Как показали многократные аварии, повлекшие за собой не только социальные, но и экономические последствия вплоть до снижения прогнозов нефтедобычи, Казахстану важно задуматься о создании более надежного и устойчивого энергобаланса. В связи с этим привлекает внимание развитие атомной энергетики как перспективной альтернативы угольной генерации в долгосрочный период. Тем не менее, по мнению некоторых экспертов и общественных деятелей, строительство АЭС – слишком дорогостоящий проект, который требует много времени на реализацию. Глава отдела радиационной физики твердого тела Института ядерной физики Казахстана Сергей Кислицын рассказал LS о долгосрочных перспективах использования тепловых и атомных электростанций для обеспечения энергией страны.
- По данным министерства энергетики, уровень износа ТЭЦ достигает 66%. В качестве одной из мер решения проблемы рассматривается создание АЭС. Однако ее строительство может стоить $10-15 млрд, что делает данный проект дорогостоящим. По вашему мнению, будут ли расходы оправданными?
- Если говорить о стоимости реализации проекта, действительно, строительство АЭС обойдется очень дорого. Особенно если сравнивать с возобновляемыми источниками энергии. Для Казахстана один блок АЭС будет стоить, по моим оценкам, $8-10 млрд. Это, конечно, серьезные вложения, которые потребуются от государства. Сразу надо сказать, что строительство угольной генерации обходится дешевле, чем возведение атомной электростанции. Но если вы посмотрите на экибастузские станции на традиционном топливе, то они требуют несколько эшелонов угля ежедневно. В результате, если посмотреть в долгосрочной перспективе, например, 20 лет, где на одну электростанцию каждый день уходит огромное количество сырья, то мы видим, что АЭС оказывается не таким уж дорогостоящим проектом. Конечно, тут единовременные вложения довольно велики, но урановое топливо стоит гораздо дешевле потребляемого угля, поэтому в долгосрочной перспективе использование мирного атома выгоднее. Нужно понимать, что угольная генерация не приближает Казахстан к достижению целей по углеродной нейтральности.
Если сравнивать АЭС с солнечной или ветрогенерацией, то атомная энергетика не зависит от перемены погоды, устойчива к природным катаклизмам и прочим явлениям. Это надежный и постоянный источник электроэнергии и тепла.
- Какие перспективы у угольных тепловых станций?
- Конечно, сейчас данная технология, так сказать, не находится в мировом тренде. Станции на угле, газе, нефти менее актуальны, так как есть несколько факторов. В целом мировая тенденция такова, что электроэнергия или товары, произведенные с помощью электроэнергии, полученной от тепловых станций, будут облагаться на многих рынках большим углеродным налогом. Даже если стране заняться продажей полуфабрикатов, это будет очень сильно бить по конкурентоспособности товаров из Казахстана. Такие аспекты, как налоги за загрязнение атмосферы и другие экологические выплаты, в конечном итоге приведут к высоким издержкам для наших экспортеров.
- Насколько высок риск загрязнения со стороны АЭС?
- При штатной работе АЭС, оборудованной современными реакторами поколения 3+, риски загрязнения территорий или повышения радиоактивного фона сведены к нулю. А выбросы в атмосферу парниковых газов отсутствуют. Напомню, что в угле, который сжигается угольными электростанциями – и это всем известно – содержатся радиоактивные элементы урана, тория, радия и т.п. Радиационный фон вокруг угольных станций гораздо выше, чем у АЭС. Я сам живу в месте, где ядерный реактор активно эксплуатируется с 1968 года, и у нас в микрорайоне Алатау, где находится Институт ядерной физики, радиационная, так же, как и экологическая, обстановка гораздо лучше, гораздо чище, чем в Алматы. В большом городе, где много транспорта, использующего углеродное топливо, промышленных и жилых объектов, которые дымят, выбрасывают в атмосферу продукты сгорания, и радиационный фон гораздо выше, и различных загрязнителей, в том числе в виде тяжелых металлов, гораздо больше. Конечно, угроза аварии всегда есть. Но с каждым новым поколением у АЭС появляется все больше степеней защиты. Сейчас в новых атомных электростанциях поколения 3+, а это именно то, что собираются строить в Казахстане, используются в том числе пассивные системы безопасности, которые работают как предохранитель: если что-то случается, то реактор просто отключается и переводится в безопасное состояние, не требуя участия человека. Кроме того, разрабатываются новые системы безопасности, за счет чего и идет существенное удорожание строительства данной станции, потому что большие средства вкладываются в обеспечение безопасности.
