Казахстан готовится к проведению референдума, на котором будет решаться стратегически важный вопрос: станет ли наша страна обладателем атомной электростанции либо же придется искать какой-то иной путь решения назревших энергетических проблем.
Для того чтобы правильно ответить на этот вопрос, жители республики должны обладать большим объемом общей и специальной технической информации, иметь представление об особенностях различных видов электроэнергетики. Задача СМИ накануне референдума - предоставить им наиболее полную и объективную информацию.
Гость нашей редакции - проректор по науке и цифровизации Таразского регионального университета имени М. Х. Дулати Сейтжан Орынбаев - ответил на вопросы о перспективах и возможностях современной атомной энергетики.
- Почему возник вопрос о строительстве АЭС?
- Из-за стечения многих факторов как экономических, климатических, так и других, Казахстан сейчас находится на критическом этапе трансформации энергетического сектора. Выбор пути развития энергетического комплекса окажет существенное влияние на долгосрочное развитие государства. В настоящее время энергетический сектор Казахстана сильно зависит от угольных электростанций, которые обеспечивают около 70 процентов всей вырабатываемой в стране электроэнергии. Однако эта модель сталкивается с серьезными проблемами.
Во-первых, действующие станции имеют высокий уровень износа, он достиг 70 процентов. С годами, сами понимаете, износ будет увеличиваться. Во-вторых, потребление электроэнергии в стране ежегодно растет на три процента. В-третьих, Казахстан взял на себя глобальные экологические обязательства, включая достижение углеродной нейтральности к 2060 году. Наконец, финансирование угольных проектов становится все более сложным из-за экологических ограничений.
В целом, согласно прогнозам Министерства энергетики, к 2035 году ожидается, что потребление электроэнергии в Казахстане достигнет 152,4 миллиарда кВт/ч. В то же время существующие электростанции смогут обеспечить лишь 135 миллиардов кВт/ч. На сегодняшний день недостаток электроэнергии покрывается за счет перетока из России. Это приводит к энергозависимости и снижению безопасности энергорынка страны.
Для решения этих проблем уже предприняты определенные шаги. До 2035 года запланирован ввод 26,5 миллиарда кВт/ч новых мощностей. В этой связи активно развивается сектор возобновляемых источников энергии. За первое полугодие 2024 года доля ВИЭ в общей выработке электроэнергии достигла 6,5 процента. Однако, несмотря на прогресс в развитии зеленой энергетики, нестабильность ее источников очевидна. Солнечные и ветровые электростанции зависят от погодных условий и не могут обеспечить постоянную подачу энергии. В то же время ужесточение экологических норм создает ограничения на развитие угольной и газовой генерации. Эта ситуация формирует потребность в новом стабильном и экологически чистом источнике энергии.
Атомная электростанция может стать решением этой проблемы. Она способна обеспечить стабильное энергоснабжение на протяжении более 60 лет. При работе атомных станций не происходит выбросов парниковых газов. Строительство АЭС будет способствовать диверсификации энергетического и промышленного производства. Оно также приведет к внедрению современных технологий в энергетическом секторе Казахстана.
Проект АЭС создаст новые рабочие места и будет стимулировать развитие инфраструктуры в регионе размещения станции. Атомная энергетика позволит обеспечить стабильные цены на электроэнергию в долгосрочной перспективе. Это особенно важно для развития промышленности и повышения конкурентоспособности экономики Казахстана.
Таким образом, строительство АЭС является не только необходимым шагом для обеспечения энергетической безопасности Казахстана. Это также важный фактор экономического и социального развития страны в условиях глобального перехода к низкоуглеродной экономике. АЭС поможет Казахстану решить текущие энергетические проблемы и создаст основу для устойчивого развития в будущем.
- Насколько атомная энергетика сейчас вообще востребована в мире?
- По данным Международного энергетического агентства (МЭА), возобновляемые источники энергии и атомная энергия будут доминировать в росте мирового электроснабжения в предстоящие три года, удовлетворяя в среднем более 90 процентов дополнительного спроса. С 2023 по 2025 год производство электроэнергии из возобновляемых источников будет увеличиваться более чем на девять процентов в год, что значительно превышает темпы роста от всех других источников вместе взятых. Их доля в мировом энергобалансе вырастет с 29 в 2022 году до 35 процентов в 2025 году.
