ЗАМЕДЛЕНИЕ POCTÄ
АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ. ПРИЧИНЫ И nO^AC^ü
л
V_У
Кандидат технических наук Ю. Ф. ЧЕРНИЛИН, В. В. ЖИГУЛЬСКИЙ (Российский научный центр "Курчатовский институт")
Становление и развитие АЭ
На фоне спада интереса к атомной энергетике в мире обсуждаются два взаимосвязанных и внешне противоречащих друг другу вопроса: каковы причины снижения темпов роста атомной энергетики (АЭ) и каковы перспективы ее развития в мире?
Для ответа на вопрос о перспективах необходимо понять причины замедления ее роста. При этом следует рассмотреть характер формирования, внешние и внутренние условия, влияющие на структуру и характеристики АЭ.
Вся история развития мировой АЭ с момента пуска первой в мире АЭС в Обнинске в июне 1954 г. укладывается всего в 50 лет. За это, по историческим меркам, мгновение АЭ успела стать значимой энергетической альтернативой со своей научно-технической базой и промышленной инфраструктурой. К концу 55 2003 г. она генерировала более 16% по-| требляемого в мире электричества. Ана-£ лизируя столь стремительное развитие | АЭ, можно выделить две главные движу-§ щиесилы.
| Первая: оптимизм или даже энтузи-| азм, царящий в государственных и обще-^ ственных структурах, научных институ-§ тах как результат успешного решения 1 "оружейной" проблемы и надежды на во* площение новой многообещающей энер-| гетической альтернативы в недалеком ? будущем.
Следует отметить также, что в середине 1960-х гг. широкое распространение
получили работы Римского клуба, известного в то время авторитетного сообщества ученых с мировыми именами. Выводы авторов исследования сводились к неизбежности близкого исчерпания природных запасов дешевых энергетических ресурсов, в первую очередь нефти, а также некоторых других, ключевых для мировой экономики полезных ископаемых. На этом фоне АЭ пришлась как нельзя более ко времени. Потенциальные запасы ядерного топлива (и238, и235, Яи239, ТИ232, и233), казалось, практически полностью и на длительное время решали проблему топливообеспечения при любых сценариях развития АЭ.
Вторая: АЭ развивалась на базе сформировавшегося энергетического сектора военного комплекса - промышленных реакторов и реакторов для подводных лодок с использованием уже созданного ядерного топливного цикла (ЯТЦ), приобретенных знаний и опыта. АЭ оставалось только вписаться в существующую энергетическую систему с учетом присущих этой системе правил, требований и традиций.
Можно отметить, что АЭ, имея значительную государственную поддержку, на начальном этапе развития достаточно успешно внедрялась в существовавшую электроэнергетическую систему, поскольку конкретной борьбы на рынке электроэнергетических услуг тогда не ощущалось. Таким образом, сложившиеся условия в начале развития АЭ были для нее более чем благоприятны. Эконо-
10
© Ю. Ф. Чернилин, В. В. Жигульский
400
350
300
250
m
н
i_ 200
150
100
50
0
-4 -3
-2
1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
1- США; 2- Европа; 3- Россия + СНГ; Г°ДЫ
4- Япония + Корея; 5- Развивающиеся страны
Рис. 1. Установленные мощности атомной энергетики в регионах мира.
мические показатели новых АЭС также вселяли оптимизм.
В декабре 1963 г. компания General Electric (GE) выступила с инициативой продажи на торгах атомных станций "под ключ" по фиксированным, заранее объявленным ценам и в оговоренные сроки строительства (4 года). Представители компании объявили, что стоимость установленного киловатта на одной из первых коммерческих АЭС (АЭС "Oyster Greek", США - введена в эксплуатацию в 1969 г.) составит около 120 долл./кВт. Столь низкие цены были немыслимы для других типов станций, в первую очередь угольных. Затем с аналогичным предложением выступила компания Westinghouse. В результате этой инициативы GE продала 11 станций, в Westinghouse - 6, что вызвало ажиотаж. Начался бум заказов на АЭС в США, а позднее и в Европе. В начале 1970-х гг. прогнозы развития АЭ к 2000 г. выглядели таким образом: в США - 1500 ГВт(э), в Западной Европе около 900 ГВт(э), в Советском Союзе - 600 ГВт(э).
К середине 1970-х гг. темпы роста АЭ в среднем составляли около 30% в год. Уже к 1986 г. в мире работали 365 энергоблоков суммарной установленной мощностью 253.28 ГВт(э). Строительство АЭС велось в 30 странах. Середина 1980-х гг. была пиком ввода новых мощностей. (Общий характер развития АЭ на весь период показан на рис. 1.)
Однако оценки имевшихся на то время урановых ресурсов при таких темпах строительства и планировавшихся масштабах развития АЭ указывали на их быстрое исчерпание. Эти соображения подтверждались ростом мировых цен на уран, которые достигли к концу 1970-х гг. ~45 долл. за фунт и308. Характер изменения цен на уран показан на рис. 2.
Поэтому считалась § вполне очевидной необхо- ^ димость ориентироваться | на воспроизводство (бри- § динг) ядерного топлива, то ^ есть на строительство уже | в ближайшем будущем бы- I стрых реакторов-бридеров д (БР), внедрение переработ- | ки топлива БР и воспроиз- 1 водство ядерного горючего *
0) X
Рис. 2.
Стоимость и308.