В условиях постоянного дискурса о стоимости электроэнергии от атомных станций по сравнению с традиционными источниками важно понимать, что современные атомные электростанции предлагают высокий уровень надежности и долговечности. Новейшие реакторы поколения 3+ обеспечивают срок службы около 60 лет с возможностью продления эксплуатации, что гарантирует стабильную поставку энергии практически на столетие вперед. Но и реакторы более раннего поколения демонстрируют высокую надежность. Например, на АЭС Ловииса в Финляндии первый блок реактора ВВЭР 440 начал строиться в 1971 году и был сдан в эксплуатацию в 1977 году. Станция производит более 10% потребляемой в Финляндии электроэнергии. Похожий пример есть и в России: на Нововоронежской АЭС 4-й блок был запущен в еще 1972 году и работает до сих пор, после продления срока эксплуатации. Еще один пример – Франция, где на долю атомной энергетики приходится 70% от общего объема генерации. Суммарная мощность действующих ректоров превышает 60 ГВт. И это при том, что большая часть реакторов Франции была построена в конце 1970 – начале 1980 годов, а первоначальный срок службы реакторов второго поколения планировался в 30-40 лет. В контексте ограниченных ресурсов для возведения гидроэлектростанций и изменчивости ветра для ветряных установок атомные станции представляют собой основу экономики, обеспечивая непрерывное и надежное производство электроэнергии, независимо от природных условий.
- Будет ли стоимость электроэнергии от АЭС дороже, чем от традиционных источников?
- Вы понимаете, на первых АЭС срок службы составлял 30 лет. Сейчас на новых реакторах поколения 3+ проектный срок службы – 60 лет, с возможностью продления эксплуатации еще лет на 20. Кроме того, те реакторы поколения 2, 2+, 3, которые были рассчитаны на 30 лет, до сих пор работают, хотя прошло уже 50 и более лет. Специалисты периодически освидетельствуют оборудование реакторной установки и принимают решения: если само сооружение позволяет работать дальше по истечении 30 лет, то они продолжают функционировать, если что-то не так, то их, конечно, закрывают. Прогноз следующий: на АЭС с реактором 3+ поколения гарантированный срок службы – 60 лет, но, как следует из практики эксплуатации АЭС, считается, что она сможет работать до 100 лет. То есть, один раз построив такую электростанцию, вы обеспечиваете электроэнергией два, а то и три-пять поколений жителей страны. Да, электроэнергия выходит дороже по сравнению с ветростанциями либо гидроэлектростанциями. Но мощности ГЭС в Казахстане ограничены, здесь нет таких крупных рек, а если и есть, то они уже используются. Это и Ульбинская ГЭС в Восточно-Казахстанской области, и в Алматы на горных речках. У нас не так много возможностей для строительства ГЭС, это очень ограниченный ресурс для получения энергии. С ветровой тоже не все так просто. К примеру, лопасти генератора ВЭС должны вращаться для выработки электроэнергии с определенной скоростью ветра. Скорость ниже или выше – и генератор останавливается, а лопасти флюгируются, чтобы исключить воздействие на них ветра. Таких регионов в Алматы и в области не так много. В нашем регионе подходящие условия только вдоль реки Или, где ВЭС и сооружаются. На севере Казахстана – да, там есть смысл рассчитывать на ВЭС, в то время как на юге предпочтительнее вырабатывать электроэнергию на солнечных станциях. Но здесь тоже не все так просто, хотя это направление обязательно нужно развивать.