В тот же период мировое производство атомной энергии вырастет в среднем почти на четыре процента в год (по сравнению с двумя в 2015-2019 годах). Каждый год до 2025 года за счет атомной энергетики будет производиться дополнительно около 100 миллиардов кВт/ч электроэнергии, что эквивалентно одной восьмой сегодняшней выработки атомной энергии в США.
За последние 50 лет благодаря выработке энергии на атомных электростанциях удалось избежать выбросов более 60 гигатонн углерода, что эквивалентно глобальному объему выбросов в энергетическом секторе за почти два года.
Атомные электростанции считаются одними из наиболее безопасных и надежных установок в мире. И чтобы еще больше минимизировать вероятность аварий, МАГАТЭ оказывает государствам-членам помощь в применении международных норм безопасности с целью повышения уровня безопасности атомных электростанций.
По данным Всемирной ядерной ассоциации, в настоящее время в мире эксплуатируются 415 ядерных энергетических реакторов (ЯЭР) и еще 62 находятся в процессе строительства. Наибольшее количество ЯЭР расположено в США (94), во Франции (56), в Китае (56), Японии (12), России (36) и в Южной Корее (26).
- Как известно, кадры решают все. Есть ли у Казахстана специалисты, способные эффективно управлять и обслуживать АЭС?
- На сегодняшний день в Казахстане в сфере мирного использования атомной энергии трудятся около 17,9 тысячи человек (из них в уполномоченном госоргане - 36, в научно-технических организациях - 2,9 тысячи, в АО «НК «Казатомпром» - около 15 тысяч).
Контингент обучающихся по направлению атомной отрасли составляет 9000 человек (бакалавриат - 8441, магистратура - 512, докторантура - 260).
Кстати, на 2023-2024 учебный год по направлению атомной отрасли выделено 5246 грантов на обучение специалистов, включая специальности по урановой промышленности.
По специальностям «ядерная физика», «материалы для ядерной энергетики», «ядерная физика и атомная энергетика» контингент обучающихся в текущем году составляет около 250 человек. С 2011 по 2023 год выпуск по вышеуказанным специальностям составил около 2000 человек.
На базе КазНУ имени аль-Фараби продолжает успешно функционировать филиал российского Научно-исследовательского университета МИФИ (с 2022 года). На базе республиканских государственных предприятий «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» и «Институт ядерной физики» Министерства энергетики РК созданы все условия для вовлечения студентов вузов в научно-исследовательские проекты. Обе упомянутые научно-исследовательские организации играют роль научно-технической поддержки процесса создания АЭС.
В Национальном ядерном центре ежегодно организуется практика для 120 студентов. Также имеется учебно-информационный центр, на базе которого проводится обучение специалистов в области радиационной безопасности.
В среднем на этапе эксплуатации АЭС требуется персонал в количестве около 2000 человек с высшим и средним специальным образованием. Для этого в рамках будущей государственной программы развития атомной энергетики будет отдельно разработан и принят план подготовки кадров, на основе которого будут готовиться необходимые специалисты. При этом работники станции, имеющие образование по ядерным специальностям, составляют около 20 процентов от промышленно-производственного персонала АЭС.
Одними из значимых объектов Национального ядерного центра и Института ядерной физики являются уникальные исследовательские ядерные реакторы (ИВГ1.М, Импульсный графитный реактор (ИГР), Исследовательский атомный реактор водо-водяного типа ВВР-К).
С запуском исследовательских ядерных реакторов для Казахстана открылись широкие возможности для проведения научных экспериментов, а также внедрения методов ядерной физики в различные отрасли народного хозяйства страны.
- Насколько предлагаемые технологии для строительства АЭС соответствуют международным стандартам и какие преимущества они имеют перед решениями, применяемыми в других странах?
- На основе мирового опыта и рекомендаций МАГАТЭ казахстанской стороной разработана собственная система оценки предлагаемых технологий, одобренная известной французской инжиниринговой компанией Assystem. Изучено 13 проектов, отобрано пять реакторов поколения III+.
Поставщиками технологий выступают четыре компании из Китая, России, Южной Кореи и Франции. Эти страны обладают значительными ядерными энергетическими мощностями, безопасность которых проверена временем. Вместе с США они входят в мировую пятерку по эксплуатации реакторов. У Франции и Китая по 56 реакторов, России - 36 и Южной Кореи - 26.
