НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ
ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ РОССИИ
В 2006 году для дальнейшего развития ядерно-энергетической отрасли России был принят ряд принципиальных решений. Во-первых, президент в своем послании Федеральному собранию поставил задачу обеспечения энергетической безопасности страны наращиванием мощностей ядерной энергетики и увеличением доли ее выработки до 25 % к 2030 году. Во-вторых, была принята Федеральная целевая программа «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 гг. и на перспективу до 2015 г.».
В. Саломатов, зав. лабораторией Института
теплофизики СО РАН, д.т.н., профессор,
Почетный работник ТЭК РФ
 |
|
К окончанию срока реализации ФЦП на российских АЭС должны быть введены в эксплуатацию десять новых энергоблоков общей мощностью свыше 11 ГВт, еще десять энергоблоков будут находиться на разных стадиях строительства. Общая установленная мощность АЭС к 2015 г. должна составить более 33 ГВт. Доля электроэнергии, производимой АЭС, будет равняться 18,6 % общего объема производства электроэнергии в РФ. Чтобы достичь 25-процентного уровня, необходимо до 2030 г. построить порядка 40 энергоблоков АЭС. Таких темпов развития отрасли еще не было в новейшей истории России. Создается мощная корпорация «Атомэнергопром» — в какой-то степени аналог бывшего Минсредмаша. В нее войдут предприятия, осуществляющие добычу урана, фабрикацию топлива, производство электроэнергии, включая также строительство АЭС в России и за рубежом; проектные и научные организации; заводы атомного машиностроения. На первом этапе для выполнения программы закладывается более 1,4 триллиона бюджетных рублей.
Чтобы подтвердить обоснованность планов по масштабному строительству новых АЭС, которое Госдума РФ назвала еще одним национальным проектом, необходимо привести доказательные доводы. Учитывая, что Россия — самая холодная страна в мире, имеет самую протяженную границу, 11 временных поясов, а новые сырьевые месторождения расположены на необжитых и труднодоступных территориях, страна должна строить свою перспективу, в том числе, и как ядерно-энергетическую.
По результатам двухсторонних переговоров в рамках саммита «Большой восьмерки», состоявшегося в прошлом году в Санкт-Петербурге, президенты России и США приняли совместное заявление по вопросам ядерной энергетики. «РФ и США убеждены, что ЯЭ является сегодня проверенной технологией для надежного обеспечения электроэнергией…, а также важной составляющей любого решения проблемы удовлетворения растущего спроса на энергию».
Всего пять стран в мире обладают полным циклом ядерных технологий. И Россия с ее опытом, кадрами и технологиями, как считает правительство РФ, должна занять на этом рынке достойное место и уже на первых этапах выйти на уровень 20 % мирового объема. Важными событиями для России в этом ряду явились выигрыш корпорацией «ТВЭЛ» двух тендеров на поставку ядерного топлива для АЭС в Чехию и Финляндию, а также тендера на строительство двух энергоблоков в Болгарии. Сохранена позиция России по строительству АЭС в Иране, первый энергоблок которой планируется ввести в этом году. Сегодня по российским технологиям, на российском оборудовании и с участием России также строятся два энергоблока в Китае, два — в Индии.
Проблемы использования ядерной энергии в производстве электричества и тепла связаны, в основном, с экологией, экономикой и безопасностью.
Первый аспект — экологический. Существенный плюс здесь заключается в том, что АЭС не выбрасывают в атмосферу парниковых газов. Второй плюс: на АЭС не сжигается кислород. Каждая сжигаемая тонна угля забирает годовую потребность десяти человек в кислороде. Уже сейчас некоторые территории Земли в промышленно развитых странах расходуют кислорода значительно больше, чем его продуцируют. Третий плюс — выбросы в окружающую среду образовавшихся радионуклидов, рассматриваемые обычно в качестве основного негативного аспекта ядерной энергетики, в большей степени характерны для ТЭС. Из данных специалистов Германии следует, что среднегодовые индивидуальные дозы облучения в районе расположения ТЭС мощностью 1 ГВт (эл.) колеблются в пределах 5-50 мкЗв (0,5-5 мбэр), что превышает аналогичную дозу вблизи АЭС в 7-10 раз.
