Атомная энергетика: полный цикл от ископаемого урана до АЭС
766
Бакытжан ДЖАКСАЛИЕВ, вице-министр энергетики РК
Развитие мировой атомной энергетики берет начало в СССР с пуском в эксплуатацию в 1954 году в Обнинске первой в мире атомной электростанции мощностью всего 5 МВт. Во второй половине ХХ века происходил бурный рост строительства АЭС в развитых странах Европы и Америки, а также в Японии. На рубеже тысячелетий доля атомной энергии в общем балансе выработки электроэнергии в некоторых странах была весьма значительной, например, во Франции – около 75%. В 2013 году на всех АЭС мира было выработано 2 359 тераватт-часов электроэнергии,что составило около 11% от общего мирового объема.
В настоящее время в мире действует 437 атомных реакторов суммарной мощностью около 378 ГВт. Строится 67 блоков, в основном в азиатском регионе – Китае, Индии, Южной Корее, Турции, ОАЭ. По прогнозу Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) к 2030 году объем атомных мощностей в мире вырастет в 2 раза и составит более 700 ГВт. Ядерная энергетика останется составной частью национальных энергетических стратегий даже в тех странах, которые осуществляют поэтапное закрытие атомных станций и ищут им замену. Атомная энергия дает одну из немногих возможностей по реализации крупномасштабных мер по сокращению выбросов углекислого газа.
Сегодня преобладающее производство электроэнергии в Казахстане сконцентрировано на электростанциях, сжигающих органическое топливо, – около 87% установленных мощностей. При этом нынешнюю основу электроэнергетики РК составляют угольные ТЭС, которые производят около 74% электроэнергии. Следует отметить, что их суммарные годовые выбросы вредных веществ, в которые входят сернистый газ, оксиды азота и углерода, углеводороды и золовая пыль, на каждые 1 000 МВт установленной мощности составляют до 165 тыс. тонн. Подобные выбросы на АЭС полностью отсутствуют. Кроме того, в угле всегда содержатся природные радиоактивные вещества, которые при его сжигании практически полностью попадают во внешнюю среду. Таким образом, реальная опасность ТЭС, связанная с уровнем загрязнения окружающей среды, гораздо выше, чем потенциальная угроза, исходящая от АЭС.
Анализ программы развития энергетических отраслей ряда развитых стран показывает насущную необходимость внесения корректировки в стратегию развития энергетической отрасли РК, направленной на сбалансированное использование различных источников энергии, сочетающее в себе принципы экономической эффективности с гарантиями общей и экологической безопасности.
Казахстан сегодня относится к категории стран, которые приняли решение о реализации ядерно-энергетической программы и активно создают необходимую инфраструктуру. О необходимости строительства атомной электростанции в своих выступлениях неоднократно говорил Глава государства. И для этого имеется необходимый потенциал. В 2009 году наша страна вышла на первое место по добыче урана в мире и продолжает прочно удерживать это лидерство. К тому же, по объемам разведанных запасов урана Казахстан занимает 2-е место: 12%, или примерно 875 тыс. тонн от всех разведанных на планете его запасов сосредоточено в недрах РК. Большая часть этих запасов относится к бедным рудам. Но уникальный способ отработки месторождений методом подземного скважинного выщелачивания позволяет отечественной промышленности по себестоимости добычи конкурировать с богатыми по содержанию месторождениями Канады и Австралии. Кроме того, разработка месторождений, применяемая у нас технология, по сравнению с традиционными горными способами, в значительной степени уменьшает вред, приносимый окружающей среде, в десятки раз уменьшая выделение радиоактивных веществ в атмосферу.
За этапом активного наращивания добычи урана в РК приоритетным направлением в атомной промышленности становится выстраивание завершенного ядерного топливного цикла с использованием собственной ресурсной базы. Для того чтобы реализовать замыкание цикла и развитие высокотехнологичных переделов в атомной промышленности, у Казахстана уже есть значительные преимущества: наличие ресурсной базы и технологий.
В настоящее время АО «НАК «Казатомпром» ведет работу по созданию вертикально интегрированного комплекса ядерного топливного цикла. Имея в наличии такие звенья цикла, как добыча урана и производство топливных таблеток, в настоящее время реализуются планы по совместным проектам в области конверсии, обогащения урана и производства тепловыделяющих сборок в партнерстве с ведущими мировыми компаниями.
