненном уране, не требующий перезагрузки в течение длительного времени и имеющий высокий коэффициент использования мощности. Защищаемый патентом продукт может использоваться для симуляции работы любых модификаций ядерных реакторов.

Правильная кривая Название: тепловыделяющая сборка ядерного реактора (2623580). Патентообладатель: ПАО «Машиностроительный завод». Авторы: Петр Аксенов, Александр Лернер, Юрий Лузан, Александр Иванов. Сфера применения: тепловыделяющие сборки.

Краткое описание: Авторы предложили оснастить тепловыделяющие сборки ядерного реактора типа ВВЭР анти-debris-фильтрами. Известные фильтры плохо улавливают посторонние прямолинейные предметы, поэтому каналам для прохода теплоносителя придана криволинейная форма. По оценкам разработчиков, влияние предложенных изменений на гидравлическое сопротивление каналов невелико.

Надежность испытаний Название: устройство для исследования радиационной доспекаемости ядерного топлива энергетических реакторов (171596). Патентообладатель: АО «ТВЭЛ». Авторы: Василий Малыгин, Никита Рысев, Евгений Михеев, Андрей Федотов. Сфера применения: ядерное топливо. Краткое описание: Предлагаемая модель может быть использована для исследования стабильности размеров изделий под облучением. Технические результаты — о беспечение надежности испытаний и повышение точности измерений радиационной доспекаемости ядерного топлива энергетических реакторов. Авторы описывают конструкцию, состоящую из камеры для нагрева образца и системы регистрации деформации.

Безопасность без перерыва Название: система аварийного отвода энерговыделений активной зоны реактора на быстрых нейтронах (2622408). Патентообладатель: ФГАОУ ВПО «УрФУ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина». Авторы: Николай Ошканов, Сергей Щеклеин, Александр Попов. Сфера применения: системы пассивной безопасности ядерных реакторов. Краткое описание: Изобретатели предложили использовать магнитогидродинамический насос в системе аварийного отвода энерговыделения активной зоны реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем. Технический результат — п овышение надежности за счет обеспечения непрерывного режима работы. Система работает при полном отключении основного и резервного источников электроэнергии атомной станции.

ATOMICEXPERT.COM

Детектор активности Название: способ контроля герметичности оболочек твэлов отработавших тепловыделяющих сборок транспортных ядерных энергетических установок (2622107). Патентообладатель: ФГУП «НИТИ им. А. П. Александрова». Авторы: Виталий Епимахов, Виктор Четвериков, Владимир Ильин, Роман Фоменков, Михаил Олейник, Олег Саранча, Юрий Корнев. Сфера применения: контроль герметичности оболочек твэлов. Краткое описание: Отработавшие сборки помещают в герметичный пенал, заполненный газовым теплоносителем; нагревают и прокачивают теплоноситель через систему фильтров и измерительную камеру. После проведения бета-радиометрических измерений 85Kr в газовом теплоносителе измеренные значения сравнивают с установленными критериями и определяют герметичность оболочек твэлов. Технический результат: повышение точности определения объемной бета-активности 85Kr в газовом теплоносителе.

Продвинутая изоляция Название: хранилище радиоактивных отходов (2618210). Патентообладатель: ФГУП «РАДОН». Автор: ФГУП «РАДОН». Сфера применения: захоронение радиоактивных отходов. Краткое описание: Наиболее эффективно заявляемое устройство может быть применено для локализации твердых радиоактивных отходов низкого и очень низкого уровня активности; его отличает повышенная экологическая и эксплуатационная безопасность. Конструкция хранилища исключает возможность подтопления, миграцию радионуклидов в окружающую среду. Многофункциональная система мониторинга и обслуживания позволяет отслеживать состояние хранилища и обеспечивает возможность доступа без нарушения целостности защитных инженерных барьеров.