В настоящее время большинство находящихся в эксплуатации реакторов во всем мире относятся к реакторам поколения II. А число реакторов поколения III и III+ по состоянию на 2024 год незначительно.
По сравнению с реакторами второго поколения реакторы III поколения прослужат в два раза дольше. Не 30, а 60 лет с возможностью продления эксплуатации до 100 лет, до полного капитального ремонта и замены корпуса реактора.
- Насколько высоки риски повышения радиационного фона в связи с действием АЭС и как это может повлиять на здоровье населения и состояние окружающей среды?
- Атомные станции не загрязняют окружающую среду такими веществами, как дымовые газы, зола, сбросные воды, содержащие нефтяные продукты. На атомную энергетику приходится менее 0,1 процента радиоактивного излучения, которому большинство людей подвергается в своей повседневной жизни. Например, по расчетам, приведенным в материалах надзорного органа Великобритании, годовая доза облучения от АЭС для любого члена британского общества будет примерно такой же, как при авиаперелете из Лондона в Нью-Йорк и обратно.
Многолетний опыт эксплуатации АЭС в разных странах мира подтверждает, что они не оказывают вреда на здоровье человека и природу. Учеными экспериментально установлено, что индивидуальные дозы облучения в районе крупной тепловой электростанции превышают аналогичную дозу вблизи АЭС в 5-10 раз. Поэтому атомная энергия признана «зеленой». Такой источник энергии является наиболее экологически чистым даже по сравнению с возобновляемыми источниками энергии.
После аварии на АЭС «Фукусима» стали больше внимания уделять проблеме нераспространения ядерных материалов. Стали расширять топливную базу с использованием замкнутого ядерного топливного цикла. То есть перерабатывать и повторно использовать топливо, что не только рационально, но и экологично. Помимо этого, многие станции стали использовать топливо, которое не может расплавиться. А значит, в случае нештатной ситуации радиологического ущерба за пределами реактора не произойдет.
- Каков риск повторения катастроф, подобных Чернобылю и Фукусиме, и какие меры предусмотрены для снижения вероятности человеческих ошибок на этапе эксплуатации АЭС?
- Уроки, извлеченные из аварий на Чернобыльской АЭС в 1986 году и АЭС «Фукусима-I» в 2011 году и других инцидентов, доводятся до сведения всех стран мира, учитываются при проектировании новых реакторов и в практике эксплуатации.
Под влиянием данных катастроф безопасность в сфере атомной энергетики вышла на новый уровень. В конструкцию реакторов поколения III+ внесены дополнительные функции безопасности. Акцент был сделан на пассивной безопасности, не требующей действий оператора или функционирования электронных устройств. В результате станция может работать в условиях эвакуации персонала и отключения электричества. Исключение человеческого фактора в критические моменты позволяет избежать риска управленческой ошибки при аварии. Кроме того, некоторые из ядерных реакторов поколения III+ имеют устройство локализации расплава. Если оболочки твэлов и корпус реактора, а также связанные с ними трубопроводы расплавятся, то так называемый кориум упадет в уловитель активной зоны, который удерживает расплавленный материал и имеет возможность его охлаждать. Это, в свою очередь, не позволит кориуму выйти в окружающую среду.
Каждая атомная электростанция строится с учетом способности выдерживать природные катастрофы. Помимо наших специалистов, за безопасностью атомной станции в штатном режиме тщательно будет следить Всемирная ассоциация организаций, эксплуатирующих АЭС. Через нее у наших экспертов будет доступ ко всему мировому опыту эксплуатационной безопасности АЭС.
Таким образом, реакторы нового типа имеют гораздо больше степеней защиты, чем были на АЭС в Чернобыле и Фукусиме, а за безопасностью следят отечественные и зарубежные специалисты.
- В достаточной ли мере изучены долгосрочные последствия эксплуатации АЭС, включая безопасную утилизацию радиоактивных отходов, и какие меры предусмотрены для управления этими рисками?
- Среднее время эксплуатации реакторов поколения III и III+ рассчитано на 60 лет с возможностью продления эксплуатации до 100 лет при выполнении специальных технологических операций.