В Казахстане расположен Ульбинский металлургический завод, который производит высокотехнологичную урановую, бериллиевую, танталовую продукцию для нужд атомной энергетики, электронной, аэрокосмической, металлургической промышленности и других областей деятельности. Завод обладает технологиями изготовления компонентов ядерного топлива для АЭС и имеет более чем пятидесятилетний опыт работы. Сегодня это предприятие является сертифицированным производителем порошков и топливных таблеток диоксида урана и поставляет урансодержащую продукцию для ведущих мировых компаний США, Европы, Китая, Японии. В дальнейшем на заводе планируется создать производство для изготовления ядерного топлива, которое будет поставляться для АЭС в страны азиатского региона, будут использованы современные ядерные технологии, которыми обладают только страны, которые входят в число наиболее технически развитых.
Научно-техническая сфера атомной отрасли сосредоточена в таких специализированных научных и технических организациях, как РГП «Национальный ядерный центр», РГП «Институт ядерной физики», АО «НАК «Казатомпром» (Институт высоких технологий), Научно-технический центр «Безопасность ядерных технологий». Эти организации являются основой для эффективного развития и внедрения современных ядерно-физических технологий в энергетике, промышленности, медицине, сельском хозяйстве и обеспечивают исследования в области развития и безопасности АЭС.
Необходимо также отметить, что Казахстан имеет большой опыт в эксплуатации ядерно-энергетических установок. Так в период с 1972 по 1999 год эксплуатировался реактор БН-350 – первый в СССР опытно-промышленный реактор на быстрых нейтронах. В настоящее время проводится вывод его из эксплуатации.
В Казахстане существует развитая госструктура управления атомной отраслью. Сегодня ответственность за реализацию государственной политики в сфере использования атомной энергии несет Правительство в лице недавно созданного Министерства энергетики. В настоящее время в дополнение к существующей структуре создается специализированная управляющая компания для строительства атомной электростанции.
Следует отметить, что в 1997 году компетентными органами РК изучался вопрос строительства АЭС мощностью 640 МВт в районе поселка Улькен, вблизи озера Балхаш. Было разработано технико-экономическое обоснование (на базе реакторной установки ВВЭР-640), однако решение о строительстве не было принято.
В 2006 году для реализации проекта сооружения АЭС в районе города Актау было создано АО «Казахстанско-российская компания «Атомные станции». Предприятием было разработано технико-экономическое обоснование «Строительство атомной станции с реакторными установками ВБЭР-300 в Мангистауской области». ТЭО прошло установленные законодательством согласования и заключения, включая государственную экологическую экспертизу. В дальнейшем работы по проекту были приостановлены в связи с необходимостью принятия межправительственного Соглашения с Российской Федерацией по совместному проектированию и строительству АЭС с реакторной установкой ВБЭР-300.
В 2006–2009 годы Национальным ядерным центром были выполнены технико-экономические исследования на предмет обоснования строительства АЭС в РК. Результаты, полученные ранее, стали основой для выбора места ее размещения и конфигурации. Кроме того, принимая во внимание особенности энергосистемы Казахстана, а также современное развитие проектов ядерных реакторов, была определена целесообразность использования в составе будущей АЭС легководных реакторов с единичной мощностью 600–1 000 МВт.
В 2013 году по поручению Президента РК была организована работа правительственной комиссии и межведомственной группы по выбору места размещения АЭС. В итоге были сформулированы рекомендации по районам размещения станции и по типу реактора. Основные выводы заключались в том, что район поселка Улькен является наиболее предпочтительным для размещения АЭС. В то же время пригодным для реализации этого проекта является и район города Курчатова, расположенного на северо-востоке страны.
В мае 2014 года был утвержден план первоочередных мероприятий по строительству атомных электростанций в РК. В соответствии с планом будут разработаны технико-экономические обоснования о возведении АЭС для двух вышеназванных районов, и по их результатам, с учетом мнения местных представительных органов власти, будет принято окончательное решение Правительства о строительстве объекта.
Создание атомной энергетики, безусловно, является масштабной, дорогостоящей и очень сложной задачей для любого государства. При этом следует отметить, что современная АЭС находится в рамках очень жестких требований по техническому уровню, коэффициенту использования установленной мощности, по системам безопасности и управления, и в целом находится на уровне самых высоких международных критериев, одобренных МАГАТЭ.
