Використання малих модульних реакторів стає світовим трендом

Україна збирається переорієнтуватися на використання сучасних ядерних реакторів малої потужності. Про такі плани в річницю аварії на Чорнобильській АЕС заявив президент Володимир Зеленський, однак цей проект в нашій країні обговорюється вже кілька років. Чи має цей проект перспективи, і чи зможе Україна стати світовим хабом з виробництва модульних реакторів, як про це говорять наші зарубіжні партнери?

Україна має намір використовувати сучасні атомні реактори, зокрема, модульні реактори малої потужності. Про це повідомив президент Володимир Зеленський під час зустрічі з генеральним директором МАГАТЕ Рафаелем Маріано Гроссі.

Така заява досить символічна, оскільки вона пролунала в 35-ту річницю аварії на Чорнобильській АЕС.

Незважаючи на трагедію та її наслідки, наша країна не відмовилася від атомної енергетики. Після зупинки ЧАЕС в кінці 2000 року в Україні продовжують працювати чотири атомні електростанції, на яких експлуатуються 15 енергоблоків. “Атомка” на сьогодні забезпечує виробництво більше половини всієї електроенергії в країні.

Будівництво нині діючих 15 блоків (а також чотирьох блоків Чорнобильської АЕС) було розпочато ще в 1970-1980-і роки, і більшість з них почали роботу за радянських часів. Лише три були введені в експлуатацію після розвалу СРСР – шостий енергоблок Запорізької (1995 рік), четвертий енергоблок Рівненської (2004 року) та другий енергоблок Хмельницької АЕС (2004 рік).

Таким чином, 12 енергоблоків вже вичерпали проектний термін експлуатації, який становить 30 років. Оператор українських атомних станцій – НАЕК “Енергоатом” – періодично проводить переоцінку безпеки енергоблоків і продовжує терміни їх експлуатації. У компанії вважають, що для більшості блоків він може скласти до 60 років.

Забута історія

Реактори малої і середньої потужності, або модульні реактори, ще не дуже добре відомі, хоча інтерес до них останнім часом значно зріс в різних країнах світу.

Однак, насправді, заява Володимира Зеленського не є сенсацією. Ще в 2017 році була озвучена ідея локалізації в Україні виробництва обладнання для малих модульних реакторів. Тоді мова йшла ні багато ні мало про створення в нашій країні виробничого хаба з метою експорту відповідного обладнання в різні точки світу.

У 2018 році НАЕК “Енергоатом” і американська компанія Holtec International, яка є одним зі світових лідерів з розробки і виробництва компонентів атомних реакторів, підписали меморандум про взаєморозуміння щодо співпраці у використанні в Україні малих модульних реакторів SMR-160 (проектна потужність складає 160 магаватт).

У лютому 2020 року тодішній т.в.о. глави “Енергоатома” Павло Павлишин заявив, що Україна має намір переорієнтуватися на будівництво малих модульних реакторів, які, крім іншого, можуть працювати в режимі маневрування потужністю.

У нашій країні маневрових потужностей якраз і не вистачає. Як відомо, великі реактори АЕС не дозволяють маневрувати потужність, що створює значні проблеми в пікові періоди споживання електроенергії (на сьогодні ця проблема в основному вирішується вкрай непопулярними, перш за все, з політичної точки зору, перетоками з Білорусі та Росії).

Але і це ще не все.

У квітні 2021 року свою технологію малого модульного реактора Україні представила інша американська компанія – NuScale Power. В “Енергоатомі” повідомили, що такий реакторний модуль може використовуватися не тільки для вироблення електроенергії, а й для виробництва водню і опріснення води, а також для спільної роботи з вітроустановками.

Але на якій стадії реалізації знаходяться ці проекти сьогодні?

“З приходом нової команди (в НАЕК “Енергоатом”) все заглохло, і тому те, що сказав президент, це – певний сюрприз”, – заявила в коментарі експерт з питань енергетики Ольга Кошарна.

З приходом нової команди (в НАЕК “Енергоатом”) все заглохлоФото: Енергоатом

За її словами, нинішнє керівництво “Енергоатому” активно просуває ідею добудови третього і четвертого енергоблоків Хмельницької АЕС: “Але з урахуванням складнощів в нашій об’єднаній енергосистемі з маневруванням, збільшенням виробництва нерегульованої електроенергії на відновлюваних джерелах, добудовувати два блоки базової потужністю 2 гігавата (по 1 гігавату або 1000 мегават кожний), не має ніякого сенсу”.

Нагадаємо, на Хмельницькій АЕС функціонують два енергоблоки зі встановленою потужністю 1000 мегават кожний. При цьому ще два блоки залишаються недобудованими (готовність третього блоку становить 75%, четвертого – 28%). Раніше передбачалося, що добудова двох енергоблоків має здійснюватися у співпраці з Росією, однак після російської агресії цей проект був зупинений. Проте, плани щодо добудови зберігаються донині.

Головне – маневри

Важливий момент – до недавнього часу в Україні, як і в усьому світі, частка “зеленої” енергетики в загальному енергетичному балансі була досить мала, але в останні роки, перш за все, через найвищий в Європі “зелений” тариф, вона бурхливо розвивається в нашій країні, і зараз на неї припадає близько 10% всієї виробленої в Україні електроенергії.

Але “зелена” генерація вкрай нестабільна, оскільки вона в значній мірі залежить від погодно-кліматичних умов (а сонячні електростанції, до того ж, зі зрозумілих причин, не можуть працювати в нічний час). Крім того, такі станції не можуть працювати в маневреному режимі.