Следует отметить, что наше министерство энергетики серьезное внимание уделяет водородной энергетике. Это еще один способ генерации электроэнергии, которую можно получать за счет сжигания водорода: сжигаешь водород – получаешь воду, получаешь энергию, не загрязняешь окружающую среду. Но это дорого: чтобы получить водород в настоящее время, да и в будущем, надо затратить энергии больше, чем потом будет получено при его сжигании. Если у вас есть избыток энергии, например, в районе АЭС, то можно получать водород и накапливать его – а накапливать водород гораздо проще, чем накапливать электричество – а потом сжигать его. Очень перспективно, чтобы на водороде работал транспорт. Для Алматы, например, это было бы очень актуально, потому что в результате будет меньше загрязнений.
Это все нужно использовать, но в электроэнергетике страны должны быть постоянные, бесперебойные источники генерации. Такими могут стать АЭС. То есть ветровые зависят от ветра, солнечные – от солнца, пыли и много чего. А АЭС будет работать с постоянной эффективностью, вырабатывать какое-то постоянное количество энергии 100 или, в крайнем случае, 60 лет. Это будет постоянный способ получения энергии, не зависящий от силы ветра, солнечной активности и др. И такие источники энергии должны быть, это основа экономики, наряду с которыми развивать другие источники энергии – ветровые, солнечные, какие угодно. Но они зависят от природных условий, то есть полностью строить свою экономику только на них очень рискованно, можно оказаться у разбитого корыта.
- То есть АЭС может стать основным источником энергии для Казахстана?
- Безусловно. Во-первых, предполагается, что АЭС будет расположена между севером и югом. Это удачное место для того, чтобы обеспечивать электроэнергией равномерно все части страны. Атомная станция – в случае необходимости всегда можно будет перекачивать энергию либо на север в Павлодарскую, Петропавловскую области, либо в южные регионы страны. Это опора моста с севера на юг, который позволит регулировать энергоснабжение территории Казахстана. Если где-то, например, на севере, будет недостаток энергии из-за природных явлений, то можно перебросить ее на север. Если на севере все хорошо, можно на юг. Это основа, постоянный источник, который должен обеспечивать от 60 до 80% потребления энергии. Остальное – это местные источники. В качестве постоянных источников энергии – это будущие АЭС и тепловые станции, которых сейчас достаточно много в Казахстане, и от них пока никуда не уйти, тем более что две ТЭЦ планируется построить в ВКО. Но тут деваться просто некуда, потому что вы сами знаете, что происходит в Риддере и других городах, когда все изношенное, старое просто рушится.
- Какими мерами безопасности будут обеспечены строительство и эксплуатация АЭС с учетом проблемы высыхания Балхаша?
- По поводу экологической ситуации и озера Балхаш можно сказать следующее: строительство АЭС на озере Балхаш не представляет угрозы для озера. Для озера Балхаш естественные испарения с его площади на два порядка больше, чем потребление воды АЭС, если оно вообще будет. Охлаждение систем атомного реактора не представляет никакой угрозы радиоактивного загрязнения, потому что охлаждается реактор за счет циркуляции воды в замкнутом первом контуре. Во втором или третьем контуре, связанном с внешними водными резервуарами, вода чистая и не смешивается с водой первого контура. Но и это не все – возможна и такая организация охлаждения, при которой нет контакта с водоемом, вода третьего контура охлаждается в градирнях. Это позволяет избежать постоянного забора воды из природных водоемов, таких как озера, реки.
В то же время есть проекты АЭС, которые используют систему сухих градирен, как в системе отопления помещений, при которой горячая вода остывает при циркуляции, нагревая воздух и обогревая жилые и производственные помещения.
Что касается радиоактивных выбросов при штатной работе атомных реакторов, я могу с уверенностью сказать, что при правильной организации работ этого не случится.
