Мощности для развития региона

МОСКВА.
Может ли российское село иметь собственную АЭС? Вопрос, на
первый взгляд, риторический. Однако…
По классификации МАГАТЭ, к малым атомным станциям (АСММ)
относятся установки мощностью от 1 до 300 МВт Эл. Но более логично бы
этот интервал ограничить 1–50 МВт (максимум до 100 МВт Эл.). А интервал
мощностей от 150 до 700 МВт считать «средними мощностями». Почему?
Это объясняется тем, что один блок для автономно работающей АЭС в
удаленном или труднодоступном регионе никак не приемлем – необходимо
резервирование; оптимально, по рекомендациям сетевиков, 3–4 блока на
АЭС. А это примерно 150–200 МВт Эл. При нормативе 2–3 кВт
установленной мощности на человека с учетом неэнергоемкой
производственной деятельности мы получим от такой АЭС
энергообеспечение населенного пункта с примерно 70-тысячным населением.
И это уже не «поселок», а приличный город.
Энергетическая ниша малых АЭС вполне определенна и специфична –
это электро- и теплоснабжение регионов с затрудненной доставкой топлива.
Скажем, наш российский Север. Каждую зиму мы слышим о замерзающих
поселках то в одном, то в другом крае бескрайнего Севера или Дальнего
Востока. Даже те, кто просто там бывал, твердо уверены, что энергия для
таких районов – это жизнь; и если где-то ее нет, то только потому, что там
нет энергии.
В наше время энергетика из чисто технической системы превратилась в
социальную подсистему. Важность роли ее обозначается термином
«энергетическая безопасность», которая является неотъемлемой частью
национальной безопасности с широким охватом множества входящих в это
понятие аспектов, рисков, вызовов и угроз.
Известно, что население приарктических регионов России сегодня
стремительно сокращается; основные причины – суровые природноклиматические условия и неадекватное жизнеобеспечение.
Вернуть угасающим областям веру в завтрашний «теплый» день,
перейти от стратегии выживания к нормальной жизнедеятельности и
устойчивому развитию поможет только атомная энергетика малых
мощностей. Почему именно малых? Потому что ЛЭП-500 (или 750) от
больших энергосетей эффективны только до нескольких сот километров
(300–400 км максимум); «плечи» – в несколько тысяч километров, да еще с
учетом снега, ветра, мерзлоты – это нереальные условия. Значит, нужны
локальные и автономные энергоисточники.
Энергообеспечение Севера
Попытки решения проблем Севера за счет строительства электростанций
на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ) – малые гидростанции,
ветровые, солнечные, геотермальные, приливные – в настоящее время
неэффективны и малореальны. Малые реки промерзают до дна, полярная
ночь длится несколько месяцев, геотермия неповсеместна, ветровые нагрузки
зачастую превышают допустимые пределы для ветряков и т.д. и т.п. С
помощью ВИЭ можно обеспечить лишь бытовое энергоснабжение и некую
ремесленническую деятельность, но сколько-нибудь значимое производство
или даже обычное отопление, согласи тесь, требуют основательного
энергообеспечения.
В зоне децентрализованного энергоснабжения в современной России
производится и потребляется не более 4–5% от общего энергопотребления в
стране. Но стоимость единицы энергии в этих районах многократно
превышает среднероссийские затраты на энергопроизводство. Большая
энергетика через ЛЭП 750 кВ в эти регионы никогда не придет. Поэтому
АСММ с их относительно высокой ценой энергии (по сравнению с крупной
централизованной энергетикой) в таких регионах вполне
конкурентоспособны, особенно с учетом факторов надежности и
бесперебойности энергоснабжения, а также инфраструктурных затрат (на
сети и др.) и «услуги МЧС» по аварийной заброске топлива – доставка
вертолетом 10 тонн мазута обходится в 1 тысячу долл. за летный час (обычно
рейс длится 6–7 часов), сам вертолет в это время потребляет 5 тонн
авиационного керосина.