Материал подготовил Юрий Сидоров

№6 (57) 2017

В МИРЕ

Занесен в «Красную книгу» Агентство по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития (АЯЭ ОЭСР) совместно с МАГАТЭ выпустили новый отчет «Уран 2016 — запасы, добыча и спрос». В пятисотстраничном документе представлен детальный обзор основных показателей мирового рынка урана — от официальных данных по разведке, запасам и добыче до прогнозов в отношении ядерных генерирующих мощностей и потребностей реакторов в уране до 2035 года. «Атомный эксперт» приводит основную информацию из так называемой «Красной книги» урана. Текст: Екатерина РЯБИКОВСКАЯ

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

Фото: TАСС, Flickr/IAEA

Совместные отчеты по запасам урана и спросу на него МАГАТЭ и АЯЭ ОЭСР при поддержке государствчленов выпускаются еще с середины 1960-х годов. В последнем, 26-м издании «Красной книги» агентства представили официальные данные по состоянию на 1 января 2015 года. Согласно методике исследования, в основу комплексной оценки предложения и спроса на уран в 2015 году легло сравнение прогнозных показателей урановых ресурсов (с учетом категорий геологической изученности и себестоимости добычи) и выработки руды с ожидаемым спросом на уран, обусловленным прогнозами по ядерным генерирующим мощностям. В случаях, когда официальные власти стран не предоставили долгосрочных прогнозов по ядерным генерирующим мощностям, спрос на уран был спрогнозирован на основе данных экспертных организаций.

Запасы

С 2013 года общие выявленные запасы увеличились только на 0,1 %. Геологические запасы изменились незначительно из-за низкого объема капиталовложений и соответствующего снижения геологоразведочных изысканий, что отражает подавленное состояние рынка урана. Общие выявленные запасы (подтвержденные и прогнозные) по состоянию на 1 января 2015 года составляют 5 718 400 тонн металлического урана (тU) в ценовой категории до $130 за 1 кгU (до $50 за 1 фунт закиси-окиси урана — З ОУ), что на 3,1 % меньше по сравнению с данными на 1 января 2013 года. В сравнении с данными 2013 года в самой высокой ценовой категории (до $260 за 1 кгU, или до $100 за 1 фунт ЗОУ) общие выявленные запасы выросли всего лишь на 0,1 % и составили 7 641 600 тU. В отчете отмечается снижение подтвержденных запасов во всех ценовых категориях, за исключением категории до $80 за 1 кгU (до $30 за 1 фунт ЗОУ). Снижение подтвержденных запасов ниве-

лировалось ростом прогнозных запасов во всех ценовых категориях. Наиболее заметное изменение отмечено в ценовой категории до $80 за 1 кгU, в которой доля прогнозных запасов увеличилась на 20,9 % по сравнению с показателями 2013 года. Такой рост преимущественно может быть связан с увеличением прогнозных запасов в Китае и Казахстане на 208 400 тU. Выявленных запасов хватит для удовлетворения мирового спроса в уране в течение более чем 135 лет с учетом потребностей по состоянию на 2014 год. Кроме того, АЯЭ ОЭСР и МАГАТЭ дополнительно рассматривают в качестве запасов 72 700 тU, упомянутые в отчетах некоторых компаний, но еще не учтенные в составе национальных запасов. По состоянию на 1 января 2015 года общие неразведанные запасы (прогнозируемые и предполагаемые) составили 7 422 700 тU, что чуть меньше тех 7 697 700 тU, которые были заявлены в прошлом издании доклада (ЯЭ ОЭСР / МАГАТЭ, 2014 год). Важно отметить, что в некоторых случаях, в том числе в странах, являющихся основными добытчиками урана с большими разведанными запасами (например, Австралии, Канаде и США), прогнозы по неразведанным запасам не публикуются или не обновляются уже несколько лет.

Разведка

В 2013–2015 годах расходы на разведку и подготовку урановых рудников к эксплуатации возросли. Несмотря на это, серьезного увеличения минерально-сырьевой базы в эти периоды отмечено не было, поскольку рост расходов был в значительной степени связан с подготовкой рудников Сигар-Лейк (Канада) и Хусаб (Намибия). К началу января 2015 года глобальные расходы на разведку и подготовку рудников к эксплуатации составляли $2,9 млрд, что на 10 % больше, чем в 2013 году. Более 38 % расходов на геологоразведку и отработку месторождений являются внестрановыми, причем

