Атомная энергетика Германии

07.05.13 13:49

Благодаря вступлению в НАТО в 1955 г. с ФРГ были сняты ограничения по развитию некоторых стратегических отраслей промышленности, наложенные на нее после поражения во Второй мировой войне. И уже в 1961 г. здесь вступила в строй первая атомная электростанция – АЭС «Каль» с кипящим реактором BWR. Ее мощность составляла всего 15 МВт, однако уже в 1969 г. начала работу первая коммерческая АЭС «Обригхайм» с легководным реактором PWR промышленного уровня мощности 340 МВт. Эти два типа реакторов в дальнейшем и составляли основу атомной энергетики ФРГ, хотя в реакторном парке присутствовали и другие разновидности – например, высокотемпературный газоохлаждаемый, канальный и быстрый натриевый.

Уверенный старт сулил хорошие перспективы. Атомная энергетика пользовалась приоритетом в западногерманской энергетической политике 60–70-х годов, который только укрепился в годы взлета мировых цен на нефть и глобального энергетического кризиса. Долю выработки электроэнергии на АЭС предполагалось постепенно довести до 45 %. Впрочем, этот план не был выполнен, своего максимума атомная энергетика Германии достигла к 1990 г. – около 30 %.

С самого начала сформировались и основные принципы немецкой атомной энергетики. Как правило, площадки АЭС находятся в низовьях и среднем течении рек. Размещение – рассредоточенное, с привязкой к местным потребителям в районах, не обладающих достаточными топливными ресурсами, преимущественно на севере и юге страны. Поэтому большинство АЭС имеют всего лишь по одному – два энергоблока, причем мощность каждой станции из построенных в 60–70-х годах не превышает 1000 МВт. Такое децентрализованное расположение способствует выравниванию условий энергоснабжения и ценовой политики между регионами.

Несмотря на расцвет атомной энергетики, случались и некоторые казусы, свидетельствующие о неоднозначности ее восприятия обществом, которое в ряде случаев даже готово безвозвратно поступиться понесенными затратами. Так, едва начавшись, почти сразу завершилась эксплуатация канального реактора АЭС «Нидерайхбах». Был построен, но так и не приступил к работе быстрый натриевый реактор на АЭС «Калькар». Всего чуть больше года проработала и была остановлена по формальным причинам АЭС «Мюльхайм-Кэрлих».

Впрочем, эти тревожные звоночки терялись на фоне успехов атомной отрасли. Германия стала единственной капиталистической страной, которая не только построила гражданское судно с атомной энергоустановкой – сухогруз «Отто Ган», но и на протяжении десяти лет осуществляла его успешную коммерческую эксплуатацию. Помимо интенсивно развивающихся АЭС, в стране эксплуатировались несколько десятков исследовательских ядерных реакторов. Велись работы по освоению уран-плутониевого топлива, по созданию замкнутого ядерно-топливного цикла. Доминирующее положение в реакторостроении заняла фирма «Крафтверк Унион» (позднее вошла в «Сименс»), которая успешно конкурировала даже на внешнем рынке: она являлась головным подрядчиком при сооружении десяти АЭС в Нидерландах, Швейцарии, Аргентине, Австрии, Бразилии, а также начинала строительство иранской АЭС в Бушере.

Последним вступившим в строй в ФРГ атомным блоком стал в апреле 1989 г. энергоблок № 2 АЭС «Неккарвестхайм». Но затем политическая ситуация резко изменилась.

 

АЭС Восточной Германии

Достаточно успешно развивалась атомная энергетика и в ГДР. Первая АЭС «Райнсберг» с водо-водяным реактором мощностью 70 МВт появилась в 1966 г. при участии советских организаций, для которых она также стала первой зарубежной атомной стройкой. Эта атомная станция успешно проработала почти четверть века.

Следом появилась АЭС «Норд» (в западногерманской интерпретации – «Грайфсвальд»). Она проектировалась на 8 энергоблоков с реакторами ВВЭР-440. В 1973–1979 гг. были введены в эксплуатацию первые четыре энергоблока, их доля в производстве электроэнергии ГДР составила 10 %. Началось строительство следующей четверки энергоблоков.

Также было начато строительство двух энергоблоков АЭС «Штендаль» с реакторами ВВЭР-1000.

Атомная энергетика ГДР скончалась вместе с государством в результате объединения Германии. Западные немцы сочли, что техника и технология восточногерманских АЭС не соответствуют западным стандартам безопасности, после чего все действующие энергоблоки были досрочно остановлены, а строительство новых прекращено.