Второй аспект — выгодна ли атомная энергетика экономически? Результаты анализа показывают, что использование ЯЭ во всех регионах России западнее Урала целесообразнее использования энергии на органических энергоносителях, а в районах Урала конкурентоспособны оба варианта.
Третий аспект. Чрезвычайно важна деятельность ядерной отрасли при решении ключевых проблемных вопросов, относящихся к атомной энергетике: безопасность, удаление радиоактивных отходов.
Развитие надежной сети обеспечения ядерной безопасности в течение последних двух десятилетий оправдало себя, что привело, по оценке МАГАТЭ, к повышению общего уровня ядерной безопасности. Сохранение высоких показателей безопасности имеет принципиальное значение для того, чтобы атомная энергетика осталась жизнеспособным вариантом электро- и теплоснабжения.
Обращение с отработанным ядерным топливом и его захоронение все еще остается проблемой для ядерной энергетики. Если сравнить количество отработанного ядерного топлива, ежегодно появляющегося во всем мире и составляющего, по данным МАГАТЭ, 12 тысяч тонн, с 25 миллиардами тонн золошлаковых отходов при сжигании ископаемого топлива, то количество ядерных отходов кажется сравнительно небольшим. Но общественное мнение, похоже, останется скептическим до тех пор, пока первые хранилища в геологических структурах земли не будут введены в эксплуатацию, а надежность технологий захоронения не будет полностью продемонстрирована.
Четвертый аспект имеет отношение к влиянию, которое оказывает общественность на выбор энергетической стратегии своей страны. Тяжелые ядерные аварии на АЭС «Трехмильный остров» в США и на Чернобыльской АЭС, где человеческий фактор оказался решающим, стали сильным ударом, после которого репутация атомной индустрии так и не была полностью восстановлена. И, несмотря на множество мер, предпринятых с целью исключения возможности повторения аварий в дальнейшем, указанный риск присутствует, как и в других опасных производствах, и этот риск продолжает сильно отягощать общественное сознание.
Очень часто ядерная энергетика противопоставляется, особенно в СМИ, возобновляемым энергоисточникам. В действительности ЯЭ не может рассматриваться как конкурент возобновляемых источников энергии, таких как ветровые, солнечные и геотермальные станции. Проблема заключается в том, что до сих пор не были наглядно продемонстрированы потенциальные возможности ни одного возобновляемого источника, способного обеспечить «базовую» мощность электроэнергетики, необходимую для замещения крупных электростанций, работающих на ископаемом топливе.
Возобновляемые источники, по мировым прогнозам, будут иметь вспомогательный, прежде всего региональный характер. Несмотря на привлекательность энергии солнца, ветра, горных рек, океанических приливов и других, якобы «бесплатных» и «чистых» источников энергии, экологические последствия их использования весьма проблематичны. Об этом мало известно населению, особенно по сравнению с теми страхами, какими окутана атомная энергия.
Так, гидроэнергетика приносит ущерб окружающей среде затоплением огромных территорий плодородных земель, пойменных лугов, климатическим изменением, нарушением водного баланса. В истории гидроэнергетики имели место крупнейшие катастрофы. В Европе разрушение плотины в Волтонта (Италия) привело к гибели трех тысяч жителей, а авария на плотине в Морви (Индия) унесла жизни 15 тысяч человек.
Ветровые станции серьезно ухудшают флору и фауну в зоне их размещения. Так, в штате Огайо (США) была построена крупнейшая в мире ветроэнергетическая установка мощностью 10 МВт. От ее шумового воздействия в радиусе нескольких километров перестали летать птицы и насекомые, населению рядом с ВЭС стало жить невозможно из-за инфразвука, совпадающего с биоритмом головного мозга и вызывающего серьезные психические заболевания. Недолго проработав, ветровая станция была продана на слом.
Использование энергии солнца из-за низкой ее плотности требует отчуждения огромных территорий. Так, для строительства СЭС мощностью 1000 МВт (эл.) в средней полосе Европейской части при КПД 10 % необходима минимальная площадь в 67 кв. км.
