ПРОЕКТ АЭС-2006 - новый виток атомной эволюции

ВЫЗОВ ВРЕМЕНИ

Впереди нас ожидает ещё один, пока не очевидный, но неизбежный скачок спроса на электроэнергию.

Если сравнить структуру энергопотребления в США и России (в кВт-часах на душу населения за год), то в сфере промышленного производства отношение не в нашу пользу – 3300 против 4150. Эти цифры наглядно демонстрируют энергозатратность отечественной экономики и тот эффект, который может дать внедрение энергосберегающих технологий. Зато по другим показателям мы существенно отстаём от американцев. Коммерческий сектор, основу которого составляет сфера услуг, даёт соотношение 4120 (США) против 484 (Россия).  Подобная тенденция прослеживается и в секторе «домохозяйств» (т.е. бытовое, коммунальное энергопотребление): 4359 против 994.

Конечно, США не случайно считается мировым воплощением «общества потребления». Но и в России с ростом благосостояния населения начинается рост энергопотребления в сфере услуг и в быту. Например, данные по Московскому региону: в 1990 г. на промышленное энергопотребление приходилось 55%, на непромышленное – 45%. К 2005 г. картина существенно поменялась: промышленность потребила только 34% электроэнергии, а 66% пришлось на непромышленный сектор. В пример обычно приводят гостиницу «Москва», которая находится на реконструкции: заявленная мощность по завершении реконструкции почти в 10 раз превысит ту, что потреблялась этой гостиницей раньше.

Таким образом, возник вопрос, требующий безотлагательного решения: за счёт чего обеспечивать растущее энергопотребление?

Основу электроэнергетики России – почти 69% от всех мощностей – традиционно составляют тепловые станции на органическом топливе: государственные региональные электростанции (ГРЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). В том числе: на газе – 49,7%, на угле – 16,7%, на мазуте – 2,5%.  Оставшаяся часть покрывается гидроэлектростанциями (ГЭС) – 15,6% и атомными (АЭС) – 15,4%. В то же время, основные энергопотребители – Московский регион (9% от всего энергопотребления России), Урал, Северо-Запад – удалены как от гидроэнергетических ресурсов, так и от месторождений органического топлива.

Несмотря на это, основу энергетики в Центрэнерго, Уралэнерго и Южэнерго на сегодня составляет газ. Ситуация малоприятная: ближайшие месторождения истощаются, за газом приходится идти всё дальше на Север, что существенно влияет на его стоимость. К тому же, в обозримом будущем (эксперты прогнозируют 2011г.) будет отменено госрегулирование цен на газ, и его стоимость может сравняться со среднемировым уровнем.

Серьёзную проблему представляет дефицит газа. По словам главы РАО «ЕЭС» Анатолия Чубайса, выступавшего в Клубе региональной журналистики, из-за отсутствия газа уже остановлено строительство нового блока Калининградской ТЭЦ-2,  возникли проблемы с эксплуатацией недавно построенного парогазового энергоблока на Северо-Западной ТЭЦ в Санкт-Петербурге. Жёсткие лимиты на газ не позволяют развиваться этому направлению энергетики.

Очевидным выходом из ситуации является наращивание энергетики на угольном топливе. Но здесь есть свои сдерживающие факторы. И дело не только во влиянии на экологию (новые технологии сжигания угля позволяют уменьшить загрязнение окружающей среды). Основная проблема – транспортировка  угля на большие расстояния и в больших количествах. Пропускная способность железных дорог серьёзно ограничивает эту возможность.

В сложившейся ситуации резко возрастает роль атомной энергетики. Атомный энергоблок мощностью 1000 МВт позволяет сэкономить за год от 1,5 до 2,1 млрд. куб. м. газа (в зависимости от эффективности работы тепловой электростанции аналогичной мощности). И не загружает железную дорогу огромными объёмами перевозок топлива, как угольные электростанции.

ПЕРВЫЙ СЕРИЙНЫЙ

Исходные требования к атомщикам таковы: надо строить качественно, быстро и много. Значит, разумнее всего взять за основу уже проверенный, хорошо зарекомендовавший себя проект, и доработать его до приемлемого экономического уровня.

Основу атомной энергетики СССР–России традиционно составляют реакторы на тепловых нейтронах двух типов: водографитовые РБМК и водо-водяные ВВЭР. Третье направление – реакторы на быстрых нейтронах БН – является инновационным и на сегодня ещё не готово к массовому тиражированию.

Серийными являются энергоблоки РБМК и ВВЭР мощностью в 1000 МВт. Хотя «серийными» их можно назвать с большой натяжкой: несмотря на кажущуюся однотипность реакторов, каждый из них имеет свои индивидуальные особенности, так что среди построенных энергоблоков едва ли отыщутся хотя бы два «брата-близнеца».

Репутация реакторов РБМК была основательно запятнана аварией в Чернобыле. И хотя за истекшие 20 лет эти энергоблоки реконструированы до такой степени, что от прежнего реактора осталось только название, приговор им вынесен окончательный: больше РБМК строиться не будут. «Последним из могикан» может стать почти достроенный энергоблок № 5 Курской АЭС: его судьба ещё решается.

Энергоблоки ВВЭР-1000 наработали достаточно солидный опыт эксплуатации, имеют достаточный уровень безопасности и надёжности. Этот тип реактора и положен в основу проекта АЭС-2006, первого по-настоящему серийного энергоблока, который до 2015 года позволит реализовать первый этап федеральной программы развития атомной энергетики.

