За малыми реакторами большое будущее, убеждены в коллективе нижегородского "ОКБМ Африкантов"
Ближайшие 5-7 лет станут переломными в развитии малой атомной энергетики и определят, кто способен представить лучшие конструкторские решения, а уже на их базе - конкурентные коммерческие предложения. К таким оценкам склоняются многие эксперты энергетического рынка в России и за рубежом. На это же указывает прогноз в обзорном докладе МАГАГЭ по разработкам малых модульных реакторов и плавучим атомным теплоэлектростанциям.
Чем вызвана и почему именно сейчас стала особенно актуальной разработка ядерных реакторов средней и малой мощности? Ответить на этот и другие вопросы "Российской газеты" согласился заслуженный конструктор РФ, доктор технических наук Виталий Петрунин, первый заместитель генерального директора - генерального конструктора АО "ОКБМ Африкантов", где созданы и создаются реакторы для первой в мире плавучей АЭС "Академик Ломоносов", атомных ледоколов, а в настоящее время ведется разработка реакторной установки РИТМ-200Н для пилотного проекта наземной атомной станции малой мощности.
Где в России, на ваш взгляд, будут прежде всего востребованы реакторы малой мощности и, в частности, разработки ОКБМ?
Виталий Петрунин: Прежде всего это районы Крайнего Севера. Сейчас идет проектирование наземной станции малой мощности для поселка Усть-Куйга в Якутии. Кроме того, "Росатом" ведет строительство четырех плавучих модернизированных энергоблоков для электроснабжения Баимской рудной зоны на Чукотке, одного из самых крупных в мире неосвоенных медных месторождений.
Если говорить шире, автономные атомные станции малой мощности (АСММ) с реакторными установками типа РИТМ могут обеспечивать энергоснабжение промышленных предприятий и населенных пунктов, удаленных от развитых энергосистем в районах Арктики и Крайнего Севера с дорогим привозным топливом. Их можно задействовать для энергообеспечения буровых платформ на шельфе Северного Ледовитого океана, газопроводов, производств сжиженного природного газа, горнообогатительных комбинатов.
Что сегодня уже можно показать-увидеть "в железе" и где это используется?
Виталий Петрунин: Работу атомной станции малой мощности можно увидеть и оценить на примере плавучего энергоблока "Академик Ломоносов" с двумя реакторными установками КЛТ-40С. ПЭБ введен в эксплуатацию в Певеке в декабре 2019 года, обеспечивает выдачу электроэнергии до 70 мегаватт и тепло для жителей Певека.
Шесть реакторных установок РИТМ-200 эксплуатируются на новых атомных ледоколах проекта 22220 - "Арктика", "Сибирь", "Урал". В конце прошлого года спущен на воду атомный ледокол "Якутия", планируется к сооружению еще один серийный ледокол "Чукотка". А на другой российской верфи строят головной атомный ледокол проекта "Лидер", для которого ОКБМ создает более мощную реакторную установку РИТМ-400.
Кого сегодня видите в числе реальных и потенциальных заказчиков на гражданские разработки ОКБМ?
Виталий Петрунин: В России прежде всего это нефтедобывающие компании, компании, добывающие цветные металлы (медь, никель, золото и т.п.). Потенциальные зарубежные заказчики - в страны Юго-Восточной Азии и Африки. В предлагаемых нами установках можно обеспечить комбинированную выработку как электроэнергии, так и тепла - когенерацию. Такой проект, например, обсуждается с правительством Камчатки. Еще одна технологическая развилка - проектирование оптимизированных энергоблоков в арктическом и тропическом вариантах. Особым спросом пользуются плавучие АСММ у островных государств.
Отмечу, что энергоблоки большой мощности доступны ограниченному кругу государств. Во-первых, по причинам финансово-экономического характера. Во-вторых, из-за особенностей промышленной, а также энергосетевой инфраструктуры, наличия соответствующих кадров, законодательной базы. И в таких условиях ядерные реакторы малой и средней мощности, атомные станции на их основе (АСММ и АССМ) привлекают все более пристальное внимание развитых и развивающихся стран.
Шесть реакторных установок РИТМ-200 уже эксплуатируются на новых атомных ледоколах проекта 22220 - "Арктика", "Сибирь", "Урал". В кадре - загрузка реактора в корпус строящегося ледокола. Фото: Александр Емельяненкоа
Какие предпосылки занять лидирующее положение на этом поле были и есть у вашего коллектива?
Виталий Петрунин: Наше конструкторское бюро без малого 70 лет, с 1954 года, разрабатывает корабельные и судовые ядерные энергетические установки (ЯЭУ). Их отличительные черты - предельная компактность, маневренность, герметичность, низкий объем радиоактивных отходов, повышенная надежность и живучесть. Эти качества наиболее востребованы при создании надежных и экономически эффективных энергоисточников для атомных станций малой и средней мощности.
Подчеркну, что реакторы для АСММ и АССМ, спроектированные и проектируемые в ОКБМ, относятся к поколению III+ и вобрали в себя самое лучшее от своих предшественников, начиная с реакторной установки ОК-150 для первого атомного ледокола "Ленин" и включая следующие поколения установок типа ОК-900 и КЛТ-40 для ледокольного флота.
Атомные станции малой мощности на базе плавучих энергоблоков типа "Академик Ломоносов" обладают свойством мобильности
Преимущество российских АСММ на базе плавучих энергоблоков - использование судовых реакторов, которые позволяют без ущерба для оборудования работать в маневренном режиме. А именно такой режим часто требуется при работе в замкнутых энергосетях: то увеличить, то снижать генерацию. Атомные ледоколы изначально проектировали под нестабильную нагрузку. У других стран такой опыт отсутствует: там разработчики не рассматривают судовые реакторы в контексте малой энергетики.
Экономистам в атомной энергетике хорошо известно правило: чем выше единичная мощность источника атомной генерации, тем ниже себестоимость получаемого киловатт-часа. А как с этим на реакторах малой мощности?
Виталий Петрунин: Да, правило известное. Однако у реакторов малой мощности есть и свои преимущества. Во-первых, изначально малые капитальные затраты на строительство, если сравнивать их с начальными затратами на сооружение АЭС большой мощности. Например, капитальные вложения атомной станции малой мощности на базе реакторной установки РИТМ-200С и строящейся АЭС с реактором ВВЭР-ТОИ отличаются в несколько раз. Не стоит забывать и про другое правило: строительство больших АЭС за счет кредитных средств (а по-другому их не строят) увеличивает капитальные затраты на строительство в 1,5-2 раза (при ставке по кредиту 5-7 процентов).
Другой важный момент: для реакторных установок РИТМ-200Н и РИТМ-200С увеличен интервал между перегрузками ядерного топлива до 6 лет, что существенно снижает затраты уже в период эксплуатации. Кроме уже сказанного АСММ на базе плавучих энергоблоков, как и в случае с "Академиком Ломоносовым", обладают уникальным свойством мобильности.
История и сегодняшний день "ОКБМ Африкантов" представлены в двух залах музея на его территории. Фото: Александр Емельяненков
Их можно перемещать с одного места на другое?
Виталий Петрунин: Именно так. На смену дислокации, если возникает необходимость, требуется не более двух месяцев: раскрепление плавучего энергоблока, транспортировка, закрепление на новом месте.
Еще один плюс - поставка с судостроительного завода уже готового к работе энергоблока. То есть все основные операции - монтаж, интеграция оборудования, его пусконаладка, все этапы испытаний - выполняются в заводских условиях, на месте швартовки работы минимальны. Такой подход экономит время и деньги. А модульная компоновка позволяет максимально точно набрать мощность по запросу потребителей, не производить избыточные киловатты и никого не принуждать к их оплате или компенсации понесенных затрат.
Плавучий энергоблок, что тоже является несомненным достоинством, после завершения срока плановой эксплуатации не оставит на площадке радиоактивных материалов, а будет перемещен к месту планового ремонта, продления ресурса или утилизации.
А ключевой момент, конечно, в том, что реакторы малой мощности востребованы и предлагаются к использованию, если говорить о нашей стране, в изолированных и труднодоступных районах Крайнего Севера, где нет единой энергетической системы и тарифы на электроэнергию на порядок выше (более 30 рублей за киловатт-час) по сравнению с Центральной частью России.
С Севером и Арктикой понятно. А если вести речь об использовании малых атомных станций - плавучих или модульных - в других регионах, за счет каких факторов может быть достигнут приемлемый уровень рентабельности?
Виталий Петрунин: Если в самых общих словах, то за счет реализации технических решений, которые снижали бы зависимость от масштабного фактора. И мы в постоянном поиске таких инновационных решений по компоновке, системам, оборудованию, его размещению, автоматизации управления. И все для того, чтобы снизить удельные капитальные затраты.
Не поступаясь безопасностью?
Виталий Петрунин: Конечно. Этот приоритет остается приоритетом. Поэтому для внедрения такого рода новаций требуется колоссальный объем продолжительных НИОКР и немалые финансовые вложения, чтобы обосновать и подтвердить те или иные схемно-компоновочные, конструктивные и технические решения. По этому же пути, насколько мне известно, идет большинство разработчиков АСММ и АССМ как в России, так и за рубежом.
Фото: Александр Емельяненков
Какая и в чем требуется поддержка вашему коллективу, чтобы выдерживать соперничество и сохранять лидирующие позиции на рынке?
Виталий Петрунин: Нужна поддержка в проработке технических и правовых вопросов по морскому и ядерному праву со стороны профильных российских ведомств.
Завершая, хочу подчеркнуть: важнейшее преимущество всех АЭС, включая энергоблоки малой и средней мощности, - стабильность цены на электроэнергию благодаря низкой топливной составляющей. Я ни секунды не сомневаюсь, особенно с учетом последних событий на газовом и нефтяном рынках, что выбор в пользу атомной энергетики как большой, так малой очевиден.
Справка "РГ"
По классификации МАГАТЭ установки мощностью от 300 мегаватт и ниже относятся к реакторам малой мощности, от 300 до 600 мегаватт - к реакторам средней мощности. АСММ рассматриваются для применения в изолированных и топливо-дефицитных районах, не имеющих связи с развитыми энергосистемами. И там, где использование энергоисточников на органическом топливе оказывается неприемлемо дорогим из-за высоких трат на его доставку.
А конкуренты кто?
Как развивается международное сотрудничество на этом направлении? Возможно ли его продолжить в сложившихся условиях?
Виталий Петрунин: Интенсивность такого сотрудничества заметно снизилась уже в 2022 году. В настоящее время сотрудничество возможно только в рамках рабочих групп МАГАТЭ по ядерной безопасности.
Где и какие появляются конкурентные для ОКБМ разработки в России и за рубежом?
Виталий Петрунин: Практически все страны, обладающие атомными технологиями, заявили о разработке и активном продвижении технологий АСММ. Это ответная реакция на повышение интереса к таким энергоисточникам со стороны потребителей. Известные нам проектируемые водо-водяные реакторы имеют интегральную и интегрированную компоновку, что роднит их с реакторными установками типа РИТМ-200 и подтверждает правильность нашего компоновочного выбора. С учетом уже созданного задела АО "ОКБМ Африкантов" является лидером среди российских разработчиков по установкам такого класса мощности.
Из зарубежных проектов с водо-водяными реакторами малой мощности наиболее успешно продвигается проект ACP100 в Китае. По облику он схож с РИТМ-200, его сооружение началось в 2019 году на острове Хайнань. В Аргентине с 2013 года строят энергоблок с реактором CAREM тепловой мощностью 100 мегаватт, ввод в эксплуатацию планировали в 2023 году. В США анонсировали начало строительства в 2023 году в штате Айдахо интегрального модульного реактора NuScale суммарной электрической мощностью 462 мегаватта. Ожидаемый срок пуска - 2030 год.
В классе реакторов средней мощности стоит упомянуть южно-корейский проект SMART и французский SCOR.
