Программа также содержит разработку основ промышленной термоядерной энергетики. Ведущей организацией в области исследований плазмы и физики лазеров является Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований.
Фундаментальные исследования закладывают основу для появления новых прикладных ядерных технологий. Госкорпорация "Росатом" занимает лидирующие позиции в России по созданию инновационной экономики. Особенно интенсивно Росатом развивает три инновационных направления: инновации в сфере водоочистки и водоподготовки (компания "Водные технологии"), разработки новых изотопов для медицины и в области сверхпроводимости.
Особое внимание Госкорпорация "Росатом" уделяет нанотехнологиям и тесно сотрудничает в этой сфере с Госкорпорацией "Роснано". Сейчас ученые Госкорпорации "Росатом" разрабатывают опытно-промышленные технологии получения функциональных веществ и изделий с использованием нанотехнологий и наноматериалов для ядерной, термоядерной, водородной и обычной энергетики, медицинских препаратов, материалов и изделий для народного хозяйства.
Еще один важный партнер Госкорпорации "Росатом" в сфере фундаментальных исследований - это Российский научный центр "Курчатовский институт". Вместе с учеными из института Росатом проводит исследования плазмы, создаёт методики использования синхротронного излучения для материаловедческих задач, выполняет работы по обоснованию безопасности промышленных реакторов ВВЭР и РБМК. Результаты таких исследований служат не только для совершенствования технологий, но и создания новых перспективных технических направлений (2).
Творческая деятельность перечисленных выше институтов составляет теоретико-методологическое обоснование практически сегодня самой быстроразвивающесяя в мире отрасли, "атомной энергетики" и развивающегося на её основе рынка атомных электростанций.
Этот вид энергетики привлекает к себе внимание подчас именно потому, что подвергается наибольшей критике. Но она же и сулит заманчивые перспективы в мировом энергообеспечении, и вносит заметный вклад в энергетический баланс многих стран мира.
Юридические обоснования. Важным моментом в правовом обосновании темы является утверждение 20 января 2010 года новой Федеральной Целевой Программы "Ядерные энерготехнологии нового поколения",рассчитанной на 2010-2020 гг. (ФЦП), разработанной специалистами "Росатома". Эта программа имела непростую судьбу. Она была завершена летом 2008 года, и процесс согласования пришелся на начало финансово-экономического кризиса, из-за чего Минфин попросил Госкорпорацию тратить в 2011-2012 годах гораздо меньше средств, чем это было первоначально запланировано в проекте.
В итоге удалось найти компромисс. ФЦП утвердили с оговоркой, что двум ведомствам необходимо изыскать источники финансирования проектов в этот двухлетний период. По мнению руководителя Госкорпорации Сергея Кириенко, Минфин не только не возражает, но считает, что это принципиально правильно. Все, что предусмотрено этой программой, - точно надо делать. Редко слышишь из уст министра финансов: "не возражаю, а активно поддерживаю", отмечает Кириенко. Общий объём финансирования составляет 128.3 миллиарда рублей из них 110.5 -из бюджета В общей сложности будет построено 26 энергоблоков..(РГ 19.03.10)
По мнению Владимира Путина, основная задача ФЦП - реализовать конкурентные преимущества страны в секторе ядерной энергетики и расширить позиции на мировом рынке.
- В рамках программы предстоит создать технологии нового поколения, которые позволят строить более эффективные и экологически чистые атомные электростанции. Речь идет о так называемом замкнутом цикле, который обеспечивает рациональное использование природного урана и сокращает объемы отработанного ядерного топлива, а значит, сокращает объемы, которые необходимо перерабатывать и утилизировать.
Между тем изначально общий объем финансирования ФЦП предполагался почти в два раза большим. Отвечая на вопрос, как урезание средств скажется на развитии атомной отрасли, следует отметить, что пришлось убрать из программы целый ряд разработок, к примеру - создание высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов, водородных реакторов и некоторых других . "Надо соизмерять свою деятельность с реальностью.Была сделана ставка на те технологии, которые должны выстрелить как стратегический коммерческий продукт. Тот объем финансирования, который заложен, ключевые приоритеты закрывает полностью", считает руководитель Госкорпорации.