Долгосрочная эксплуатация ядерных установок после истечения срока действия их первоначальной лицензии стала обычным явлением во многих странах.
К тому же долгосрочная эксплуатация существующих АЭС позволит сократить выбросы CO² и снизить стоимость «энергетического перехода». Эксперты Всемирной ядерной ассоциации пришли к выводу, что без ядерной энергии выполнение целей по достижению углеродной нейтральности невозможно. А Казахстан должен исполнить обязательства по декарбонизации к 2060 году.
В общественном сознании устойчив стереотип о радиационной опасности. И здесь важно акцентировать внимание на том, что облученное ядерное топливо не является отходами, из него в результате переработки можно извлечь свыше 90 процентов полезных материалов для повторного использования.
Около 97 процентов радиоактивных отходов по своим радиохимическим характеристикам классифицируются как низкоактивные или очень низкоактивные отходы. Что касается высокоактивных опасных отходов, то они составляют менее 0,1 процента.
Важно отметить, что объемы отходов от АЭС ничтожно малы по сравнению с иными промышленными отходами и тем более с отходами тепловых электростанций.
При работе АЭС нарабатываются всего порядка 50 кубических метров радиоактивных отходов в год на каждый гигаватт установленной мощности, или 3600 тонн за 60 лет эксплуатации.
У сограждан резонно возникает страх относительно захоронения опасных радиоактивных отходов. Подобных хранилищ в мире пока нет. Но в Финляндии ведется строительство первого подземного полигона для ядерных отходов, который станет окончательным геологическим хранилищем. То есть накапливать отходы будут до 2120 года, а затем их законсервируют на 100 тысяч лет. У Казахстана будет возможность перевезти высокоактивные отходы на специальный полигон. С другой стороны, ученые полагают, что через 10 лет, когда у нас построят АЭС, усовершенствуются технологии, и отработанного топлива вовсе не будет.
- Сейчас много говорят, что строительство АЭС может стимулировать научно-технический прогресс в Казахстане и способствовать развитию инновационных технологий в энергетике.
- Без всякого сомнения, атомная энергетика станет значимым двигателем экономики и локомотивом высокотехнологического сектора, даст огромный мультипликативный эффект для смежных отраслей и приведет к росту научных исследований.
Так, строительство и эксплуатация АЭС требуют внедрения передовых технологий, инноваций и IT-решений. В последние годы наблюдается увеличение интереса к развитию новых видов ядерной энергии, таких, как ядерный синтез и термоядерный реактор.
Развивается сотрудничество ученых из разных областей знаний в разработке инноваций в сфере энергетики. Например, искусственный интеллект играет все более важную роль в развитии ядерной науки. Благодаря своей способности решать масштабные и сложные задачи ИИ может способствовать проведению экспериментов в области термоядерного синтеза и совершению научных открытий путем моделирования и имитации.
Такие инновации могут стать ключом к решению проблемы изменения климата и обеспечению устойчивого источника энергии для будущих поколений.
- Обладает ли Казахстан необходимыми научными и инженерными ресурсами для самостоятельного развития атомной энергетики и какова роль внутренних ресурсов в этом процессе?
- Национальный ядерный центр РК и Институт ядерной физики, о которых я говорил выше, играют роль научно-технической поддержки процесса создания АЭС, а сотрудники входят в состав экспертов МАГАТЭ. На базе этих организаций имеются три действующих исследовательских реактора ИГР и ИВГ.1М, ВВР-К, казахстанский термоядерный материаловедческий токамак КТМ, Центр ядерной медицины и биофизики, а также большой парк экспериментального, приборно-аналитического и лабораторного оборудования, уникальные специализированные установки.
Национальный ядерный центр РК и Институт ядерной физики уделяют большое внимание вопросам подготовки кадров атомной отрасли. В рамках действующих договоров и меморандумов в сфере подготовки кадров ведется сотрудничество с целым рядом казахстанских вузов, в том числе с Университетом Шакарима, ВКГУ имени С. Аманжолова, ВКТУ имени Д. Серикбаева, КазНИТУ имени К. И. Сатпаева, АО «Назарбаев Университет» и другими.
Кроме того, в РГП «Институт ядерной физики» функционируют учебные центры по направлениям радиационной безопасности, неразрушающему методу контроля и ядерной безопасности.
Беседовал Юрий ЕФИМОВ