Справка Запасы урана классифицируются по схеме, разработанной на основании геологической изученности и себестоимости, с целью объединения практикуемых в разных странах методик оценки запасов и получения общемировых показателей. Выявленные запасы (к которым относятся подтвержденные и прогнозные) — запасы урана, объем которых определяется прямым измерением, достаточным для предварительного и иногда итогового технико-экономического обоснования. Решения о разработке подтвержденных запасов, как правило, принимаются на основе оценки качества и тоннажа с высокой степенью достоверности. Данные о прогнозных запасах не отличаются такой высокой точностью, и перед принятием решения об их разработке, как правило, требуется дополнительная прямая оценка. Неразведанные запасы (прогнозируемые и предполагаемые) — те, существование которых предполагается на основании сведений о ранее изученных месторождениях и геологических карт местности. Прогнозируемые запасы — з апасы, предположительно существующие в известных областях залегания урана и, как правило, подтвержденные прямыми доказательствами. Предполагаемые запасы — те, которые предположительно существуют в геологических областях, где есть вероятность залегания урана. Для подтверждения наличия, качества и тоннажа прогнозируемых и предполагаемых запасов требуются продолжительные геологоразведочные работы.

В МИРЕ

№6 (57) 2017

Динамика цен на уран, 1982–2015

Добыча

250

100 90

70 60

$/кг

150

50 40

100

$/фунт закиси-окиси урана

200

1982

1985

1988

1991

1994

1997

2000

2003

2006

2009

2012

Евроатом, спотовые контракты

Австралия, средняя экспортная цена

Евроатом, долгосрочные контракты

Канада, экспортная цена

США, спотовые контракты

Нигер

2015

США, долгосрочные контракты Источники: Австралия, Канада, ESA, Нигер, Соединенные Штаты Котировки Евроатома (Агентство ESA) относятся к поставкам в течение конкретного года в рамках долгосрочных контрактов. Министерство природных ресурсов Канады начиная с 2002 года приостановило публикацию экспортных цен.

бо́льшая часть таких расходов приходится на Китай. В 2012–2014 годах во многих государствах произошло снижение расходов на геологоразведочные работы и подготовку рудников внутри страны, что было вызвано главным образом падением цен на урановое сырье, приведшим к замедлению работы над многими проектами по разведке и отработке месторождений, особенно в секторе юниорских уранодобывающих компаний. Заметное снижение было отмечено в Аргентине, Австралии, Канаде, Финляндии, Казахстане, России, ЮАР, Испании и США. В таких же странах, как Бразилия, Китай, Чехия, Иордания, Мексика и Турция, в указанный период, напротив, наблюдался рост расходов. В Китае отмечен самый значительный и стабильный рост расходов внутри страны: $131 млн в 2012 году, $189 млн в 2013 году и $197 млн в 2014 году. Несмотря на замедление темпов развития отрасли в последние годы, у большинства отчитавших-

ся стран-производителей расходы на геологоразведку и отработку месторождений внутри страны остаются выше уровня 2007 года даже после пика добычи в 2007– 2008 годах, вызванного ростом цен на уран. Внестрановые расходы на разведку и подготовку рудников (о которых сообщили только Китай, Франция, Япония и Россия) увеличились со $185 млн в 2012 году до $692 млн в 2013 году и $812 млн в 2014 году. Внестрановые расходы на подготовку рудников у Китая прогнозировались на уровне выше $777 млн в 2015 году (в первую очередь благодаря вложениям в подготовку рудника Хусаб в Намибии), из-за чего общемировые внестрановые расходы на разведку и подготовку месторождений в 2015 году выросли до $846 млн. На Китай в данный отчетный период пришлась наибольшая доля расходов на разведку и подготовку рудников вне и внутри страны, что подтверждает серьезность его планов по развитию ядерной энергетики.

