АЭС как залог экономического роста

Мы продолжаем тему предстоящего референдума по поводу использования в Казахстане энергии мирного атома. На вопросы редакции и наших читателей отвечает проректор по науке и цифровизации Таразского регионального университета имени М. Х. Дулати Сейтжан Орынбаев.

 

- Какие технологии мониторинга и конт­роля радиации будут внедрены на АЭС для обеспечения безопасности населения и окружающей среды?

- Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) выпускает стандарты безопасности и рекомендации, позволяющие избежать в последующем ошибок в системах безопасности, допущенных на АЭС в Чернобыле и Фукусиме, для стран, развивающих и планирующих к запуску собственную ядерно-энергетическую программу.

Залогом безопасности также являются усовершенствованные поколения АЭС, в частности, станции с реакторами поколения III+, в которых сочетаются активные и пассивные системы безопасности, делающие станцию максимально устойчивой к внешним и внутренним воздействиям. У современных станций третьего поколения вероятность тяжелой аварии один случай за 10 миллионов лет. До 40 процентов стоимости станций уходит на системы безопасности. К примеру, вероятность взрыва угля на ТЭЦ равна 8*10-6 в год. То есть вероятность взрыва угля в 80 раз выше.

У всех в памяти Чернобыль и Фукусима. Но Чернобыльская АЭС была возведена в 1977 году, а АЭС Фукусима - в 1971 году, они имели реакторы старого поколения, что сопровождалось высоким риском аварии по сравнению с современными АЭС.

Внешняя оболочка АЭС способна противостоять природным (смерчи, ураганы, землетрясения до восьми баллов, наводнения), техногенным и антропогенным (взрывы, падение самолета и т. д.) воздействиям.

Современные станции имеют купол, который не позволяет продуктам распада вый­ти наружу. Если реактор расплавился или случилось какое-то повреждение, купол исключает выход радиоактивных веществ, выброс которых сведен к нулю.

МАГАТЭ также проводит миссии ОСАРТ, в рамках которых группа международных экспертов проводит углубленный анализ показателей эксплуатационной безопасности с целью определения несоответствий между практикой работы станции и требованиями норм безопасности МАГАТЭ.

- Важнейшие факторы в пользу АЭС - энергетические безопасность и независимость. Отсюда вопрос: может ли одна АЭС обеспечить стабильное и надежное энергоснабжение всей страны, снижая зависимость от импорта энергоносителей?

- Странами, обладающими значительными атомными энергетическими мощностями, являются США, Франция, Китай, Япония, Россия и Южная Корея. К примеру, на долю АЭС во Франции приходятся около 64 процентов производства электроэнергии, в Южной Корее - 31, России и США - около 18, Китае - пять и в Японии -
5,5 процента.

Строительство АЭС в Казахстане позволит увеличить долю атомной энергии в энергобалансе страны до 12 процентов к 2035 году. В то же время доля энергии, производимой за счет сжигания угля, снизится с текущих 61 до 40 процентов.

Строительство АЭС позволит уменьшить долю угольной энергетики в энергобалансе Казахстана, которая в настоящее время является самой высокой в мире. Таким образом, строительство АЭС станет ключевым шагом в реализации принятой Стратегии достижения углеродной нейтральности к 2060 году.

Кроме того, стоит отметить, что в 2023 году Казахстан импортировал 3,4 миллиарда кВт/ч электроэнергии из России на сумму около 100 миллиардов тенге. При покупке объемов сверх установленного плана стоимость возрастает в два раза, что негативно сказывается на конечных потребителях - населении и бизнесе - из-за ее высокой стоимости.

- Что будет с тарифом на электроэнергию после ввода в эксплуатацию АЭС, повысится ли он?

- Стоимость электроэнергии, вырабатываемой на АЭС, не будет высокой по сравнению с другими источниками энергии благодаря стабильной цене и энергоемкости топлива, а также длительному сроку эксплуатации станции, который составляет 60 лет с возможностью продления до 80. Тариф будет определен после проведения переговоров с вендорами и обсуждения условий реализации проекта, а также разработки проектной документации. Эти обсуждения и подготовка документации помогут установить справедливую и конкурентоспособную цену, учитывая все экономические и технические аспекты проекта.

