АЭС на пути к коммерческим проектам
29.07.2010
Владимир Поплавский, советник генерального директора Государственного научного центра РФ - Физико-энергетического института
Металлоемкость БН-800 уже на 30% меньше, чем БН-600, но он вряд ли будет конкурентоспособен. Говорить об экономической конкурентоспособности уникальных образцов ядерной энергетики в принципе нельзя. А вот задача БН-1200 – достичь конкурентоспособности, это должно быть серийное производство.
- Владимир Михайлович, на какой стадии находится строительство БН-800, почему была выбрана Белоярская АЭС?
- Дело в том, что данная АЭС является полигоном для внедрения новых технологий, в основном – для испытания технологии «быстрых реакторов». 30 лет – очень значительный срок. Доказано, что натриевая технология быстрых реакторов обладает достаточной безопасностью и работоспособностью. Собственно, это и стало предпосылкой того, что мы разработали следующий проект БН-800, который является следующим шагом в развитии технологии «быстрых» натриевых (я подчеркиваю) реакторов. И это основа нашей деятельности по созданию такого реактора коммерческого типа.
БН-800 не будет коммерческим реактором, поскольку это единичный экземпляр, говорить об экономической конкурентоспособности уникальных образцов ядерной энергетики в принципе нельзя. Единичный образец всегда имеет высокую стоимость.
Технология «быстрых» реакторов сложнее, чем легководных, которые являются основой атомной энергетики во всем мире. Тем не менее, есть два фундаментальных свойства «быстрых» реакторов. Первое – это возможность воспроизводства топлива (сгорает меньше, чем воспроизводится). Когда топлива получается больше, чем сожгли, то это даже не вечный двигатель, а нечто большее. На 1 кг исходного ядерного топлива можно получить 1,5 кг другого топлива. Это расширенное воспроизводство ядерной энергетики за счет собственных ресурсов, не добывая ничего, не запрашивая уран с горнорудных предприятий. То есть с помощью этой технологии можно обеспечить устойчивое развитие человечества с точки зрения беспроблемного энергообеспечения, это главная задача.
И второе – экологическая приемлемость. Дело в том, что «быстрый» реактор уничтожает отходы, который вырабатывает обычный «тепловой» реактор. Это малые актиниды – нептуний, кюрий...
- А где будут перерабатываться отходы «быстрого» реактора?
- Конечно, как любая ядерная технология, реактор на БН тоже имеет отходы, но дело в том, что их удельная радиотоксичность существенно ниже. В процессе ядерных реакций образуются два типа отходов – во-первых, продукты деления, которые не транспортируются, и время полураспада которых сотни лет, и во-вторых - малые актиниды, которые живут тысячи лет. Трудно рассуждать о тысячелетнем периоде, мы и на 100 лет не можем ничего спрогнозировать. Но если говорить в философском смысле, что не надо оставлять потомкам всякую гадость, то именно «быстрый» реактор может трансмутировать продукты деления и снять проблему не только отработанного топлива, но и радиоактивных отходов в целом. Такой реактор «подметает» не только за собой, но и за тепловыми реакторами.
Безусловно, в технологическом процессе есть и отходы, и утечки. Но если говорить в целом о радиационной безопасности, то вовсе не ядерная энергетика создает сегодня главную опасность для экологии, а совершенно другие технологические процессы. Когда мы были в Челябинске в 2000 году, на комбинате «Маяк» фон был 12 мкр/ч, а на Челябинском металлургическом заводе – 24 мкр/ч. Мы заблуждаемся, думая, что ядерная энергетика опасна для экологии, надо смотреть на другие источники тяжелых металлов.
- Что даст строительство БН-800 и -1200 промышленности?
- Во-первых, БН-800 будет реактором, который впервые в России будет использовать не урановое топливо (238), как БН-600, а плутоний, полученный из урана-235. Этого изотопа урана всего 0,7% по отношению к урану-238, из которого получается плутоний. Поэтому мы и говорим об энергетической безопасности, когда вовлекаем урану-238 в топливный процесс.