Оптимистический настрой Сергея Кириенко подтверждаются данными об итогах работы "Росатома" в 2009 году. Так, доходы Госкорпорации в 2009 году составили 518 миллиардов рублей, превысив показатели 2008 года на 37 процентов. По словам Кириенко, "2009 год оказался рекордным и с точки зрения выработки электроэнергии которая составила 163,27 миллиарда киловатт-часов энергии,что значительно выше плана ФСТ". "При этом коэффициент использования мощности, а это показатель качества работы станции, впервые за всю историю превысил 80 процентов и составил 80,2 процента", - отмечается в годовом отчете "Росатома",причем в 2009 году "не было ни одного отклонения в работе, связанного с безопасностью". Кроме того, в 2009 году Россия на 25 процентов увеличила добычу урана.
Россия на мировом рынке.В 2010 году "Росатом" планирует ещё больше расширить свои международные связи. В частности,. Госкорпорация достигла договоренности с Индийской Стороной о строительстве на новой площадке Харипур в штате Западная Бенгалия 6-8 атомных блоков. Прподолжаются испытания на первой иранской АЭС "Бушер", сооружаемой ЗАО "Атомстройэкспорт", которые идут весьма успешно. Нет сомненья, что станция будет запущена в 2010 году. Кроме того, есть уверенность что подготовка к строительству первой АЭС в Турции будут завершены в ближайшее время.
Место атомной энергетики в общем электробалансе мира. Предметом настоящего исследования является электроэнергетика,в сязи с чем важно показать её роль, для экономик разных государств мира.
Наиболее ярким примером является Франция, где 80 % электроэнергии вырабатывается на атомных электростанциях. Существенную роль играет она и для России.
Атомная энергетика Российской Федерации - это десять действующих атомных энергетических станций (АЭС) (таблица 1).
Они сосредоточены в основном в Европейской части страны. Исключение составляют Белоярская АЭС на границе Европа-Азия (г. Заречный, Свердловская область) и Билибинская - на Чукотке. На АЭС работает 31 реакторный блок. Используется пять типов реакторов. Один из них - уран-графитовый реактор РБМК-1000 (реактор большой мощности канальный с электрической мощностью 1000 МВт, или 1 ГВт), более известный как реактор чернобыльского типа. Таких реакторов 11. Работает 9 реакторов корпусного типа с водой под давлением ВВЭР-1000 (водо-водяной энергетический реактор с электрической мощностью 1000 МВт, или тот же 1 ГВт). Более ранний тип таких реакторов - ВВЭР-440 (электрическая мощность 440 МВт, соответственно - 0,44 ГВт). Их насчитывается 6.
Один реактор - на быстрых нейтронах (БН-600) с жидкометаллическим теплоносителем (расплавленный натрий) и электрической мощностью 600 МВт (0,6 ГВт). Кроме того, на Билибинской АЭС используются четыре реактора с очень маленькой, по современным понятиям, электриче?ской мощностью - всего лишь 12 МВт каждый. Их обозначение - ЭГП (энергетический, графитовый, петлевой).
Таким образом, установленная электрическая мощность атомно-энергетического комплекса России составляет около 23,3 ГВт, что соответствует примерно 11% от установленной в стране электрической мощности. Атомные станции производят около 16,5% электроэнергии, вырабатываемой в России. Эти величины хорошо согласуются с мировыми показателя?ми: доля АЭС в установленной мощности - 10%, а в производстве электроэнергии - 17%.
В общепринятой схеме обеспечения электричеством около половины вырабатываемой в России электроэнергии сконцентрировано на Федеральном оптовом рынке энергетических мощностей (ФОРЭМ). Атомная энергетика производит примерно половину электроэнергии, которая распределяется на этом рынке среди потребителей. Тариф на электроэнергию атомного комплекса выше, чем тариф гидрогенерации, и ниже тарифа обычных тепловых станций. В 2005 г. тариф на электроэнергию АЭС составил 50 коп., ГЭС - 19 коп., ТЭС - 65 коп. за 1 кВт ■ ч.