Примером может быть наш поселок Алатау, который находится в 20 километрах от центра Алматы. За 60 лет эксплуатации ядерного реактора здесь не было ни одного случая загрязнения территории или радиоактивного заражения людей. Это достигается постоянным радиационным контролем проб воздуха, почвы, питьевой и технической воды и другими методами контроля радиационной обстановки.
Еще был вопрос, есть ли у нас люди, которые могут обеспечить работу реактора. У нас уже был энергетический атомный реактор, который отработал гарантийный срок 30 лет на побережье Каспийского море в Актау, это реактор на быстрых нейтронах Мангышлакского энергокомбината. Прошло уже больше 20 лет как этот реактор закрыт. Ну, естественно, люди разошлись, кто-то нашел для себя другое место работы, но кадры и навыки управления и эксплуатации реактора остались. Кроме того, у нас есть в настоящее время несколько действующих реакторов. Да, это исследовательские реакторы, они меньшей мощности, меньших габаритов, но все, что есть на большом реакторе, есть и здесь. Кроме того, у нас есть возможность подготовки специалистов в отечественных вузах. Более того, страна, которая будет строить АЭС у нас, обязуется обучать и направлять на стажировки местных специалистов. Будущий персонал сможет пройти полноценное обучение.
Ну и еще одной гарантией безопасности является то, что строиться у нас будут только апробированные реакторы, которые действительно работают в мире и доказали свою надежность и безопасность.
- Возможно ли комбинировать работу ТЭЦ и АЭС? Есть ли возможность в перспективе отказаться от угольной генерации?
- На данном этапе отказаться от ТЭЦ не сможем, так как возведение АЭС займет до 10 лет. Кроме того, нужно произвести подготовительную работу. В настоящее время это невозможно, но в перспективе есть вероятность, я думаю. Сейчас мировой тренд – модульные АЭС, то есть электростанции небольшой мощностью в несколько десятков мегаватт. Это электростанции, не требующие большого количества персонала, которые могут отапливать и снабжать электричеством небольшие города. То есть не транспортировать энергию из Балхаша, например, в Атырау, а поставить непосредственно там, в Атырау, небольшую АЭС. Это может стать выходом, но пока это только перспективы, это то, к чему идет развитие ядерной технологии. Можно поставить один реактор, если его не хватит – поставить рядом другой. Стоимость будет достаточно небольшой. Это одна перспектива.
Кроме того, будет развиваться ВИЭ, и с годами они будут занимать все большую долю в электрогенерации. Сейчас на ветровую энергетику приходится около 3% или 5%, но к 2050 или к 2060 при самых оптимистических прогнозах можно будет довести ее до 20-25%. Вот тогда, наверное, это и будет совместное существование. Угольные станции наверняка будут постепенно замещаться. Насколько выгодно и удобно это для Казахстана, покажет опыт эксплуатации первой АЭС.
- Какие критерии необходимо рассматривать при выборе технологии с учетом долгосрочной перспективы?
- Критериев для выбора будет несколько. Первый – безопасность, насколько АЭС будут безопасны. Второе – что будет с радиоактивными отходами, отработанным ядерным топливом. Потому что разные страны, которые предлагают строительство АЭС, имеют разные подходы. Например, Россия забирает себе отработавшее ядерное топливо и перерабатывает его. Третий критерий – стоимость и форма оплаты. Некоторые страны строят в долг за чужие средства, а потом за счет части выработанной электроэнергии покрывают кредит перед поставщиком. Либо через международные фонды, если они выделят деньги на строительство АЭС. То есть мы будем продавать энергию и сразу отдавать деньги. Единоразово $10 млрд Казахстану будет очень тяжело вложить в строительство АЭС. Мало кто в мире может пойти на такие единоразовые траты. Беларусь построила АЭС в долг, и сейчас они продают энергию и отдают этот долг.
В любом случае тот, кто предложит лучший вариант, тот и будет иметь преимущество.
* Градирня – устройство для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха. Иногда градирни называют также охладительными башнями.