После 2013 года добыча урана в мире сократилась на 4 %. Тем не менее объемы добываемого урана по-прежнему превышают показатели 2011 года. При этом Казахстан, который сегодня является ведущим производителем урана, продолжает наращивать производство, хотя и более медленными темпами. Общая добыча урана в мире сократилась на 4,1 %, опустившись с 58 411 тU в 2012 году до 55 975 тU на 1 января 2015 года. Главными причинами таких изменений стали сокращение добычи в Австралии, а также снижение выработки урана в Бразилии, Чехии, Малави, Намибии и Нигере. В странах, входящих в ОЭСР, объемы добываемого урана снизились с 17 956 тU в 2012 году до 16 185 тU в 2014 году главным образом из-за сокращения добычи в Австралии. Также незначительную роль в этом сыграло снижение производства в Чехии. В период с 2012 по 2014 год добычу урана вела 21 страна, то есть ровно столько же, сколько было в прошлом отчетном периоде. Причем в Германии, Венгрии и Франции уран добывался из восстановленных шахт. Казахстан продолжает наращивать производство, хотя и намного медленнее. Его показатели добычи остаются самыми высокими в мире и составляют, согласно опубликованным сведениям, 22 781 тU за 2014 год и 23 800 тU за 2015 год. Добыча Казахстана за 2014 год превысила суммарную добычу того же периода в Канаде и Австралии, занимающих второе и третье места по производству урана в мире. В общей структуре добычи урана по-прежнему доминирует выщелачивание на месте залегания (называемое иногда подземно-скважинным выщелачиванием, или ISR). На 1 января 2015 года его доля составила 51 % мировой добычи, что объясняется непрерывным ростом объемов производимого таким способом урана как в Казахстане, так и в других странах, реализующих проекты по выщелачиванию урана, а именно в Австралии, Китае, России, США и Узбекистане. Оставшаяся часть мирового производства урана распределилась

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

между подземной добычей (27 %), добычей открытым способом (14 %), извлечением сопутствующего или побочного продукта при добыче меди и золота (7 %), добычей кучным выщелачиванием (<1 %) и другими способами (<1 %).

Спрос на уран

Ожидается, что в обозримом будущем спрос на уран продолжит расти, поскольку прогнозы обещают существенное увеличение доли ядерной энергетики на регулируемых рынках электроэнергии, где наблюдается повышение спроса на энергию и безвредные для атмосферы способы ее генерации. По состоянию на 1 января 2015 года в эксплуатацию введено около 437 энергоблоков коммерческих АЭС с чистой мощностью 377 ГВт, для которых требуется около 56 600 тU ежегодно. С учетом изменений в политике некоторых стран и пересмотра планов развития ядерной энергетики, в период до 2035 года прогнозируется рост ядерных мощностей в диапазоне от 418 ГВт (+11 %) в случае низкого спроса до 683 ГВт (+81 %) в случае высокого спроса. Таким образом, согласно прогнозу, ежегодная потребность мировых АЭС в уране, за исключением смеси оксидов урана и плутония (МОХ-топливо), должна вырасти к 2035 году до 66 995–104 740 тU. Прогнозы ядерных мощностей варьируются в зависимости от региона. Так, в Восточной Азии прогнозируется самый большой рост мощностей. Следствием этого может стать появление к 2035 году новых мощностей от 48 ГВт до 166 ГВт, что будет выше уровня 2014 года на 54 % и 188 % соответственно. В европейских странах, не входящих в Евросоюз, ядерные мощности тоже должны заметно увеличиться. Прогнозируемый к 2035 году прирост составит от 21 до 45 ГВт, то есть 49 % и 105 % соответственно. К другим регионам, в которых прогнозируется значительный рост ядерных мощностей, относятся Ближний Восток, Центральная, Южная и Юго-Восточная Азия. Более умеренный рост генерации ожидается в Африке, а также

Прогноз мирового уранового производства до 2035 года в сочетании с потребностями реакторных мощностей 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000

2008

2011

2014

2017

2020

2023

2026

2029

2032

существующее производство

потребности реакторов (максимум)

планируемое и перспективное производство

потребности реакторов (минимум)

2035

производство Включены все существующие, запланированные и перспективные производственные центры, обеспеченные ресурсами по цене до $130/кг. Не включает прогноз вторичного предложения

в Центральной и Южной Америке. Ядерные генерирующие мощности в Северной Америке, согласно прогнозам, в худшем случае останутся почти на том же уровне вплоть до 2035 года; в лучшем случае они увеличатся на 11 %. Это будет зависеть от спроса на электроэнергию, продления срока эксплуатации действующих реакторов и государственной политики по сокращению выбросов парниковых газов. Прогноз ядерных мощностей Евросоюза до 2035 года обещает в худшем случае снижение на 48 %, а в лучшем — р ост на 2 %. После аварии на АЭС «Фукусима‑1» неопределенность этих прогнозов только возросла, поскольку некоторые страны еще не определили место ядерной энергетики среди своих будущих генерирующих мощностей, а Китай опубликовал планы по ядерным мощностям только на период до 2020 года. К главным факторам, которые повлияют на будущее ядерной энергетики, относятся прогнозируемый спрос на электроэнергию, экономическая конкурентоспособность АЭС и организация финансирования капиталоемких проектов по их сооружению, стоимость топлива, необходимого для других способов генерации электроэнер-

гии, проблема нераспространения ядерного оружия, предлагаемые стратегии обращения с ОЯТ, а также поддержка ядерной энергетики общественностью, ставшая в некоторых странах особенно важной после аварии на «Фукусиме‑1». Опасения по поводу долгосрочной надежности поставок ископаемого топлива, а также возможности ядерной энергетики по сокращению выбросов парниковых газов и повышению энергетической безопасности могут сделать прогнозируемый рост спроса на уран еще выше.

Между спросом и предложением

Имеющаяся ресурсно-сырьевая база более чем достаточна для удовлетворения высокого спроса на уран вплоть до 2035 года, однако это потребует своевременных инвестиций, так как переработка руды в очищенный уран, готовый для производства ядерного топлива, занимает значительное время. Объем мирового производства урана (55 975 тU), согласно данным на 1 января 2015 года, покрывал почти 99 % мировых потребностей в сырье для АЭС (56 585 тU). Оставшийся спрос

В МИРЕ

№6 (57) 2017

Мировые потребности в уране*

Производство урана в 2014 году

36%

41% Казахстан Канада

56 585 тонн

Северная Америка Европейский Союз 17%

остальная Европа Средняя, Центральная и Южная Азия

30% 13%

1% 1% 2%

Центральная и Южная Америка Африка

55 975

16%

тонн

1% 1% 3% 3%

В настоящее время рынок урана не испытывает дефицита, и, согласно текущим прогнозам, первичные мощности по производству урана (в том числе активно действующие, недавно введенные в эксплуатацию, запланированные и потенциальные производственные центры) смогут удовлетворять прогнозируемый спрос вплоть до 2035 года как при лучшем, так и при худшем сценарии, если развитие отрасли пойдет согласно планам. Согласно сценарию с высоким спросом, к 2035 году выявленная ресурсная база (по состоянию на 2015 год) будет использована менее чем на 30 % при добыче руды в ценовой категории до $130 /кг. Разработка таких запасов потребует значительных капиталовложений и технических знаний. Ввод новых производственных мощностей в эксплуатацию может быть осложнен рядом серьезных и временами непрогнозируемых моментов, включая геополитические факторы, технические проблемы и риски на некоторых предприятиях, возмож-

Намибия России

9% 5%

Нигер

Узбекистан

* на 1 января 2015 года

удовлетворялся за счет ранее добытого урана — так называемых вторичных источников, в которые входят избыточные правительственные и коммерческие запасы, переработка ОЯТ, сэкономленное при обогащении сырье и вторичное обогащение урановых хвостов, а также низкообогащенный уран (НОУ), получаемый путем разбавления высокообогащенного урана (ВОУ). Добытчики урана бурно среагировали на признаки роста цен на рынке и прогнозируемое увеличение спроса закономерным увеличением добычи, которое продолжилось вплоть до аварии на «Фукусиме‑1». Продолжающийся в «постфукусимский» период спад рыночных цен на уран и затянувшаяся неопределенность в отношении развития ядерной энергетики в отдельных странах привели к временному спаду потребностей АЭС в уране, дальнейшему снижению цен, а также замедлили темп добычи урана и подготовки новых рудников к эксплуатации.