На сегодня Казахстаном ратифицирован ряд международных соглашений, которые позволяют наладить широкое сотрудничество со странами, являющимися основными разработчиками и поставщиками ядерных технологий.
В заключение следует отметить, что использование АЭС будет способствовать обеспечению энергетической безопасности страны на долговременную перспективу, сокращению выбросов вредных веществ в окружающую среду, а также вхождению Казахстана в 30 самых развитых стран мира.
В настоящее время в мире действует 437 атомных реакторов суммарной мощностью около 378 ГВт. Строится 67 блоков, в основном в азиатском регионе – Китае, Индии, Южной Корее, Турции, ОАЭ. По прогнозу Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) к 2030 году объем атомных мощностей в мире вырастет в 2 раза и составит более 700 ГВт. Ядерная энергетика останется составной частью национальных энергетических стратегий даже в тех странах, которые осуществляют поэтапное закрытие атомных станций и ищут им замену. Атомная энергия дает одну из немногих возможностей по реализации крупномасштабных мер по сокращению выбросов углекислого газа.
Сегодня преобладающее производство электроэнергии в Казахстане сконцентрировано на электростанциях, сжигающих органическое топливо, – около 87% установленных мощностей. При этом нынешнюю основу электроэнергетики РК составляют угольные ТЭС, которые производят около 74% электроэнергии. Следует отметить, что их суммарные годовые выбросы вредных веществ, в которые входят сернистый газ, оксиды азота и углерода, углеводороды и золовая пыль, на каждые 1 000 МВт установленной мощности составляют до 165 тыс. тонн. Подобные выбросы на АЭС полностью отсутствуют. Кроме того, в угле всегда содержатся природные радиоактивные вещества, которые при его сжигании практически полностью попадают во внешнюю среду. Таким образом, реальная опасность ТЭС, связанная с уровнем загрязнения окружающей среды, гораздо выше, чем потенциальная угроза, исходящая от АЭС.
Анализ программы развития энергетических отраслей ряда развитых стран показывает насущную необходимость внесения корректировки в стратегию развития энергетической отрасли РК, направленной на сбалансированное использование различных источников энергии, сочетающее в себе принципы экономической эффективности с гарантиями общей и экологической безопасности.
Казахстан сегодня относится к категории стран, которые приняли решение о реализации ядерно-энергетической программы и активно создают необходимую инфраструктуру. О необходимости строительства атомной электростанции в своих выступлениях неоднократно говорил Глава государства. И для этого имеется необходимый потенциал. В 2009 году наша страна вышла на первое место по добыче урана в мире и продолжает прочно удерживать это лидерство. К тому же, по объемам разведанных запасов урана Казахстан занимает 2-е место: 12%, или примерно 875 тыс. тонн от всех разведанных на планете его запасов сосредоточено в недрах РК. Большая часть этих запасов относится к бедным рудам. Но уникальный способ отработки месторождений методом подземного скважинного выщелачивания позволяет отечественной промышленности по себестоимости добычи конкурировать с богатыми по содержанию месторождениями Канады и Австралии. Кроме того, разработка месторождений, применяемая у нас технология, по сравнению с традиционными горными способами, в значительной степени уменьшает вред, приносимый окружающей среде, в десятки раз уменьшая выделение радиоактивных веществ в атмосферу.
За этапом активного наращивания добычи урана в РК приоритетным направлением в атомной промышленности становится выстраивание завершенного ядерного топливного цикла с использованием собственной ресурсной базы. Для того чтобы реализовать замыкание цикла и развитие высокотехнологичных переделов в атомной промышленности, у Казахстана уже есть значительные преимущества: наличие ресурсной базы и технологий.
В настоящее время АО «НАК «Казатомпром» ведет работу по созданию вертикально интегрированного комплекса ядерного топливного цикла. Имея в наличии такие звенья цикла, как добыча урана и производство топливных таблеток, в настоящее время реализуются планы по совместным проектам в области конверсии, обогащения урана и производства тепловыделяющих сборок в партнерстве с ведущими мировыми компаниями.