(таблица 1 ).
Атомные электростанции Российской Федерации
| АЭС | Тип реактора | Количество реакторов(энергоблоков) | Электрическая мощность АЭС, ГВт |
| Кольская | ВВЭР-440 | 4 | 1,76 |
| Ленинградская | РБМК-1000 | 4 | 4 |
| Калининская | ВВЭР-1000 | 3 | 3 |
| Смоленская | РБМК-1000 | 3 | 3 |
| Курская | РБМК-1000 | 4 | 4 |
| Нововоронежская | ВВЭР-440ВВЭР-1000 | 21 | 1,88 |
| Балаковская | ВВЭР-1000 | 4 | 4 |
| Волгодонская(Ростовская) | ВВЭР-1000 | 1 | 1 |
| Белоярская | БН-600 | 1 | 0,6 |
| Билибинская | ЭГП | 4 | 0,048 |
ФОРЭМ регулируется государством (тарифы на электроэнергию, цены на ядерное топливо), однако в соответствии с реформированием электроэнергетики в Российской Федерации регулируемый рынок в ближайшие годы будет заменен на конкурентный. Процесс замены уже начался. Как отмечалось выше, атомная энергетика в России вырабатывает 16,5% потребляемой электроэнергии, причём. в Европейской части страны этот показатель приближается к 25%.
Наряду с упомянутой выше ФЦП, функционирование и развитие атомной энергетики в России определяется рядом конкретных нормативных отраслевых и федеральных документов.: среди них следует отметить инициативу Президента Российской Федерации, который на Саммите тысячелетия в 2006 г. Санкт-Петербурге призвал к широкомасштабному развитию мировой атомной энергетики без использования оружейных технологий и материалов. Важным документом является также "Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.", принятая Правительством РФ в 2003.
Стратегию развития атомной энергетики Российской Федерации в первой половине XXI в. определяет "0траслевой прогнозный план", рекомендательный документ, одобренный Правительством РФ в 2000 году.
Согласно упомянутым стратегическим документам, увеличение потребности России в электроэнергии будет покрываться в основном за счет роста ее выработки на АЭС в Европейской части страны. Это - первое условие. Второе - начался переход к активному производству тепловой энергии. Хотя существуют законченные проекты специализированных атомных тепловых станций, тем не менее они не были реализованы, и тепло вырабатывается лишь на тех станциях, где вырабатывается электричество. Третье условие - повышение эффективности и конкурентоспособности АЭС, т.е. увеличение коэффициента использования установленной мощности до уровня 8% и более, что так же должно существенно повысить выработку электроэнергии. И четвертое - атомная энергетика должна работать в базовом режиме, другими словами, она не должна регулироваться. Но атомная энергетика и создавалась как работающая в базовом режиме, что означает выход на установленную мощность и стабильную выработку электроэнергии. Тем не менее некоторые элементы маневрирования ей все-таки присущи. Однако они используются в мире в очень малых масштабах. Маневр же осуществляется за счет тепловых или гидроаккумулирующих станций.
Энергетической стратегией России предусмотрены два варианта развития - умеренный и оптимистический. Для атомной энергетики, которая сегодня вырабатывает около 150 млрд кВт. ч. в год, это означает, что к концу периода, т.е. в 2020 г. должно быть выработано 230 млрд кВт. ч. по умеренному сценарию и около 300 млрд - по оптимистическому. Возьмём умеренный вариант. Для его реализации следует в период 2008-2020 гг. построить и ввести в эксплуатацию 11 ГВт новых мощностей. Между тем с 2017 по 2020 г. предстоит вывести из эксплуатации 2,8 ГВт в связи с истечением срока службы реакторных блоков. Задача эта, не столько невыполнимая, сколько чрезвычайно трудная, если проецировать всю концепцию развития атомной энергетики от нынешней ситуации. Для сравнения можно заметить, что с 1992 по 2004 г. в России создано 3 ГВт новых мощностей (три блока ВВЭР-1000), при этом два блока были построены на 90% еще в дореформенный период.