Впрочем, как утверждают проектировщики, от «прародителя» он будет отличаться весьма существенно. В первую очередь – по экономическим показателям. На 15% повысится мощность: новый энергоблок будет выдавать порядка 1150 МВт. С повышением коэффициента использования установленной мощности блока годовая выработка электроэнергии возрастёт на 20%. Как минимум на 67% увеличится проектный срок службы – до 50, а в перспективе – и до 60 лет. В то же время, сократятся расходы на строительство и эксплуатацию. Так, на 15% будет снижена удельная материалоёмкость, на 20% сократятся капитальные затраты, на 35% уменьшится объём отработанного ядерного топлива.

За счёт чего же планируется достигнуть улучшения показателей проекта, за отправную точку которого взят типовой энергоблок ВВЭР-1000? Во-первых, за счёт уменьшения консерватизма. Сущность этого понятия раскрыл на семинаре Клуба региональной журналистики директор по научно-технической политике концерна «Росэнергоатом» Владимир Асмолов:

– Что такое «консерватизм»? Это запасы на незнание, заложенные когда-то проектировщиками энергоблоков. Вот то знание, которое сегодня есть, которое накоплено за десятилетия эксплуатации реакторов, позволяет снизить эти «запасы на незнание»… Улучшат экономические параметры и оптимизация тепловой схемы блока, и снижение потерь в паропроводах, и повышение КПД турбогенераторов.

Например, опыт эксплуатации позволяет более продуктивно распоряжаться тепловой мощностью реактора, которая сегодня недоиспользуется. Дополнительные мегаватты могут быть получены и за счёт модернизации паровых турбин: современная промышленность позволяет изготовить более длинные лопатки, оптимизировать проточную часть и т.д. Новые технологии помогут улучшить параметры пароводяного тракта. Таким образом, без особых «революционных» изменений уже имеющегося энергоблока удаётся получить более эффективную машину, соответствующую современным требованиям энергетики.

– Формула АЭС-2006 проста: гарантированная безопасность плюс экономическая эффективность, – говорит Владимир Асмолов. – Стартовый этап – определение облика, конкретизация технических характеристик блоков на базе многофакторного оптимизационного анализа. Второй этап – сооружение двух головных энергоблоков на Нововоронеже и на Ленинградской площадке. Постараемся на этих двух блоках отработать все процедуры, которые в будущем обеспечат необходимые сроки. Не скрываю, сложно сегодня с промышленностью, сложно со строительными функциями. И последний этап – это первые 16 блоков. Здесь очень важно перейти на новые методы строительства, на новые методы изготовления. Это перенос функций с площадки на завод. Заводское изготовление всегда лучше, всегда качественнее, чем строительные работы. То есть это блочное изготовление, крупноблочный монтаж. Цель – удвоить наши мощности к 2020 году.

ПЕРЕДАТЬ ЭСТАФЕТУ

Таким образом, удастся в кратчайшие сроки создать проект энергоблока, не требующего времени на «доводку», экономически конкурентоспособного и пригодного для серийного строительства. Унификация оборудования позволит уложиться в кратчайший срок строительства: как планируется, он составит порядка 5 лет. Проект АЭС-2006 – это быстрый ответ на проблему нарастающего энергодефицита, связанного как с ростом энергопотребления, так и с необходимостью замещения выбывающих мощностей (в том числе АЭС первых поколений).

Исходя из этого, сформирована и карта размещения новых энергоблоков: Центральный и Южный регионы России, Северо-Запад, Южный Урал… Это те районы, где быстро растёт потребление электроэнергии, а органическое топливо дорого и малодоступно. А также – выбывающие в перспективе атомные энергоблоки, требующие замещения эквивалентными источниками энергии.
Немаловажную роль играет и возможность поточного строительства: экономически эффективной признана 4-х блочная АЭС с интервалом ввода новых  энергоблоков в 1-2 года. А значит, площадка должна быть обеспечена комплектом необходимых ресурсов: от гидрологических до кадровых.

На плечи АЭС-2006 ложится ещё одна функция. Признав развитие атомной энергетики жизненно необходимым, государство вкладывает в их сооружение бюджетные средства. Но только до 2015 года, чтобы обеспечить «толчок» атомной энергетике, за последние 20 лет запустившей всего 4 энергоблока ещё советского задела. После 2015 г. атомщики должны сами обеспечивать себя финансами для последующего развития. Энергоблоки серии АЭС-2006, массово введённые в эксплуатацию, будут зарабатывать деньги на строительство новых АЭС. Государство же тем самым «убьёт двух зайцев»: не только обеспечит энергией растущую экономику, но и будет способствать поддержанию на должном технологическом уровне «ядерного щита Родины». Ведь содержание и регулярная модернизация ядерно-оружейного комплекса были бы делом дорогим, непосильным для госбюджета, если бы не функционировала «гражданская» составляющая атомной отрасли с её самоокупаемой научно-исследовательской базой.
К тому моменту, когда начнётся следующий этап развития атомной энергетики (после 2015 г.), будет создан более мощный реактор на тепловых нейтронах – вероятно, им станет ВВЭР-1500. Он придёт на смену проекту АЭС-2006, и в совокупности с внедрением серийного реактора на быстрых нейтронах БН-1800 будет встроен в новую технологическую платформу российской атомной энергетики – создание замкнутого ядерно-топливного цикла.