- Насколько строительство АЭС может способствовать решению проблемы дефицита электроэнергии, особенно в условиях растущего спроса?

- К 2035 году потребность в дополнительной электроэнергии вырастет на 33,2 миллиарда кВт/ч. Так что судите сами.

- Насколько строительство АЭС поможет преодолеть энергетический дефицит в южных регионах Казахстана?

- В настоящее время дефицит электроэнергии наиболее ощутим именно в южных регионах страны, где по итогам 2023 года он составил 3,1 миллиарда кВт/ч. На сегодня дефицит в электроэнергии в этих регионах покрывается за счет перетока с севера. Без ввода новых источников электроэнергии на юге страны дефицит будет ежегодно расти в среднем на три процента в год. В связи с этим строительство АЭС является наиболее экономически целесо­образным решением.

Кроме того, строительство АЭС даст мультипликативный эффект. Так, на стадии реализации проекта будет создано около восьми тысяч рабочих мест, а при эксплуатации станции будут заняты две тысячи человек. Кроме того, каждое рабочее место на АЭС создаст до 10 рабочих мест в смежных отраслях, что окажет значительное положительное влияние на рынок труда.

- Какие глобальные тенденции и примеры успешного использования АЭС могут быть применимы в Казахстане для повышения эффективности и безопасности?

- По данным МАГАТЭ, в настоящее время в 31 стране мира эксплуатируются 415 ядерных энергоблоков с суммарной мощностью 373,7 миллиарда кВт/ч, в 15 странах ведется сооружение 61 реактора. Странами, обладающими значительными ядерными энергетическими мощностями, являются США (94 реактора), Франция (56 реакторов), Китай (56 реакторов), Россия (36 реакторов), Южная Корея (26 реакторов), Япония (12 реакторов).

В настоящее время АЭС строятся в таких странах, как Китай - 28 энергоблоков, Южная Корея - два, Индия - семь, Турция - четыре, Великобритания - два, Россия - четыре. В рамках оптимистичного сценария, представленного в новом обзоре МАГАТЭ, ожидается, что мировые атомные генерирующие мощности к 2050 году удвоятся и составят 792 миллиарда кВт/ч по сравнению с зафиксированным в 2020 году показателем в 393 миллиарда кВт/ч.

Около 67 процентов мировой эксплуатационной мощности реакторов (295 реакторов) работают более 30 лет. Около 29 процентов (142 реактора) эксплуатируются более 40 лет и 28 реакторов - более 50 лет. Даже несмотря на старение парка, действующие ядерные энергетические реакторы продолжают демонстрировать высокий уровень общей надежности и производительности. Так, в 2023 году глобальный медианный коэффициент мощности составил 88 процентов.

Ядерные энергетические технологии продолжают эволюционировать. Одной из главных глобальных тенденций в последнее время является строительство энерго­блоков поколения III/III+. Большинство эксплуатируемых в настоящее время АЭС относятся к поколению II, большинство систем поколения I были выведены из эксплуатации, а реакторы поколения III/III+ работают и строятся с конца XX века.

Реакторы поколения III появились в результате эволюции реакторов поколения II. Их характерными чертами являются более высокая топливная эффективность, улучшенный тепловой КПД, значительное усовершенствование системы безопасности (включая пассивную ядерную безопасность) и стандартизация конструкции для снижения капитальных затрат и затрат на техническое обслуживание.

Их улучшенная их версия - реакторы поколения III+. Они предлагают повышение безопасности по сравнению с конструкциями реакторов поколения III, стремясь решить три ключевые задачи - безопасность, снижение стоимости и новые технологии сборки.

В Казахстане рассматривается возможность строительства АЭС нового поколения III или III+, отвечающего всем требованиям безопасности.

- Может ли АЭС стать базовым источником энергии для стабильного энергоснабжения страны, и каковы преимущества этого подхода для национальной энергетической системы?

