Атомная генерация – самый безопасный и эффективный источник энергии

На вопросы «Казправды» накануне референдума по строительству АЭС отвечает заместитель главного инженера РГП «Национальный ядерный центр» кандидат технических наук Денис Зарва.

– Денис Борисович, не секрет, что дефицит электроэнергии складывался на протяжении трех десятилетий. Есть ли гарантия, что АЭС стабилизирует ситуацию на энергетическом рынке страны, и не лучше ли решать проблему за счет новых мощностей ВИЭ?

– Основные генерирующие мощности Казахстана – тепловые источники энергии, построенные еще во времена союзного государства. Они дорабатывают последний ресурс и нуждаются в скорейшей замене. Вместе с тем, учитывая нарастающие глобальные экологические вызовы, связанные с эмиссией парниковых газов, наше государство взяло курс на достижение углеродной нейтральности к 2060 году. Соответствующая стратегия утверждена Указом Президента РК.

Следует сказать со всей определенностью: эпоха тепловой (угольной) энергетики в Казахстане, как и во всем мире, постепенно подходит к логическому завершению. Наша энергетическая система в настоящее время остро нуждается в новых крупных базовых генерирующих мощностях, отраслевой модернизации и диверсификации. Решать эту задачу необходимо комплексно.

Я не против ВИЭ, возоб­новляемые источники тоже нужны, у них есть своя «ниша» и, к сожалению, свои ограничения. Это источники маневренной, то есть непостоянной генерации. Они строятся, и их доля в общей генерации казахстанской электроэнергии растет.

Тем не менее ВИЭ не могут превысить определенный порог установленной мощности всех других генерирующих источников любого государства, и Казахстан, конечно же, здесь не исключение.

Генерация ВИЭ непостоянна, зависит от множества факторов – наличия солнца, ветра, других природно-климатических факторов, тогда как энергосистеме для стабильности необходим круглосуточный и мощный источник. К тому же производство электрической энергии при помощи ВИЭ не так экологически и экономически выгодно, как это кажется на первый взгляд.

Доступная совокупная мощность электростанций Казахстана в настоящее время не превышает 20 ГВт. Основные потребители электроэнергии – крупные производственные предприятия, составляющие до 70% всех имеющихся потребителей.

В ближайшем будущем их число будет расти, а промышленным предприятиям необходима стабильная, круглосуточная поставка электроэнергии от источников так называемой базовой электрической мощности. К таковым относятся ГЭС, ТЭС и АЭС. В настоящее время, учитывая глобальный тренд на декарбонизацию во всем мире, инвес­торы крайне неохотно вкладываются в углеводородную энергетику.

Поскольку ТЭС строить становится нецелесообразно по экологическим, а также по экономическим соображениям, единственным решением для нас в части генерации базовой мощности становится развитие эффективной, экологически чистой атомной энергетики. Благо Казахстан по объемам добываемого исходного сырья для АЭС – природного урана – находится в мировых лидерах.

– Изучая вопрос строительства АЭС, эксперты уделяют много внимания выбору места под будущую атомную станцию. Чем это обусловлено?

– Предопределяющим фактором для выбора района размещения первой АЭС в Казахстане является то, что район поселка Улькен расположен ближе к энергодефицитным на сегодня южным регионам республики. Северная энергетическая зона, в которой находится район Курчатова, располагает практически 70% установленной мощности всех электростанций Казахстана. То есть является существенно более развитой по наличию энергопроизводящих мощностей в сравнении с Южной энергетической зоной (4,2 гигаватта против 15,9 гигаватта установленной мощности).

При этом большая часть энергетических станций обеих энергетических зон в настоящее время вырабатывает свой ресурс и требует модернизации оборудования. Так сложилось, что 70% электростанций базовой мощности – это тепловые угольные станции, построенные еще в советские времена. Срок их проектной эксплуатации подходит к завершению или уже неоднократно продлевался. Такие станции постепенно будут выводиться из работы, что неизбежно. Поэтому поселок Улькен – оптимальное место для размещения объекта базовой генерации.

– В обществе бытует мнение, что от АЭС получают более дешевую энергию, так ли это?

– Что касается стоимости атомной генерации, то необходимо отметить – тут все зависит от конкретного проекта, условий его финансирования, сроков ввода в эксплуатацию и прочих нюансов. Для начала следует разделить себестоимость генерации, то есть цену за кВт·час на шинах станции и тариф. Какое влияние окажет АЭС на тариф в денежном эквиваленте – сейчас это просчитать невозможно.

Как известно, тариф формируется из множества факторов, и в настоящее время в республике это микс из всех зат­рат на производство и транспортировку электроэнергии от всех имеющихся энергоисточников. В будущем, если АЭС будет построена, она также гармонично вольется в этот микс.

Необходимо отметить, что в этой общесредней себестоимости сейчас самую дешевую стоимость генерации дает тепловая (угольная) энергетика. То есть сегодня именно она позволяет сделать тариф более комфортным для потребителя. Себестоимость генерации ВИЭ значительно дороже, но в «общей бочке» потребитель этого не чувствует.

Из мирового опыта на действующих АЭС себестоимость генерации, то есть цена за кВт·час на шинах АЭС, составляет в среднем три цента за киловатт. Это недорого и конкурентоспособно даже в сравнении с нашей действующей теп­ловой углеводородной энергетикой.