50'
40
£
30
20
3
10
~ГГ
I I I I
I I I I
I I I I
I I I I
I I I I
I I I I
"ГГ
1970 1975 1980 1985 1990 1995
2000
Pu239. Таким образом, развитие этого направления в ядерном реакторостроении имело серьезные экономические стимулы и перспективы.
В Советском Союзе первые экспериментальные и проектные работы по изучению перспектив и промышленного использования реакторов на быстрых нейтронах были начаты в 1949 г., ас середины 1950-х гг. начался ввод в эксплуатацию серии опытно-экспериментальных быстрых реакторов БР-1 (19551957 гг.), БР-5 (после модернизации БР-10 в 1959-2002 гг.), БОР-60 (1969 г.). Уже в 1973 г. была введена в эксплуатацию двухцелевая АЭС (1973-1997 гг.) с реактором мощностью 350 МВт(э) для производства электроэнергии и одновременно опреснения морской воды. Позднее, в 1980 г., был введен в эксплуатацию уже коммерческой реактор БН-600 мощностью 600 МВт(э).
Обширная программа по развитию направления БР осуществлялась в США. Там первое "ядерное электричество" было произведено на быстром реакторе EBR-1 в конце 1951 г. В 1966-1972 гг. был построен экспериментальный реактор "Enrico Fermi-1". Позднее, в 1978 г., был построен и в 1980 г. введен в эксплуатацию крупнейший в мире исследовательский реактор FFTF мощностью 400 МВт(э) (остановлен в 2000 г.). В Великобритании в 1969 г. была завершена разработка БР "DFR" в Dounreay.
Германия первый бридер построила в 1974 г. (работал до 1994 г.), а построенный реактор б0льшей мощности SNR-2 § так и не был введен в эксплуатацию. Во £ Франции в 1973 г. был подключен к энер-í госистеме БР "Phenix" мощностью 1 250 МВт(э), а в 1986 г. введен в эксплуа-§ тацию реактор "Superphenix" мощностью I 1242 МВт(э). И наконец, Япония в 1977 г. | построила опытный реактор "Joyo", а в £ 1994 г. был введен в эксплуатацию БР § "Monju" мощностью 280 МВт(э). ¡ Но вернемся к "традиционной" атом-1 ной энергетике. В США пик заказов на § строительство новых АЭС пришелся на ^ середину 1970-х гг. Однако уже в 1975 г., по сравнению с 1974 г., число заказов упало с 76 до 28 ГВТ(э). В конечном итоге
две трети заказов, сделанных после января 1970 г., были аннулированы. Начало этому процессу положили, с одной стороны, появившиеся в начале 1970-х гг. первые разочаровывающие результаты групповых заказов "под ключ", а с другой - ужесточение требований безопасности, расширение лицензионных правил, а также начавшееся антиядерное движение.
Итоги реализации заказов на АЭС "под ключ" показали серьезный рост стоимости оборудования по сравнению с проектной. Возникли значительные и постоянные растущие материальные убытки компаний - производителей оборудования, а кроме того, стали правилом существенное увеличение сроков строительства и задержки ввода АЭС в эксплуатацию. Такое положение вело к росту стоимости АЭС и производимого киловатт-часа электроэнергии, вносило неопределенность в перспективы, увеличивало финансовые риски и снижало инвестиционный потенциал АЭ. Все это негативно повлияло на популярность АЭ и привело к дальнейшему снижению темпов роста мощностей АЭС во всем мире. Поскольку США были мировым лидером в развитии АЭ (опыт строительства, эксплуатации и т.д.), то и процессы, начинавшиеся в Штатах, спустя некоторое время в той или иной мере повторились в Западной Европе и других странах.
В середине 1980-х гг. ввод в строй новых АЭС значительно замедлился, а к началу 1990-х гг. в развитых странах, за исключением Японии и Южной Кореи, строительство новых АЭС практически прекратилось. В результате снижение темпов роста мощностей АЭ уменьшились стимулы к развитию реакторов на быстрых нейтронах и переработке ядерного топлива. Кроме того, опыт строительства БР показал их высокую удельную капитальную стоимость. Затраты на переработку ядерного горючего также оказались более высокими, чем это предполагалось. Совокупность отмеченных выше причин, вместе с ростом пессимизма в отношении всей АЭ, существенно снизила интерес и к программе развития БР. И хотя исследования в этой области продолжаются сегодня во Франции, Япо-
нии, России, Китае и Индии, их активность пошла на спад.
Среди нараставших проблем, сопровождавших развитие АЭ, главное место заняли проблемы роста стоимости АЭС и снижение конкурентоспособности АЭ.
Очень серьезный удар АЭ был нанесен аварией на АЭС Три Майл Айленд (ТМ1) в США в марте 1979 г., в результате которой дальнейшие заказы на строительство новых АЭС в мире резко сократились. А в США, начиная с 1979 г. и вплоть до наших дней, вообще не было сделано ни одного нового заказа на АЭС. Авария вызвала необходимость радикального пересмотра требований безопасности, ужесточения действующих нормативов и правил их эксплуатации. Это коснулось практически всех АЭС в мире, нанеся огромный моральный и материальный ущерб всей атомно-энергетической системе. Кроме того, вследствие аварии на ТМ1 увеличились капитальные и эксплуатационные затраты АЭС, в том числе за счет повышения требований к эксплуатационному персоналу, его регулярной переаттестации, а также создания тренажеров
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.