- По данным Министерства энергетики РК, атомная энергетика может стать базовым источником энергии для Казахстана и способствовать устойчивому развитию энергетической системы. Национальная палата предпринимателей «Атамекен» подчеркивает, что строительство АЭС даст мощный импульс развитию отечественного бизнеса, так как АЭС является базовым источником, который обеспечивает стабильное и предсказуемое энергоснабжение, что является ключевым фактором для развития бизнеса.

Строительство АЭС позволит восполнить дефицит электроэнергии на рынке при растущих потребностях и снижающейся из-за изношенности оборудования генерации; противодействовать неминуемому росту тарифов ввиду имеющегося дефицита электроэнергии; улучшить экологическую обстановку ввиду высокой токсичности угольных ТЭЦ; обеспечить энергетическую независимость страны от соседей-поставщиков электроэнергии.

- Как говорится, надейся на лучшее и будь готов к худшему. Обладают ли казахстанские службы ликвидации последствий ЧС необходимыми ресурсами и квалификацией для реагирования на аварии на АЭС?

- Для начала следует отметить, что вероятность возникновения аварийных ситуаций на современных реакторах крайне низкая, а системы безопасности обеспечивают нейтрализацию возможных последствий. Так, у современных станций третьего поколения, повторюсь, вероятность тяжелой аварии один случай за 10 миллионов лет. Вероятность взрыва угольных ТЭЦ в 80 раз выше. Более того, Министерство по чрезвычайным ситуациям на данный момент изучает мировой опыт эксплуатации АЭС.

- Перед Казахстаном стоит выбор. Какие именно технологии предполагается использовать на АЭС? Какие более современные и надежные реакторы, чем предложенные для строительства в Казахстане, существуют, и насколько они могут повысить безопасность станций?

- В Казахстане предусматривается строительство АЭС нового поколения III или III+ с использованием новейших достижений и разработок, отвечающих всем требованиям безопасности, что минимизирует риск аварии, о чем мы уже говорили. Главной особенностью реакторов нового поколения является уникальное сочетание активных и пассивных систем безопасности, делающих станцию максимально устойчивой к внешним и внутренним воздействиям. У современных станций третьего поколения вероятность тяжелой аварии сведена к уровню погрешности.

- Как предотвратить повторение ситуации, подобной Байконуру, где объекты АЭС могут оказаться под контролем иностранного государства?

- В соответствии с Законом Республики Казахстан от 19 октября 2000 года «Об охранной деятельности» утверждены правила определения объектов, подлежащих государственной охране, и требования по инженерно-технической укрепленности объектов, подлежащих государственной охране.

Согласно правилам, объекты использования атомной энергии, в том числе территории, содержащие радиоактивные отходы, относятся к категории стратегических объектов и подлежат охране.

Простыми словами, территория АЭС будет являться режимным объектом, посещение которой будет ограничено и тщательно охраняться.

- Насколько целесообразно использование профицита электроэнергии от АЭС для экспорта, и как это может способствовать возврату инвестиций в строительство станции?

- Вопрос экспорта электроэнергии в другие страны пока не стоит на повестке. Необходимо закрыть собственные потребности, избавиться от дефицита электроэнергии внутри страны.

- Какие меры предусмотрены для безопасного вывода АЭС из эксплуатации после окончания срока службы, и как это будет организовано?

- Сегодня в мире строятся 62 реактора, а многие страны приступают к реализации планов по расширению своего парка атомных электростанций или разрабатывают свою первую ядерно-энергетическую программу.

Новые атомные электростанции, включая электростанции с малыми модульными реакторами, проектируются с учетом перспективы их вывода из эксплуатации. Другими словами, проектировщики заранее, еще до начала строительства, планируют, как будет проводиться демонтаж ядерных энергетических реакторов.

Кроме того, МАГАТЭ оказывает странам помощь в обеспечении того, чтобы работы по выводу из эксплуатации проводились с соблюдением соответствующих технических и регулирующих требований, предлагает нормы безопасности и способствует обмену передовым опытом, проводя семинары-практикумы, форумы и миссии и выпуская публикации.