Такое решение выглядит странно на фоне других примеров: реакторы ВВЭР-440 весьма успешно эксплуатируются на АЭС «Ловииса» в Финляндии, на Кольской АЭС в России, а на Ровненской АЭС Украины их расчетный срок эксплуатации продлен сразу на 20 лет (кстати, Ровненская АЭС первой в СССР прошла проверку МАГАТЭ, высоко оценившую ее безопасность). Чего в нем было больше: действительной заботы о безопасности, политической подоплеки, или, быть может, стремления устранить конкурентов?

Восточногерманской экономике был нанесен сокрушительный удар: четыре энергоблока АЭС «Грайфсвальд» недоработали ресурс, пятый едва успел вступить в строй в ноябре 1989 г. (он проработал всего три недели!), шестой – полностью достроен, но не введен в эксплуатацию, строительство седьмого и восьмого остановлено на стадии высокой готовности.

Ситуация с АЭС «Штендаль» оказалась не лучше: первый блок был построен на 85 %, второй – на 15 %. Выдвигалось предложение заменить на этих блоках советские ВВЭР-1000 на реакторы «Сименса» или «Крафтверк Унион», но правительство решило однозначно: станцию не достраивать.

 

АЭС «Библис». Фото Peter Stehlik / commons.wikimedia.org

 

Топливное обеспечение

Мощная уранодобывающая промышленность существовала в Восточной Германии: крупные рудные месторождения находились в Саксонии и Тюрингии, и, конечно, оказались под контролем СССР. Совместное советско-германское акционерное общество «Висмут» занимало по добыче урана третье место в мире и работало с такой интенсивностью, что после объединения Германий продолжение добычи оказалась нерентабельным.

Территория же Западной Германии оказалась обделена серьезными месторождениями урановых руд, поэтому собственные производства, составляющие топливный цикл, были сформированы лишь частично. Источником урановой руды для ФРГ стали Канада, Австралия и Нигер. Гексафторид урана производился в Канаде, Франции и Великобритании. Обогащение по урану-235 – поначалу также за рубежом, но со временем это производство было освоено в Германии. Фабрикацию топлива (таблетки двуокиси урана, твэлы) немцы производили сами, причем даже имели избыточные производственные мощности.

Будучи зависимыми от зарубежной урановой руды, немцы активно работали над замыканием ядерно-топливного цикла. Предполагалось на заводах Франции и Великобритании извлекать плутоний из отработавшего ядерного топлива германских АЭС и использовать его для производства уран-плутониевого топлива. Концерн «Сименс» даже начинал такое производство.

 

АЭС «Боркдорф». Фото Neokortex / commons.wikimedia.org

 

Судьба быстрых нейтронов

Важная роль в замкнутом ядерно-топливном цикле отводилась реакторам на быстрых нейтронах. Первый и единственный в Германии быстрый натриевый реактор SNR-300 был построен в 1985 г. на АЭС «Калькар». Но его ждала печальная участь.

Энергоблок строился 13 лет, из которых на 4 года работы прекращались из-за протестов общественности. Его стоимость составила 7 млрд. дойчмарок (эквивалентно 3,5 млрд. евро), однако не проработал он ни дня. Всего через несколько месяцев в СССР произошла Чернобыльская авария, и на волне общественной истерии новенькая АЭС была приговорена к ликвидации (которая обошлась еще в 75 млн. евро).

Дальнейшую участь АЭС «Калькар» можно счесть насмешкой судьбы: в ее зданиях и сооружениях разместился крупный парк развлечений «Wunderland Kalkar», содержащий более 40 аттракционов. В бывшей градирне атомного энергоблока, например, вращается огромная карусель. Ежегодно парк посещают 600 тысяч человек.

 

На политических виражах

Подогреваемые «зелеными» антиатомные настроения общественности порождали протестные акции даже в разгар энергетического кризиса 1970-х: так, в 1975 г. демонстранты захватили и 9 месяцев удерживали площадку строительства АЭС «Виль», что привело к отказу от ее сооружения. Жертвами протестов стали АЭС «Калькар» и проработавшая всего 14 месяцев АЭС «Мюльхайм-Кэрлих», предприятия замыкания ядерно-топливного цикла. Чернобыль усилил эти настроения. А в конце 1990-х гг. к власти в Германии пришли «зеленые», которые активно использовали в своих политических целях тему борьбы с атомной энергетикой. Так начался закат немецкой атомной эпохи.

В 2000 г. правительство и энергетики заключили «атомный консенсус», на основании которого в 2002 г. был принят «Закон о регулируемом прекращении использования ядерной энергии для промышленного производства электроэнергии». Суть его сводилась к следующему: каждой АЭС определялся разрешенный к выработке объем электроэнергии и срок эксплуатации (32 года), по исчерпании которых она должна быть закрыта. Последний энергоблок должен был завершить работу в 2021 г.