Восточная Азия

Австралия

США Китай Малави Украина прочие страны

ное ужесточение законодательной базы и рост ожиданий у правительств стран, в которых идет добыча урана. Соответственно, для привлечения новых инвестиций в отрасль необходимо добиться стабильной конъюнктуры рынка. В целом ожидается, что доступность данных о вторичных источниках (и без того являющихся неполными) после 2015 года несколько сократится. Однако доступные сведения указывают на то, что до сих пор сохраняется значительный запас ранее добытого урана (включая материалы военного назначения), часть которого может быть выставлена на продажу в ближайшие годы. Благодаря успешному завершению перехода от газовой диффузии к обогащению урана газоцентрифужным методом, а также превалированию производства урана над его потреблением в «постфукусимский» период, по крайней мере временному, производители наконец могут сократить выход хвостов до уровня ниже установленных контрактами требований, тем самым увеличив запасы урана. Альтернативные ядерно-топливные циклы (например, на основе тория) в долгосрочной перспективе, а также при условии успешных разработок и внедрения могут сильно повлиять на рынок урана. Тем не менее сейчас еще слишком рано говорить о себестоимости и потенциале использования таких альтернативных ядерно-топливных циклов. Несмотря на то что падение рыночных цен привело к тормо-

ATOMICEXPERT.COM

В МИРЕ

жению ряда проектов по подготовке рудников, некоторые из них успели получить лицензии от регуляторов и прошли дальнейшие стадии отработки месторождений. Вместе с тем, если рыночные условия будут располагать к возобновлению активной добычи урана, потребуется сократить срок введения в эксплуатацию новых месторождений. При этом сеть урановых рудников по всему миру сейчас относительно невелика. По этой причине приостановка добычи на ключевых месторождениях может привести к дефициту урана на рынке. В течение нескольких прошлых лет потребители урана сформировали значительный запас на фоне сниженных цен, что должно защитить их в случае непредвиденных событий.

Годовые потребности реакторов, тU (минимальный и максимальный прогнозы) 110 000 100 000 90 000 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 2014

2015

2020

2025

весь мир

Северная Америка

Европейский Союз

остальная Европа

2030

2035

Восточная Азия

Прогнозы

Ежегодное производство и потребление урана, тU 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000

производство

20 1 20 3 15

20 0

19 9

19 8

19 7

19 6

7 19 5

3 19 5

10 000

19 4

Несмотря на недавнее снижение спроса на электроэнергию в некоторых развитых странах, мировой спрос, как ожидается, в следующие несколько десятилетий продолжит расти, чтобы обеспечить потребности растущего населения, особенно в развивающихся странах. Ядерная энергетика позволяет производить конкурентоспособную электроэнергию для обеспечения базисной нагрузки и при этом практически не приводит к выбросам парниковых газов. Кроме того, использование ядерной энергии повышает надежность энергоснабжения. В связи с этим, как следует из прогнозов, ядерная энергетика остается важным элементом энергообеспечения. Авария на АЭС «Фукусима‑1» подорвала общественное доверие к ядерным технологиям, что привело к сокращению перспектив роста ядерных генерирующих мощностей и дальнейшему росту неопределенности. Кроме того, большое количество дешевого природного газа в Северной Америке вкупе со стремлением инвесторов избегать рискованных вложений снизили конкурентоспособность ядерной энергетики на либерализованных рынках электроэнергии. Согласно отчету, снизить конкурентное давление, вызванное

потребление

этими факторами, может такая государственная и рыночная политика, которая будет учитывать преимущества производства электричества без углеродного сырья и присущую ядерной энергетике надежность энергоснабжения. Тем не менее, по прогнозам, доля ядерной энергии существенно вырастет на регулируемых рынках электроэнергии, где наблюдается высокий спрос на электричество и экологичные способы его генерации.

Независимо от роли, которую ядерная энергетика в конечном счете сыграет в обеспечении будущих потребностей в электричестве, запасов урана будет более чем достаточно для удовлетворения прогнозируемого спроса в обозримом будущем. Главной проблемой ближайших лет будет, скорее всего, достаточность не запасов, а производственных мощностей на фоне неблагоприятных условий на рынке урана.