Атомні електростанції, як було зазначено вище, також не здатні маневрувати потужність. В результаті, “Енергоатом” змушений все частіше знижувати потужність енергоблоків АЕС, а то і тимчасово відключати їх від енергосистеми.

На сьогодні маневреність забезпечують, в основному, теплові електростанції (ТЕС), а також гідроелектростанції, однак частка останніх у виробництві електроенергії вкрай мала – трохи більше 5%.

Але з ТЕС теж є проблема – їх неекологічність, особливо тих, які працюють на вугіллі.

На думку експерта Центру Разумкова Максима Білявського, зокрема є проблема з Бурштинським енергоостровом.

Бурштинський енергоострів з’єднаний не з українською енергетичною системою, а з енергосистемою ЄС. Головний компонент “острова” – Бурштинська ТЕС знаходиться в Івано-Франківській області, вона входить до складу компанії ДТЕК Ріната Ахметова. Основне паливо на станції – вугілля.

Білявський впевнений, що рано чи пізно потрібно буде виводити з експлуатації потужності Бурштинської ТЕС, створювати конкуренцію, в тому числі, шляхом установки на “острові” малих модульних реакторів.

“Що стосується об’єднаної енергосистеми, то тут такі проекти менш цікаві. Але вони теж будуть актуальними, так як нам потрібно підвищувати рівень гнучкості – так звані маневрові потужності. І малі модульні реактори в цьому якраз можуть допомогти разом з розвитком систем накопичення електричної енергії” , – зазначив експерт. – Однак поки не буде впроваджений повноцінний ринок електроенергії, малі модульні реактори можна розглядати виключно як заміну застарілих об’єктів теплової генерації”.

При цьому він сумнівається, що малі модульні реактори зможуть замінити атомні електростанції: “На мій погляд, вони можуть бути виключно доповненням до них”.

Але не будемо забувати, що українські АЕС, навіть з урахуванням продовження термінів їх експлуатації, не можуть працювати вічно.

“Зрозуміло, що те, що у нас зараз працює, потрібно буде колись знімати з експлуатації, і на заміну ці малі модульні реактори будуть в самий раз”, – говорить Ольга Кошарна.

При цьому, за її словами, вартість установки малих модульних реакторів майже вдвічі нижче, ніж будівництва реактора великої потужності: “Оцінки становлять від 2700 доларів до 3500 доларів, тоді як для 1 кіловата великих реакторів – на 1000-1200 мегават – це 5000-7000 доларів”.

А будувати (або, правильніше, встановлювати) малі модульні реактори можна, в тому числі, і на майданчиках АЕС.

Крім того, є можливість інсталювати за аналогією з конструктором відразу кілька модулів в одному місці. Якщо один модуль має, наприклад, потужність близько 200 мегават, то кластер з декількох таких модулів буде мати вже потужність 400-1000 мегават, що можна порівняти з реакторами на АЕС.

Окремий момент – паливо для реакторів. Зараз на українських АЕС використовується російське паливо компанії ТВЕЛ і американське – Westinghouse. При цьому частка першого постійно зменшується, а частка другого – збільшується.

За словами Максима Білявського, використання малих модульних реакторів дозволить ще більше диверсифікувати паливо.

Ольга Кошарна згодна: “Коли є можливість на ринку купувати паливо не одного виробника, присутня конкуренція – як технічна, так і цінова”.

Досить болючим питанням для України є видобуток урану, який є сировиною для ядерного палива. Як відомо, наша країна довго, але безуспішно намагалася налагодити власне виробництво ядерного палива.

“Наш уран за собівартістю є неконкурентним на світовому ринку, – говорить Кошарна. – Але не завжди економічна рентабельність має превалювати при прийнятті рішень, тому що ми – єдина країна в Європі, яка видобуває уран. Це – стратегічний напрямок, тому зберегти таке виробництво потрібно будь-яким чином”.

Назустріч хабу

Таким чином, немає ніяких сумнівів в тому, що Україні для використання потрібні малі модульні реактори.

Тим більше, що зараз це, можна сказати, світовий тренд. Особливо в цьому досягли успіху Канада і, звичайно ж, США.

Але чи зможе наша країна стати тим самим хабом з їх виробництва, про що говорилося ще в 2017 році?

Максим Білявський вважає, що це реально, але в довгостроковій перспективі.

У найближчій перспективі, за його словами, необхідно почати експлуатацію Центрального сховища відпрацьованого ядерного палива (ЦСВЯП) в Чорнобильській зоні. Очікується, що це відбудеться вже в травні 2021 року, але поки 100%-ої впевненості в цьому немає.

ЦСВЯП, до речі, будується за технологією компанії Holtec International, яка запропонувала локалізувати виробництво компонентів малих модульних реакторів в нашій країні.

Ольга Кошарна, в свою чергу, впевнена, що Україна має всі можливості для локалізації виробництва обладнання для малих модульних реакторів.

“У нас є виробництво металу, у нас арматурне і кабельне виробництво, є машинобудування. Найголовніше – у нас є два унікальних підприємства – сєверодонецький “Імпульс” і “Радій” в Кропивницькому, які роблять системи управління безпеки реактора і управління технологічними процесами. Якщо ми не будемо випускати щось нове, ми все це втратимо. 80% локалізації (малих модульних реакторів) ми могли б робити”, – сказала експерт.

Але для цього потрібно створювати спільні підприємства із зарубіжними партнерами, отримувати ліцензії на виробництво.

“Цим потрібно цілеспрямовано і системно займатися”, – резюмувала Кошарна.