- Какие меры будут применяться для защиты АЭС от кибератак?

- Будут внедрены многоуровневые меры кибербезопасности. Системы управления АЭС изолированы от внешних сетей, а специалисты по кибербезопасности постоянно отслеживают и предотвращают попытки несанкционированного доступа.

- Соответствует ли атомная энергетика современным концепциям устойчивого развития, и каким образом она вписывается в глобальную экологическую повестку?

- Атомная энергетика, хотя и не относится к возобновляемым источникам энергии в строгом смысле, играет ключевую роль в глобальной экологической повестке благодаря своей способности производить большое количество электроэнергии с минимальными выбросами парниковых газов.

В отличие от традиционных угольных и газовых электростанций АЭС не выбрасывают углекислый газ в атмосферу при производстве энергии, что делает их важным элементом в стратегии по снижению глобального потепления.

В условиях Казахстана, с его большими запасами урана, строительство АЭС может стать важным шагом в сторону энергетической безопасности и сокращения углеродного следа, обеспечивая стабильное и надежное энергоснабжение на долгосрочной основе.

- Какие факторы обусловливают высокие затраты на строительство и эксплуатацию АЭС по сравнению с ВИЭ, и как это влияет на долгосрочную экономическую эффективность?

- Высокие затраты на строительство и эксплуатацию АЭС обусловлены несколькими факторами. Во-первых, строительство атомной станции требует значительных капиталовложений в инженерную инфраструктуру, системы безопасности и соблюдение строгих нормативных стандартов.

Проектирование и возведение таких объектов могут занимать годы, что увеличивает общие затраты.

Во-вторых, эксплуатационные расходы включают поддержание высоких стандартов безопасности, постоянный мониторинг и утилизацию радиоактивных отходов. В сравнении с проектами на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), которые имеют меньшие капитальные затраты и более короткий срок реализации, АЭС кажется более затратным вариантом.

Однако в долгосрочной перспективе атомные станции обеспечивают стабильное энергоснабжение с низкими операционными затратами и без углеродных выбросов, что делает их привлекательными для стран, стремящихся к энергетической безопасности и снижению выбросов парниковых газов.

- Должен ли Казахстан фокусироваться на развитии ВИЭ как альтернативе строительству АЭС, и какие преимущества это может принести?

- Казахстан может рассматривать развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) как важную часть своей энергетической стратегии. Однако использование АЭС предлагает существенные преимущества, которые ВИЭ не всегда могут обеспечить. Солнечные и ветровые станции зависят от природных условий и требуют значительных инвестиций в технологии хранения энергии для обеспечения стабильности энергоснабжения.

В то же время атомные электростанции способны производить постоянную и предсказуемую электроэнергию, что особенно важно для промышленности и крупных городов. Кроме того, Казахстан, обладая большими запасами урана, может использовать АЭС как эффективный и экологически безопасный способ удовлетворения своих энергетических потребностей с минимальными выбросами углерода.

Таким образом, оптимальной стратегией является сочетание развития ВИЭ и АЭС для обеспечения устойчивости и безопасности энергосистемы страны.

- Насколько глубоко изучен потенциал ВИЭ в Казахстане, и какие дополнительные исследования необходимы для их эффективного использования?

- Потенциал возобновляемых источников энергии в Казахстане уже частично изучен, и страна обладает значительными ресурсами для развития солнечной, ветровой и гидроэнергетики. Например, районы Джунгарских ворот и Шелекского коридора имеют высокий потенциал для ветро­энергетики, а южные регионы страны идеальны для солнечных станций.

Однако для эффективного использования ВИЭ необходимы дополнительные исследования в области интеграции этих источников в национальную энергосистему, включая технологии хранения энергии, инфраструктурные решения и балансировку сети. Также важно изучить экономическую и социальную целесообразность внед­рения ВИЭ в различных регионах страны, а также их влияние на энергетическую безопасность Казахстана.

Детализация этих аспектов позволит сделать использование ВИЭ более устойчивым и экономически выгодным.

Беседовал Юрий ЕФИМОВ