В 2010 г. в работе оставались 17 энергоблоков, которые производили 23–28 % всей электроэнергии. Учитывая реальную обстановку и сложности с вводом замещающих мощностей, правительство решило продлить время эксплуатации этих АЭС на срок 8–14 лет, то есть полная ликвидация атомной энергетики отодвинулась на 2035 г. Данное решение правительства вызвало очередные политические бурления, общественные протесты, иски в федеральный конституционный суд. И тут произошла авария на Фукусиме, которая, похоже, нанесла больший удар по Германии, нежели по Японии.

 

АЭС «Гронде». Фото AxelHH / commons.wikimedia.org

 

Приступить к ликвидации

В марте 2011 г. Германия на три месяца останавливает свои АЭС, построенные до 1980 г., и подвергает все станции проверке федеральной комиссией по эксплуатационной безопасности реакторов. Каких-либо критических рисков не выявлено, однако правительство прислушивается не к выводам специалистов, а к мнению так называемой «этической» комиссии, разделяющей взгляды «зеленых». В результате из 17 действующих энергоблоков 8 прекращают работу окончательно, а оставшиеся 9 должны быть постепенно закрыты в срок до 2022 г.: АЭС «Графенрайнфельд» в 2015 г., блок № 2 АЭС «Гундремминген» в 2017-м, «Филиппсбург» в 2019-м, «Гронде», «Брокдорф» и блок № 3 АЭС «Гундремминген» в 2021-м, «Изар», «Эмсланд» и «Неккарвестхайм» в 2022-м. Все остановленные атомные станции постепенно будут демонтированы: эта технология уже отработана на АЭС «Гросвельцхейм», «Каль» и «Нидерайхбах», которые были окончательно разобраны, а площадки приведены в исходное состояние. Таким образом, атомная энергетика Германии прекратит существование.

Решение властей вызвало ряд судебных исков на общую сумму более 18 млрд. евро от немецких и шведских концернов – владельцев досрочно закрываемых германских АЭС. В качестве компенсации неполученных доходов было предложено освободить атомные компании от уплаты в «Энергетический и климатический фонд» федерального правительства. Однако неотвратимость взятого курса подтвердила канцлер Ангела Меркель, заявив: «Мы можем стать первой крупной индустриальной нацией, которая перейдет в направлении эффективного использования возобновляемой энергетики».

 

АЭС «Изар». Фото de.academic.ru

 

Ставка на ветер

Сегодня Германия является мировым лидером в ветровой энергетике: здесь эксплуатируется 23 тысячи ветроэнергетических установок (что составляет треть от их количества в мире) общей мощностью 31,3 ГВт. В первой половине 2012 г. Германия на 25 % обеспечила свое энергопотребление из возобновляемых источников энергии (ныне действующие АЭС вырабатывают 16 % электроэнергии). Однако с ветроэнергетикой связан ряд существенных проблем.

Ветряные станции работают преимущественно на севере – например, крупные ветропарки в Северном и Балтийском морях, где скорость ветра круглый год составляет не менее 5 м/с. Правительство планирует строительство еще 40 таких ветропарков. Однако замещать атомную энергию требуется на юге Германии. Для этого нужно построить 3,5–5 тыс. км новых линий электропередачи. К тому же эти линии должны быть на постоянном токе, иначе электроэнергию не передать на такое расстояние без колоссальных потерь. Помимо необходимости масштабных затрат (€20–50 млрд), правительство столкнулось с еще одной проблемой: против новых ЛЭП протестуют... все те же «зеленые» общественные движения!

Вторая проблема – нестабильность выработки ветровой электроэнергии. Например, представители чешской диспетчерской компании CEPS уже заявляли о затруднениях в соблюдении режима работы энергосистемы из-за нерегулярности потоков энергии от немецких ветряков. Чтобы сбалансировать колебания от ветровой генерации, правительство стимулирует исследования в сфере создания smart grid («умных сетей»).

Среди других проблем – вопросы подключения морских ветропарков к магистральным электросетям, ограниченность использования ветряков в местах, где обычно не бывает сильных ветров, необходимость покрытия зимних максимумов энергопотребления в условиях безветрия, и т.д. К тому же, чем больше площадь ветропарка, тем меньше удельная выработка на один ветряк: установки в ветровом потоке начинают мешать друг другу.

Апологеты возобновляемых источников энергии считают это «трудностями переходного периода» и уверены в радужных перспективах, однако сегодня Германии приходится закупать электроэнергию во Франции и Австрии, а также наращивать мощности своих электростанций на природном газе (планируется строительство еще 30 таких энергоблоков). А в наиболее морозную зиму 2011-2012 гг. даже изучался вопрос, не сохранить ли одну из остановленных АЭС в качестве «холодного резерва» энергосистемы.