А преимущество АСММ в том, что они могут работать автономно как
вне энергосетей, так и в их составе. Современные проекты установок имеют
период автономности (без перегрузки топлива) от 10 до 60 лет. При этом
уровень их мощности может быть выбран практически любой - в интервале
от 1 до 300 МВт. Проекты АСММ, разрабатываемые как в РФ, так и мире,
охватывают также широкий диапазон различных типов реакторов: реакторы
с водой под давлением, с натриевым, газовым, жидкосолевым,
тяжелометаллическим теплоносителем; на быстрых и тепловых нейтронах; с
различными видами топлива; в плавучем, наземном, подводном и подземном
исполнении. Причем, следует подчеркнуть, что отечественный «парк»
проектов и предложений отличается наибольшим разнообразием.
Но существующие проекты АСММ имеют различную степень
готовности. Некоторые из них разработаны более 20 лет назад и уже не
смогут удовлетворять ни современным, ни тем более перспективным
требованиям.
«Угасающие» территории РФ может спасти только ядерная энергетика
(ЯЭ), но не такого образца, какой мы видим ее сегодня, а принципиально
другая, на основе реакторов малой мощности нового поколения – «ядерных
батареек».
Подчеркнем, что первая в мире АЭС за полярным кругом - Билибинская
АТЭЦ, она хоть и малая по мощности (всего 48 МВт), но была исполнена по
всем канонам большой станции.
Многообразие технологий
Современная атомная отрасль в совершенстве обладает и другой
реальной ядерной технологией – это компактные ядерные энергетические
установки (ЯЭУ) для ледокольного флота и атомных подводных лодок
(АПЛ).
К сожалению, у нас бытуют необоснованные стереотипы в отношении
атомной энергетики и малых АЭС, в частности, - с жесткими привязками
функциональности к типу реакторных установок или виду их базирования.
Поэтому стоит подчеркнуть, что АСММ могут быть спроектированы и
построены как в традиционном наземном стационарном исполнении, так и в
подземном с использованием технологий метростроя, плавучими
энергоблоками, подводными (добычные комплексы для шельфа), а также
транспортабельно-передвижными (действовавший прототип ТЭС-3).
Причем любой тип реактора – водо-водяной, жидкометаллический,
газовый, солевой – может быть выполнен практически в любом упомянутом
виде базирования атомной станции. Сейчас, например, наиболее известен
плавучий энергоблок с реакторами ледокольного типа, сооружаемый на
Балтийском заводе.
Но одна станция, как и ласточка, погоды не сделает. По
приблизительной оценке, для зоны децентрализованного энергоснабжения, а
это почти 2/3 территории нашей страны с почти 10-миллионным населением,
необходимо около 20 ГВт суммарных установленных мощностей малых
АЭС. Речь идет о потребности в 2000 блоков средней мощности 10 МВт.
Мы не говорим, что это «планы»; это просто «необходимость» страны –
и для целостности, связности территории, чтобы не быть «лоскутным
одеялом», и тем северянам, кто каждый день проживает как героический
подвиг.
Сегодня отчуждение территорий под объекты промышленности
становится все более трудным делом, особенно это касается крупных
мегаполисов, которым нужна надежная энергия.
Первые разработки подземных АЭС, выполненные в СПМБМ
«Малахит», приходятся на начало 80-х годов, то есть на дочернобыльский
период. Аванпроект подземной АЭС с водяным теплоносителем показал
принципиальную возможность создания и размещения АЭС в туннелях
стандартных размеров, соответствующих, например, станции «Спортивная»
Ленинградского метрополитена. Накопленный «Малахитом» опыт в области
атомного подводного кораблестроения с ядерными энергетическими
установками на водяных и жидкометаллических (свинец–висмут)
теплоносителях позволил отдать предпочтение для подземных АЭС
жидкометаллическому теплоносителю.
Кстати, один из вариантов размещения подземной АЭС мощностью 210220 МВт рассматривался в районе города Кушвы (Свердловская область).
Инициаторы проекта – ЦНИИ им. академика Крылова, ЦКБ «Рубин», ОКБМ
им. Африкантова (г. Нижний Новгород) и администрация этого скромного
уральского города. Вся проблема, как и ожидалось, уперлась в
финансирование (материал об этом можно прочитать в нашем журнале №
3-4 – 2008 г.).
Фактор геополитики
Модный в наше время вопрос про терроризм в связи с возведением
малых АЭС в таких удаленных точках, как Тикси, Диксон, Чокурдах,
Юрюнг-Хая, можно осветить следующим образом: во-первых – туда еще
надо добраться! Во-вторых – с «грузом»; в-третьих – это «большая деревня»,
где все всех знают; и самое существенное – зачинщикам терактов нужен
громкий PR-эффект, а в случае «успеха такого предприятия» подвергнутся
облучению, и не факт, что избыточно опасному, всего несколько человек
персонала да пара медведей; к тому же информация до СМИ дойдет явно не
скоро и без ярких онлайн-репортажей.
На наш взгляд, такие объекты для терроризма малоинтересны, здесь
напрямую работает эффект «защиты расстоянием». Кстати, местные белые
медведи весьма любопытны, не всегда дружелюбны и пользуются вниманием
даже АПЛ.
Что делать? Проблема, как и повсюду, одна - отсутствие твердой
политической воли в парадигме развития удаленных и труднодоступных
регионов российского Севера. Необходимы вложения, причем в масштабах
страны - не слишком значительные; необходимо стремление центральной
власти поддерживать российское присутствие в высоких широтах,
обеспечивая тем самым экономическую перспективу государства, его
суверенитет, территориальную целостность и безопасность в различных
аспектах (не только военную, но и энергетическую, экономическую,
социокультурную и т.п.). А для этого в первую очередь нужно надежное и
долговременное энергообеспечение. Если же этого не произойдет, безо
всяких посягательств со стороны «соседей» заполярные берега по
прошествии самого короткого времени, увы, могут оказаться для России
далекими и чужими.
А по неписаным законам мир не терпит пустоты в экономически
привлекательных регионах. Если ты не можешь их разрабатывать, то
обязательно найдется новый, более энергичный хозяин. И не важно, как он
придет: по договору - мирным путем или нагло, используя военную силу.
Это, кстати, относится не только к нашим северным территориям, но и к
огромным, едва заселенным пространствам в Восточной Сибири и на
Дальнем Востоке. Исторических прецедентов не счесть…
Поэтому четко вырисовывается геополитическая роль
широкомасштабной системы АСММ – обеспечение присутствия в Арктике;
перспективные углеводородные ресурсы шельфа и северных морей не взять
без стартовых пионерных энергоисточников в виде малых АЭС; АСММ
более экологичны, чем огневая энергетика; с их помощью реален социальноэкономический подъем депрессивных регионов и проч.
Вопрос развития малой атомной энергетики перерастает рамки отдельно
взятой страны и в недалеком будущем превратится в важный фактор
конкуренции на мировом рынке ядерных технологий и услуг. В пользу этого
свидетельствуют коренные изменения в подходе новой администрации США
к данному вопросу. В своем выступлении на 19-й ежегодной конференции
Ядерного общества России в конце сентября глава Американского ядерного
сообщества (ANC) Томас Зандерс подчеркнул, что США намерены
восстановить свою способность поставлять ядерные товары и услуги. В этом
плане значительную роль призваны сыграть реакторы небольшой мощности,
которые можно собирать на заводах и которые не нуждаются в перезагрузке
топлива по нескольку десятков лет. Экспорт подобных реакторов резко
расширит экономические возможности США.
Сигнал, по-моему, весьма красноречив…
Татьяна ЩЕПЕТИНА,
кандидат технических наук,
начальник лаборатории перспективных реакторных концепций,
РНЦ "Курчатовский институт"