Перспективы же развития ЯЭ основываются на следующем: урановых и ториевых руд хватит на несколько столетий при существующей технологии их использования на серийных ядерных реакторах, и на тысячелетия, если они будут служить для быстрых реакторов-размножителей; воздействие ядерной энергетики на окружающую среду в нормальном режиме эксплуатации уже сегодня минимальное и поддается контролю.
В настоящее время определяющая роль в производстве электроэнергии в мире принадлежит тепловой энергетике на органическом топливе. Такая ситуация, очевидно, сохранится и в обозримой перспективе. В структуре современного мирового производства электроэнергии ТЭС составляют 64,1 %, АЭС — 17,3 %, ГЭС — 18 %. В России просматривается та же тенденция по выработке электроэнергии: на долю ТЭС приходится 75 %, АЭС — 12 %, ГЭС — 13 %. Прогнозируемое истощение органического топлива служит мощным стимулом поиска других альтернативных энергоносителей. ЯЭ в этом ряду — самый масштабный технологически и технически освоенный энергоисточник, способный обеспечить всё возрастающие потребности в электрической и тепловой энергии на тысячелетия.
Из 442 эксплуатируемых в настоящее время в мире атомных энергоблоков менее 10 % находятся в развивающихся странах. На сегодняшний день перспективы расширения атомной энергетики связаны с Азией. В Индии, Японии, Южной Корее и Китае (включая Тайвань) расположены 16 из 27 строящихся во всем мире энергоблоков. В Азиатско-Тихоокеанском регионе находятся также 22 из 31 реактора, которые будут подключены к сети энергоснабжения. В противоположность этому, в Западной Европе и Северной Америке строительство объектов атомной энергетики находится в замороженной фазе.
Значительные достижения за последние годы в области безопасности эксплуатации и экономических показателей стало существенной движущей силой в принятии решений о продлении лицензий по функционированию АЭС. Так, в США за последние 5 лет 26 атомных станций получили лицензии на продление срока работы еще на 20 лет, а 50 АЭС сообщили о своем намерении заняться их продлением.
За прошедшие годы в большинстве стран отношение к ЯЭ изменилось в лучшую сторону. Об этом говорят результаты опросов общественного мнения. В Финляндии 38 % опрошенных — за сохранение действующих АЭС, 88 % выступили за развитие атомной энергетики. Во Франции поддерживают атомную энергетику свыше 70 %, в США — около 80 %. Такой же высокий рейтинг АЭС в Великобритании, Японии, Южной Корее и ряде других экономически развитых стран. В Швейцарии в мае прошлого года жители высказались на референдуме за ядерную энергетику. Однако четыре другие западноевропейские страны — Бельгия, Германия, Нидерланды и Швеция в настоящее время придерживаются политики отказа от ядерной энергетики, а некоторые страны, включая Австрию, Данию и Ирландию, проводят политику запрета атомной энергетики. Опрос ВЦИОМ РФ показал, что число россиян, считающих, что ЯЭ способствует экономическому росту России, выросло с 12 до 24 %, а 19 % граждан уверены, что этот сегмент экономики необходимо развивать и дальше.
Объясняя отсутствие в США активной оппозиции расширенному строительству АЭС, член конгресса США Лесли Уоллис отмечает, что «американцы понимают, что легко ратовать за экологически чистую „зеленую лужайку“, но крайне трудно жить на ней без всех тех благ, которые дает атомная энергетика. В США не воспринимают ее как исчадие ада, а ученых не считают злыми гениями, только и помышляющими о том, как бы извести доверчивое человечество».
Ядерная энергетика России на сегодня — одна из наиболее развитых наукоемких отраслей. Технологическое отставание за годы реформ здесь значительно меньше, чем в других областях. По производству электроэнергии на АЭС Россия занимает 18-е место в мире. В России действуют 10 АЭС общей мощностью 22,2 млн кВт.