№6 (57) 2017

ВНЕКЛАССНОЕ ЧТЕНИЕ

Туринская плащаница: новые результаты исследований

Итальянские ученые, исследовав образец древней реликвии на оборудовании с разрешением 0,19 нм, сделали вывод: отпечаток на полотне оставлен телом человека, перенесшего описанные в Евангелиях крестные муки. Текст: Татьяна ДАНИЛОВА

Туринская плащаница — вручную сотканное изо льна полотно длиной 4,4 метра и шириной 1,1 метра, на котором виден отпечаток тела человека, подвергшегося бичеванию, увенчанного венцом с шипами, распятого и затем заколотого. Многие полагают, что это погребальная пелена, в которую 2000 лет назад завернули Иисуса Христа. Другие считают реликвию подделкой. История плащаницы полна загадок. Есть сведения о ее появлении в Палестине в I веке н. э. Из

Палестины плащаницу перевезли в Эдессу (ныне город Шанлыурфа в Турции). Из Византии реликвия исчезла после осады Константинополя в 1204 году и в 1353 году «всплыла» во Франции, а в 1532 году в городе Шамбери (Южные Альпы) ее повредил пожар. С 1578 года и по сей день плащаница находится в Турине. В 1898 году плащаницу впервые сфотографировали. Именно тогда на ней увидели очертания тела и отпечатки, похожие на следы истязаний.

С дозволения Ватикана плащаницу исследовали в 1978 и 1989 годах. Радиоуглеродный анализ показал, что она была соткана в Средних веках. Некоторые ученые указывают на системные ошибки эксперимента 1989 года: результаты пиролитического и масс-спектрометрического анализов, в сочетании с микроскопическими и микрохимическими наблюдениями, доказывают, что образец, подвергнутый радиоуглеродному анализу, не является частью оригинального полотна Туринской плащаницы. Таким образом, данные радиоуглеродного анализа не могут служить основанием для определения подлинного возраста полотна. В 1532 году плащаница хранилась в реликварии из серебра, и огонь пожара растопил его

ATOMICEXPERT.COM

ВНЕКЛАССНОЕ ЧТЕНИЕ

Фото: ТАСС

часть. Капля расплавленного серебра упала на плащаницу, прожгла все слои сложенной ткани. Поврежденные участки полотна монахини-клариссинки не просто искусно залатали — они вплели нити в саму плащаницу, укрепив ее. Так что ученые ХХ века проводили анализ ткани, в которой оригинальные льняные нити перемежались с реставрационными. Некоторые части образца даже не были льняными. Монахини чинили ткань хлопком. Последняя по времени попытка углеродной датировки, сделанная группой профессора Джулио Фанти из университета Падуи, сочетала механический анализ с оптохимическими измерениями. Группа пришла к выводу (оговорив возможную ошибку в дате — 200 лет в ту или иную сторону), что плащаница изготовлена примерно в 90 году н. э. Но и эти результаты подвергают критике. Американский химик Раймонд Роджерс в 2005 году в журнале Thermochimica Acta поставил под вопрос достоверность предыдущих исследований. В волокнах первозданной плащаницы не должно быть ванилина — продукта распада ликина. Но в волокнах плащаницы он есть, так как реликвию несколько раз чинили и реставрировали. Вывод Роджерса: согласно динамике распада ванилина, возраст плащаницы должен быть между 1,3–3 тыс. лет. Все это очень противоречиво. Ватикан (который признает чудеса и реликвии крайне редко — почти никогда) никак не проявлял своего отношения к экспериментам и их результатам. Известны слова, которые произнес официальный хранитель Туринской плащаницы архиепископ Чезаре Носилья: «Поскольку в отношении подлинности материалов, на которых эти эксперименты проводились, нет никакой уверенности, хранители плащаницы не могут признать какой-либо серьезной ценности результатов этих не внушающих доверия экспериментов». До сих пор микроскопические исследования плащаницы были