В Казахстане расположен Ульбинский металлургический завод, который производит высокотехнологичную урановую, бериллиевую, танталовую продукцию для нужд атомной энергетики, электронной, аэрокосмической, металлургической промышленности и других областей деятельности. Завод обладает технологиями изготовления компонентов ядерного топлива для АЭС и имеет более чем пятидесятилетний опыт работы. Сегодня это предприятие является сертифицированным производителем порошков и топливных таблеток диоксида урана и поставляет урансодержащую продукцию для ведущих мировых компаний США, Европы, Китая, Японии. В дальнейшем на заводе планируется создать производство для изготовления ядерного топлива, которое будет поставляться для АЭС в страны азиатского региона, будут использованы современные ядерные технологии, которыми обладают только страны, которые входят в число наиболее технически развитых.
Научно-техническая сфера атомной отрасли сосредоточена в таких специализированных научных и технических организациях, как РГП «Национальный ядерный центр», РГП «Институт ядерной физики», АО «НАК «Казатомпром» (Институт высоких технологий), Научно-технический центр «Безопасность ядерных технологий». Эти организации являются основой для эффективного развития и внедрения современных ядерно-физических технологий в энергетике, промышленности, медицине, сельском хозяйстве и обеспечивают исследования в области развития и безопасности АЭС.
Необходимо также отметить, что Казахстан имеет большой опыт в эксплуатации ядерно-энергетических установок. Так в период с 1972 по 1999 год эксплуатировался реактор БН-350 – первый в СССР опытно-промышленный реактор на быстрых нейтронах. В настоящее время проводится вывод его из эксплуатации.
В Казахстане существует развитая госструктура управления атомной отраслью. Сегодня ответственность за реализацию государственной политики в сфере использования атомной энергии несет Правительство в лице недавно созданного Министерства энергетики. В настоящее время в дополнение к существующей структуре создается специализированная управляющая компания для строительства атомной электростанции.
Следует отметить, что в 1997 году компетентными органами РК изучался вопрос строительства АЭС мощностью 640 МВт в районе поселка Улькен, вблизи озера Балхаш. Было разработано технико-экономическое обоснование (на базе реакторной установки ВВЭР-640), однако решение о строительстве не было принято.
В 2006 году для реализации проекта сооружения АЭС в районе города Актау было создано АО «Казахстанско-российская компания «Атомные станции». Предприятием было разработано технико-экономическое обоснование «Строительство атомной станции с реакторными установками ВБЭР-300 в Мангистауской области». ТЭО прошло установленные законодательством согласования и заключения, включая государственную экологическую экспертизу. В дальнейшем работы по проекту были приостановлены в связи с необходимостью принятия межправительственного Соглашения с Российской Федерацией по совместному проектированию и строительству АЭС с реакторной установкой ВБЭР-300.
В 2006–2009 годы Национальным ядерным центром были выполнены технико-экономические исследования на предмет обоснования строительства АЭС в РК. Результаты, полученные ранее, стали основой для выбора места ее размещения и конфигурации. Кроме того, принимая во внимание особенности энергосистемы Казахстана, а также современное развитие проектов ядерных реакторов, была определена целесообразность использования в составе будущей АЭС легководных реакторов с единичной мощностью 600–1 000 МВт.
В 2013 году по поручению Президента РК была организована работа правительственной комиссии и межведомственной группы по выбору места размещения АЭС. В итоге были сформулированы рекомендации по районам размещения станции и по типу реактора. Основные выводы заключались в том, что район поселка Улькен является наиболее предпочтительным для размещения АЭС. В то же время пригодным для реализации этого проекта является и район города Курчатова, расположенного на северо-востоке страны.
В мае 2014 года был утвержден план первоочередных мероприятий по строительству атомных электростанций в РК. В соответствии с планом будут разработаны технико-экономические обоснования о возведении АЭС для двух вышеназванных районов, и по их результатам, с учетом мнения местных представительных органов власти, будет принято окончательное решение Правительства о строительстве объекта.
Создание атомной энергетики, безусловно, является масштабной, дорогостоящей и очень сложной задачей для любого государства. При этом следует отметить, что современная АЭС находится в рамках очень жестких требований по техническому уровню, коэффициенту использования установленной мощности, по системам безопасности и управления, и в целом находится на уровне самых высоких международных критериев, одобренных МАГАТЭ.
На сегодня Казахстаном ратифицирован ряд международных соглашений, которые позволяют наладить широкое сотрудничество со странами, являющимися основными разработчиками и поставщиками ядерных технологий.
В заключение следует отметить, что использование АЭС будет способствовать обеспечению энергетической безопасности страны на долговременную перспективу, сокращению выбросов вредных веществ в окружающую среду, а также вхождению Казахстана в 30 самых развитых стран мира.