 

Карусель в градирне АЭС «Калькар». Фото www.thimfilm.at

 

Проблемы экологии

Минприроды Германии по итогам 2012 г. зафиксировало рост выброса парниковых газов на 1,6 %. При этом рост объема экономики страны составил всего 0,2 %, а в металлургии и химической отрасли – основных «производителях» парниковых газов – даже наблюдался спад до 3,7 %. Таким образом, прирост выбросов углекислого газа на 18–34 млн т не объяснить ничем иным, кроме как замещением энергии АЭС газовыми электростанциями. При том, что эксплуатация всех 17 энергоблоков АЭС позволяла сократить выброс углекислоты в атмосферу на 150 млн т – по словам депутата Бундестага Катарины Райхе, это сопоставимо с годовыми выбросами всех автомобилей Германии.

Еще ряд проблем, связанных с наращиванием ветроэнергетики, перечислил в своем заявлении Земельный союз охраны природы Баден-Вюртемберга, приравняв вред от ветряков к вреду от добычи бурого угля открытым способом. Эффективность ветроэнергетики крайне низка: до 50% энергии ветра теряется на трение, необходимость накопления этой энергии для ее равномерной передачи также ведет к потерям, ветряки высотой 200 м уродуют ландшафты и серьезно угрожают жизни перелетных птиц (за год ветрогенераторы в Германии убивают до 220 тысяч птиц и множество летучих мышей).

 

Неэкономная экономика

По прогнозам экономистов, отказ Германии от ядерной энергетики обойдется в сумму от €32 млрд до €1,7 трлн в период до 2030 года (верхняя граница прогноза эквивалентна более чем 65 % годового ВВП страны).

К 2015 г., по оценкам «Deutsche Bank», средняя оптовая стоимость электроэнергии вырастет до €72 за 1 МВт·ч (сейчас, после снижения доли выработки АЭС с 28 % до 16 %, эта стоимость уже составила €60 за 1 МВт·час). По другим оценкам, стоимость электроэнергии может возрасти в 1,5 раза, что повлечет рост себестоимости товаров немецких производителей на 10–20 % и снизит их конкурентоспособность на внешнем рынке.

Отчисления бытовых потребителей на развитие возобновляемых источников энергии в Германии в текущем году увеличиваются на 47 %, в среднем с €0,036 до €0,053 евро в расчете на 1 кВт·час потребленной электроэнергии: таким образом, семья из четырех человек выплатит за год €250 на развитие ветроэнергетики. Между тем, по данным Общества потребителей Северного Рейна-Вестфалии, в одной только этой земле за год 120 тыс. семей подвергались отключению электроснабжения, поскольку не могли оплачивать растущие счета.

Вложения в альтернативную энергетику малоэффективны. По данным журнала «Der Spiegel», вложенные €130 млрд обернулись приростом производимой электроэнергии на 3 %. То есть, чтобы полностью заместить атомные 28 %, придется вложить еще около €1083 млрд. Даже если учесть, что первоначальные инвестиции самые крупные, сумма останется внушительной. Недаром министр экономики и технологий Филипп Рестлер назвал вложения в альтернативную энергетику «бездонной ямой».

 

Германский ландшафт. Фото Олега Никитина

 

По всем направлениям

Понимая проблемы ветроэнергетики, Германия старается использовать все другие возможные способы энергообеспечения страны. Ведутся исследования в сферах высокоэффективных органических фотоэлементов, геотермической генерации, разрабатывается система солнечных коллекторов для стеклянных фасадов домов. Сформирована программа «SchwarmStrom» по внедрению 100 тысяч газовых мини-электростанций суммарной мощностью 2 ГВт в подвалах жилых домов. Продолжается работа над улучшением ветроэнергетических установок с целью сделать их более легкими и менее шумными (проблема звуковых колебаний также вызывает недовольство населения).

Власти стимулируют жителей экономить электроэнергию: действует система энергетических сберегательных чеков для домохозяйств, и те, кто уменьшил бытовое потребление энергии, получают государственные преференции.

Тем не менее, пока бесспорным остается факт: в условиях отказа от АЭС возобновляемые источники энергии способны обеспечить надежное электроснабжение потребителей лишь в сочетании со станциями на органическом топливе. Здесь также возникает дилемма: Германия планирует сокращать добычу бурого угля и производство электроэнергии на его основе, как экологически неблагополучное, а расширение газовой генерации ведет к увеличению зависимости от зарубежных поставщиков (например, России).

Таким образом, полный отказ Германии от атомной генерации нельзя считать необходимым и эффективным решением. Возможно, стране в итоге все же удастся радикально перестроить свою «энергетическую корзину», но цена этого – и экономическая, и социальная, и даже экологическая – будет чрезвычайно высока.

 

Руслан Новорефтов

На первой фото: АЭС «Калькар» в наши дни

(С) Медиапортал сообщества ТЭК www.EnergyLand.info
Оформить подписку на контент

Читайте также: