Россия на пути атомного прорыва

Схема с сайта www.rosatom.ru

В начале апреля   прошла научно-практическая конференция «Проектное направление «Прорыв»: результаты реализации новой технологической платформы ядерной энергетики». Российские атомщики подводили промежуточные итоги самого амбициозного, масштабного и инновационного проекта в российской энергетике.

Мировая и российская атомная энергетика

В России на долю АЭС приходится менее 20% производства электроэнергии. Но этот показатель отличается по регионам. Так, на северо-западе он составляет 37%, а в целом в европейской части России около 30%. Конкурентоспособность ядерной энергетики имеет решающее значение для увеличения доли атомной генерации перед другими видами генерации на внутреннем рынке.

Но действующие атомные станции в России – это преимущественно (исключением является Белоярская АЭС) станции с тепловыми реакторами открытого топливного цикла. Они работают на топливе из низкообогащенного урана, которое не полностью «выгорает», и в результате образуются значительные запасы радиоактивных отходов. Именно проблема утилизации и захоронения этих отходов становится сегодня основным предметом критики  мировой ядерной энергетики. В России накопилось уже 24,2 тыс. т отработанного ядерного топлива (ОЯТ), и каждый год добавляется 670 т. В мире 345 тыс. т этих отходов, из них 110 тыс. у США. Новейшие промышленные технологии переработки есть только у двух стран: России и Франции.

Вторая проблема атомной энергетики – это использование урана-235. В природе добывается уран-238, который надо еще обогащать. Если решить эту проблему и использовать природный уран как топливо, то человечество получит просто неисчерпаемые сырьевые ресурсы для производства электроэнергии.

Темпы роста производства электроэнергии на АЭС в мире являются самыми низкими из видов генерации – 1,8% в год, в то время как темпы роста газовой генерации равняются 3%, угольной – 1,9%, возобновляемых источников энергии – 8,3%.  

На мировом рынке к 2030 году АЭС российского дизайна составят примерно 25% от общего количества вводимых энергоблоков. Если учесть, что установленная доля АЭС в мире составит в 2030 году 575 гВт, а в 2050-м – 789 гВт, то объем возможных заказов для российских производителей огромен. Ожидается, что к 2050 году при сохранении доли рынка российские атомщики за рубежом построят АЭС на  50 гВт установленной мощности, а темпы ввода могут составлять 2 блока в год. 

Новый подход Росатома

Проект «Прорыв» (а точнее, целое проектное направление, включающее в себя разработку реакторов большой мощности на быстрых нейтронах, технологий, материалов, оборудования, новых видов топлива для перехода ядерной энергетики на качественно новый безопасный уровень генерации) – новый подход ученых и инженеров Росатома, связанный с внедрением технологий замкнутого ядерного топливного цикла. Решение проблем утилизации ОЯТ, безопасной эксплуатации АЭС, исключение тяжелых аварий, укрепление режима нераспространения ядерного оружия, полное использование энергетического потенциала уранового сырья специалисты Росатома связывают с применением технологий замкнутого ядерного топливного цикла. Проект «Прорыв» предполагает создание ядерно-энергетического комплекса, включающего в себя АЭС с реакторами на быстрых нейтронах, производством по переработке отработавшего ядерного топлива, подготовкой всех видов РАО к окончательному удалению из технологического цикла. 

«Прорыв» позволит замкнуть ядерный топливный цикл (ЯТЦ). В упрощенном виде можно объяснить следующим образом. То, что было ОЯТ после выработки на современных тепловых реакторах, станет топливом в реакторах на быстрых нейтронах. Кроме этого, в топливный цикл можно запускать наработанный плутоний, в том числе и оружейный. Вовлекается в топливную компоненту и уран-238. Замкнутый ЯТЦ «всеяден» и экологичен. Это новый шаг с точки зрения безопасности атомной энергетики и новые решения в сфере проблемы нераспространения ядерного оружия. «Прорыв» приближает атомную энергетику к радиационно-эквивалентной модели существования. Сколько взяли из земли радиации – столько и вернули. 

Если проект будет реализован, то это будет без преувеличения новая жизнь атомной энергетики. Заместитель генерального директора Госкорпорации «Росатом» Вячеслав Першуков специально подчеркивает, что «Прорыв» осуществляется не только для российской энергетики, но и для всего мирового атомного сообщества.

Пока в России из коммерческих «быстрых реакторов» сейчас действует один – БН-600 – на Белоярской АЭС, на этой же площадке вот-вот будет запущен новый  БН-800. Далее, возможно, придет черед сооружения БН-1200. Однако основной площадкой для отработки технологий «Прорыва» выбран город Северск Томской области, где и создается на территории ОАО СХК специальный промышленный комплекс, «сердцем» которого является «БРЕСТ-300» – реактор на быстрых нейтронах замкнутого типа четвертого поколения. Первый опытный образец реактора получит мощность 300 мВт, серийные «Бресты» будут на 700–1200 мегаватт. Это больше мощности основной тягловой лошадки сегодняшней российской атомной энергетики, теплового реактора ВВЭР-1000.

В 2014 году для «Брест-300» были созданы первые образцы нового ядерного топлива. Завод по производству этого вида топлива планируется запустить в 2017 году, чтобы к пуску реактора уже была готова первая загрузка. Сам «БРЕСТ-300» должен начать работу в 2020 году. И уже в 2022 году рядом с реактором будет запущен модуль переработки отработанного топлива для завершения формирования безотходной технологии и замкнутого цикла. По оценке Першукова, сегодня проект «Прорыв» уже «перешел от стадии подготовки к стадии строительства инновационного энергетического комплекса». Будущее становится ближе…