ограничены в лучшем случае субмикронным уровнем. Но современная аппаратура позволяет разглядеть нанометровые величины. И когда ученые Института кристаллографии в Бари (Италия) применили просвечивающий (трансмиссионный) электронный и широкоугольный сканирующий рентгеновский микроскопы, результаты их работы озадачили и скептиков, и Ватикан. Эти результаты группа под руководством профессора Эльвио Карлино опубликовала в статье, которую можно прочесть на ресурсе The Public Library of Science (PLOS). Трансмиссионная электронная микроскопия обеспечивает довольно высокое разрешение — около 3 нм. Аппаратура итальянских ученых позволила увеличить пространственное разрешение до 0,19 нм. Трансмиссионный электронный микроскоп марки JEOL JEM 2010F UHR TEM/STEM имеет объектив с низкой сферической аберрацией (Cs = 0,47 ± 0,01 мм) и работает при ускоряющем напряжении 200 кВ, что приводит к пространственному разрешению 0,19 нм при оптимальной расфокусировке в фазово-контрастной визуализации. В этом разрешении Туринскую плащаницу рассматривали впервые. Ученые использовали образец волокна, взятый с поверхности ткани в 1978 году: волоконца длиной около 2 мм из области стоп изображения. На нем в оптический микроскоп видны следы красного вещества. Трансмиссионная микроскопия показала, что волокно покрыто хорошо диспергированными наночастицами креатинина размерами 20–100 нм, внутри которых находятся небольшие (2–6 нм) наночастицы модифицированного ферригидрита, типичного для ядер биологического ферритина. То есть полотно действительно впитало кровь и другие биологические жидкости. Обнаруженный уровень креатинина и ферритина оказался неожиданно высоким. Для здорового человеческого организма это не-

типично. Во многих современных исследованиях рассматривается взаимодействие креатинина и ферритина после смерти человека, а также вследствие рабдомиолиза из-за пыток. Когда мышечные клетки разрушаются вследствие сильной травмы, такой как пытка, их содержимое попадает в кровоток. Креатинин связывается с наночастицами ферритина, поэтому определенное соотношение креатинина и ферритина считается признаком множественных травм. «Следовательно, — говорится в статье, — присутствие этих биологических наночастиц, обнаруженных во время наших экспериментов с трансмиссионной электронной микроскопией, указывает на насильственную смерть человека, завернутого в Туринскую плащаницу». Проще говоря, человек, чья кровь осталась на древнем льняном полотне, перенес страшные пытки. Так впервые была прочитана история страданий и мучительной смерти, написанная наночастицами крови, оставшимися на волокнах ткани. Ученые уверяют, что исследования в наномасштабах предлагают эффективную стратегию для дальнейших экспериментов и позволят изучить неизвестные ныне свойства Туринской плащаницы. В конце концов, до сих пор неизвестно, каким образом на ткани проявилось такое четкое изображение мученика. Двойное изображение (спереди и сзади) человека, подвергшегося истязаниям и распятию, в настоящее время невозможно воспроизвести в лабораторных условиях. И достоверной, подтвержденной экспериментом гипотезы о методе получения изображения на плащанице не существует по сей день. Ватикан не излагает своей позиции относительно подлинности реликвии. Время от времени понтифики совершают перед ней молитвы. По словам папы Франциска, плащаница, как и дар любви Иисуса, зовет всмотреться в лица всех страдающих и неправедно преследуемых.

Читайте в ближайшем номере журнала «Атомный эксперт»:

Атомная перестройка по-китайски

Дайте денег на идею

Лекторий

КНР проводит структурную реформу атомной промышленности. Готовится к прорыву на глобальный рынок? Изучаем опыт будущего конкурента.

Как получить финансирование на проекты НИОКР? Изучаем основные траектории «полета» инновации от идеи до воплощения.

Елена Ромадова о разработке ядерного энергодвигателя для космоса.

Как заработать на криптовалюте

Искусство управления

Новые бизнесы

Биткоины и блокчейн в этом году обсуждают даже на кухне. Зачем криптовалютам нужны энергомощности? Сколько электронных денег может намайнить стандартная АЭС? Как идет строительство Центра обработки данных рядом с Калининской АЭС?

Специфика атомной отрасли и исторический контекст определяют облик ее системы управления. Как ответит Росатом на сегодняшние вызовы и как подготовится к будущим?

Массовое внедрение в промышленность экономичных накопителей энергии позволит изменить ландшафт отрасли. Росатом в тренде: о перспективных разработках атомщиков рассказали в ТВЭЛ и ВЭИ.