Мы говорим о нефти, угле, газе, но если посмотреть энергоемкость всех возможных источников, то 60% энергетических запасов Земли сосредоточены именно в 238-м уране, а не в угле, нефти или газе. Когда В.Путин еще в 2000-м году сказал, что нужно переходить на атомную энергетику для устойчивого развития. К стати, что касается топлива для автомобилей, то получать с помощью ядерной энергетики водород и уже на водороде передвигаться в автомобилях вполне приемлемо.
- Каковы перспективные направления развития атомной энергетики в мире?
- Сейчас в мире порядка 370 ГВт установленной мощности, это около 450 энергоблоков, из них 104 в США. Но Америка уже 20 лет ничего не строит, после аварии они прекратили у себя строить. Безусловно, основой ядерной энергетики до 2050 г. будут тепловые реакторы различных модификаций, но постепенно топливный баланс, то есть исчерпание урана-235, приведет к интенсификации внедрения «быстрых» реакторов. Если рассчитать топливный баланс для России, то если к 2050 г. будет порядка 150 ГВт установленной мощности, то из ни 35% должно приходится на «быстрые» реакторы. Эти реакторы будут постепенно вытеснять «тепловые». Безусловно, тепловые реакторы совершенствуются, но их перспективы очевидны, поскольку удельное потребление ими урана-235 очень велико, а запасы его все-таки ограничены.
- У плавучих АЭС, основанных на тепловом цикле, есть перспективы?
- Видите ли, тут разные вопросы. Если рассуждать об энергообеспечении на далекую перспективу с учетом запасов ядерного топлива в земной коре, то новая технологическая платформа в лице «быстрых» реакторов не имеет альтернативы. Когда мы говорим о «плавучке», то это технология сегодняшнего дня, удовлетворение текущих потребностей населения, это локальная технология современного состояния дел. Если же говорить о замыкании ядерного цикла и воспроизводстве ядерного топлива, то в будущем появится и «плавучка» с быстрым реактором.
- Как добиться экономической целесообразности строительства «быстрых» реакторов по сравнению с другими источниками энергии?
- Сооружение такого уникального образца, как БН-600, оказалось дороже, чем обычного реактора. Это в какой-то мере затормозило их перспективы. Это первая причина, а вторая – в том, что запасы урана на самом деле оказались гораздо больше, чем полагали в 1970-1980-х гг., когда технологии «быстрых нейтронов» уделялось во всем мире повышенное внимание. Поэтому внедрение «быстрых» реакторов было отодвинуто. Да, технология «быстрых» реакторов несколько сложнее, поэтому дороже. Но если переходить на серийное строительство, то удельные капвложения на киловатт установленной мощности будут снижаться.
Далее, надо внедрять новые технологические решения, которые в принципе уменьшают удельную металлоемкость проектов. Когда мы ставили себе задачу доказать, что технология работает и она безопасна, никто на экономику не обращал внимания, и БН-600 этому пример. Металлоемкость БН-800 уже на 30% меньше, но он вряд ли будет конкурентоспособен. А вот задача БН-1200 – не доказать преимущества, а достичь конкурентоспособности. Это должно быть серийное производство.
Есть и вторая компонента повышения экономической эффективности. Мы сейчас считаем экономику ядерной энергетики по традиционным методикам, где способность БН перерабатывать отходы «теплового» реактора никак не учитывается. Во что обходится создание рудной технологии по добыче урана, ее замена на воспроизводство в ядерном цикле? Эту составляющую выгоды мы никак не оцениваем. Снижение затрат по обращению с ядерными отходами «теплового» цикла тоже можно перевести в деньги. Причем речь идет не просто о переработке отходов, а об их уничтожении.
Записал Олег Никитин, EnergyLand.info
Фото автора
Ссылки по теме:
Малые АЭС... да удалые
Российский атом за рубежом
Атомный юбиляр