Стратегия развития ЯЭ, особенно на данном этапе, обязана быть сконцентрирована на решении главной проблемы — безопасности для населения. Поэтому дальнейшее ее становление связано с реакторами нового поколения, обладающими внутренне присущими свойствами безопасности (по терминологии МАГАТЭ — «всепрощающий» реактор). В решении проблем безопасной АЭС ключевая роль отводится фундаментальной программе МАГАТЭ «Международный проект по инновационным ядерным реакторам и топливным циклам» (ИНПРО). Осуществляется с теми же целевыми установками проект США «Генерация-IV». В России в течение последних 15 лет проводился, несмотря на огромные финансовые трудности, поиск наиболее эффективного развития реакторных технологий. Реализуется программа «Безопасная атомная электростанция», в которой представлены основные направления развития ЯЭ РФ как в плане совершенствования традиционных технологий, так и реакторных установок повышенной безопасности, которыми будут комплектоваться российские АЭС XXI века. Для класса водо-водяного реактора — это ВВЭР-1500, В-392, В-410, ВВЭР-640, ВПБЭР-600, АСТ-500; уран-графитового реактора — МКЭР-800; реактора на быстрых нейтронах — БН-800, БН-1600, БРЕСТ-300 и БРЕСТ-1200; высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР); реакторы со свинцово-висмутовым теплоносителем; жидкосолевые реакторы; реакторы-трансмутаторы с циркулирующим топливом (для выжигания радиоактивных продуктов деления); реакторы для плавучей АЭС; реакторы для подземной АЭС; реакторы малой мощности и ряд других типов ЯЭУ. И все же реакторы на быстрых нейтронах рассматриваются как главная перспектива развития ЯЭ, так как в них реализуются условия наилучшего использования ограниченных запасов естественных урановых руд.
Ядерно-энергетический комплекс — уникальный сектор экономики РФ, в котором наряду с проектными, строительными, монтажными, ремонтными, эксплуатирующими организациями, находятся также научные учреждения с передовой экспериментальной базой, сложнейшим стендовым хозяйством и высококвалифицированными кадрами. Наука — это неотъемлемая часть новых технологий, без которых атомная энергетика и промышленность развиваться и быть конкурентоспособными не могут. Масштабные задачи по развитию ядерной энергетики РФ требуют расширения фронта научно-технологических исследований по ЯЭ, а также разработки механизмов инновационной деятельности в этой сфере.
Исключительно остро встает проблема кадров. Автор статьи до перевода в СО РАН был организатором и длительное время заведующим кафедрой теплофизики и атомной энергетики в Томском политехническом университете, поэтому из первых рук знаком со сложными проблемами обучения и становления выпускников для столь ответственной отрасли. За этот период было подготовлено свыше 1000 инженеров, которые сегодня занимают ключевые позиции на действующих АЭС в России и за рубежом. Подготовку современных специалистов по высоким технологиям в ЯЭ необходимо начинать немедленно, и прежде всего в НГУ.
Более 40 лет назад основатель Новосибирского научного центра академик М. А. Лаврентьев обосновал необходимость создания в НГУ факультета физико-технического профиля. К сожалению, вплоть до сегодняшнего дня это не было реализовано. Наукоемкие производства требуют специалистов нового качества, прежде всего, исследователей, менеджеров, управленцев, способных ставить и оперативно решать проблемы по созданию и тиражированию высоких технологий. Современные высокие технологии предполагают интеграцию достижений науки, с одной стороны, и инженерной практики, с другой. Последнее диктует комплексный подход при подготовке такого уровня специалистов. Очень немногие ВУЗы обладают такой возможностью. НГУ является составной частью Академгородка, где в наличии сеть первоклассных научно-исследовательских институтов, тематика которых охватывает все перспективные научно-технические направления, в том числе и ядерную энергетику. Важным условием также является наличие в Новосибирске базовых предприятий Минатома. Поэтому на базе институтов СО РАН и крупнейших промышленных объединений города именно в НГУ целесообразна подготовка таких специалистов по новым инновационным образовательным программам в рамках физико-энергетического отделения. О необходимости создания в НГУ факультета высоких технологий неоднократно говорили: директор ИТ СО РАН чл.-корр. РАН С. Алексеенко, инициатива которого поддержана Ученым советом ИТ, руководители других институтов, директор физматшколы НГУ проф. Н. Яворский. С подобными целевыми задачами сегодня организуется в Красноярске Сибирский федеральный университет.
стр. 6-7
|