Необходимо отметить, что в структуре цены генерации на АЭС ее эксплуатация и топливо для нее обходятся намного дешевле, чем в других видах генерации. Да, мы имеем первоначальные высокие капитальные затраты, но затраты на экс­плуатацию и топливо минимальны, таким образом, это позволяет довольно быстро все окупить и выдавать электро­энергию десятилетиями практически по фиксированному тарифу. При этом не зависеть от колебаний цен на топливо.

Проектный срок службы современной АЭС составляет 60 лет и может быть продлен до 80 и даже до 100 лет! В настоящее время уже существуют технологии, позволяющие это делать.

Резюмируя вышесказанное, следует подчеркнуть, что на момент запуска АЭС электроэнергия, скорее всего, дешевле не станет, но АЭС позволит создать существенный задел по стабилизации цен на нее в будущем.

– Энергия солнца, воды и ветра ни в одной стране мира пока не решила энергетических проблем промышленности, хотя ВИЭ и считаются экологичными источниками. Что можете сказать по этому поводу?

– Прежде всего атомные электростанции сегодня – это стабильные, высокотехнологичные и экологически чистые источники энергии, которые способны обеспечить потребности государства в базовой составляющей генерируемой энергии, так необходимой для успешного экономического развития.

Строительство АЭС является своевременным и правильным решением для Казахстана. Это подтверждается опытом многих других стран. Да, в свое время некоторые из них решили сократить (Франция, Италия, Япония) атомную энергетическую программу. Но потом пересмотрели доктрину из-за опасений образования дефицита электроэнергии.

Что касается Германии, то всем нам хорошо известны проблемы, возникшие в этой стране после того, как она целиком отказалась от атомной энергетики.

– Вопросы безопасности и экологичности АЭС вызывают самую бурную реакцию в обществе…

– В настоящий момент реакторы, которые предлагаются к строительству в Казахстане, относятся к поколению III и III+. При их проектировании учтены все возможные инциденты и аварии, которые происходили ранее.

Данные реакторы можно отнести к технологически совершенным, у них есть защитные, многократно дублирующие друг друга системы безопасности, которые приведут установку в безопасное состояние, даже если оператор допус­тит ошибку и сработает пресловутый человеческий фактор.

При этом данные системы делятся на активные, то есть требующие наличия энергетического ресурса и управляющего воздействия, и пассивные, работающие на основе естественных природных и физических законов. Таких как гравитация, тепловое линейное расширение, упругая деформация сред и прочие.

То есть даже в случае отсутствия, к примеру, управляющего сигнала и электрического питания пассивные системы способны самостоятельно привести реактор в безопасное состояние, без участия человека. Благодаря таким мерам сама вероятность аварии на современном реакторе крайне низка, если не сказать ничтожна.

При этом все современные атомные электрические станции обладают множеством физических барьеров и так называемой глубокоэшелонированной защитой. Данные меры препятствуют выходу радиоактивных веществ, даже если такой крайний маловероятный сценарий произойдет. В этом случае все вещества активной зоны реактора будут локализованы в пределах площадки станции. Не случайно атомная энергетика признана в мире самым безопасным способом производства энергии.

Если мы говорим про экологию и о том, как на нее повлияет АЭС, то ответ однозначен – исключительно положительно. Ни для кого не секрет, что в мире угрожающе растет концентрация углекислого газа и других вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу тепловыми станциями, сжигающими углеводородное топливо. Даже оснащенная новейшими системами очистки продуктов сгорания тепловая станция за год выб­расывает в атмосферу, в зависимости от мощности, от семи до 120 тысяч тонн окислов серы, от двух до 20 тысяч тонн окислов азота, от 700 до 1 500 тонн пепла и выделяет от трех до семи миллионов тонн углекислого газа…

Кроме того, при эксплуатации крупной ТЭС образуются сотни тысяч тонн золы, содержащей сотни тонн токсичных металлов – мышьяка, кадмия, свинца, ртути...

Может показаться странным, но экспериментально установлено, что индивидуальные дозы облучения в районе крупной ТЭС превышают аналогичную дозу вблизи АЭС как минимум пятикратно! Это обусловлено наличием в каменном топливе и исходном сырье для ТЭС природных радионуклидов, которые выбрасываются в атмосферу вместе с продуктами горения. При этом вблизи АЭС в процессе нормальной эксплуатации регистрируется исключительно природный, естественный радиоактивный фон.

– Однако не следует забывать, у АЭС тоже есть отходы, и гораздо более опасные. Что мы с ними делать будем?

– В соответствии с общепринятым международным опытом отходы АЭС будут безопасно перерабатываться и частично возвращаться в новый топливный оборот, а частично размещаться на хранение или захоронение. Сегодня существуют определенные технологии обращения с радиоактивными отходами, они хорошо известны и широко применяются во всем мире.

В частности, у Национального ядерного центра также есть опыт по обращению с радиоактивными отходами, есть необходимая инфраструктура и подготовленные кадры. Необходимо отметить, что объемы отходов от АЭС ничтожно малы по сравнению с иными промышленными отходами и тем более – с отходами тепловых электростанций.

При работе АЭС нарабатывается всего порядка 50 кубических метров радиоактивных отходов в год на каж­дые 1 ГВт установленной мощности или 3 600 тонн за 60 лет эксплуатации. Отходы же тепловой станции эквивалентной мощности составляют сотни тысяч тонн ежегодно.

Что касается отработанного ядерного топлива (ОЯТ), то это далеко не отходы, а отложенный потенциальный источник энергии, эффективное использование которого начнется после полного освоения человечеством замкнутого ядерного топливного цикла в обозримом будущем. В настоящее время уже имеется успешный положительный опыт рециклинга топлива в реакторах на быстрых нейтронах.