В последнее время экономическая ситуация в отечественной атомной энергетике существенно меняется в лучшую сторону, что позволяет с оптимизмом оценивать возможность реализации умеренного варианта Энергетической стратегии. Оценки показывают, что потребности в инвестициях составляют 28 млрд. долл., в том числе для новых генерирующих мощностей - 21,5 млрд. Остальные средства необходимы для модернизации и продления ресурса существующих реакторных блоков. Структура тарифа на "атомную" электроэнергию такова, что к 2020 г. в условиях регулируемого рынка на инвестиции из тарифа может быть аккумулировано около 14 млрд, а при конкурентном рынке - 21 млрд долл. Это означает, что недостающие 7-9 млрд. долл. можно будет привлекать в рамках различных экономических схем, а частично и из Федерального бюджета. Опыт форсированного сооружения третьего блока Калининской, а также строительство первого блока Тяньваньской АЭС в Китае показывают, что промышленный потенциал России при наличии инвестиций достаточен для выполнения умеренного варианта Энергетической стратегии в части создания генерирующих мощностей в атомной энергетике. Однако сделать это в реальности будет трудно.
В мире сейчас наблюдается активизация в развитии атомной энергетики. Если говорить о масштабности национальных проектов, то лидерами являются Индия и Китай. В ближайшие несколько лет мы станем свидетелями того, что в каждой из этих стран будет одновременно сооружаться более 10 энергетических блоков. Мировая атомная энергетика насчитывает 442 действующих блоков (таблица 2). Поэтому уже сейчас постановка вопроса о ресурсном обеспечении атомной энергетики крайне актуальна.
Ресурсы для атомной энергетики.
В XXI столетии мировая атомная энергетика, судя по различным оценкам, в целом обеспечена природным ураном, однако региональные проблемы существуют. По расчётам российских учёных, существует дефицит в обеспеченности ураном в российском ядерном комплексе. Известно, что атомная энергетика в СССР и ее развитие опирались на богатые и хорошо обустроенные месторождения в Казахстане, Узбекистане, частично на Украине и в странах Восточной Европы и Монголии Сейчас все эти месторождения находятся вне России, некоторые из них разрабатываются международными корпорациями, а в Восточной Европе добыча урана практически прекращена. В связи с этим уже несколько лет в России проводятся мероприятия по модернизации существующих месторождений урана и активизации геологоразведочных работ.
Обсуждаются планы обустройства новых месторождений к 2015 г. В 2007 году Россия заключила очень крупное соглашение по этой проблеме с Австралией, в 2009 году создано Совместное Российско-Монгольское Предприятие по добыче урановой руды в Монголии.
Наряду с этим радикальным решением сырьевого обеспечения и создания крупномасштабной атомной энергетики в России, эффективной до конца XXI в. и на более далекую перспективу, является переход к энергетическим реакторам на быстрых нейтронах (аналогам надежно эксплуатируемого более 25 лет реактора БН-600) с замыканием топливного цикла и использованием уран-плутониевого топлива. Реакторы на быстрых нейтронах способны воспроизводить топливо (коэффициент воспроизводства начального количества энергетического, плутония больше единицы). При этом уран-238 трансформируется в плутоний-239. Природный уран имеет следующий изотопический состав: уран-235 - 0,7% (именно он является рабочим веществом в современной ядерной энергетике на тепловых нейтронах) и уран-238 --99,3%. Это означает, что огромные запасы урана-238, накопившиеся за 50 лет использования атомной энергетики, будут вовлечены в энергетический оборот. Ресурсы для производства делящегося материала - энергетического плутония - практические неисчерпаемы.
Важнейшим инновационным проектом перехода к новой атомной энергетике станет сооружаемый ныне на Белоярской АЭС реактор на быстрых нейтронах БН-800 (электрическая мощность 800 МВт). Именно на нем будут отработаны все режимы и опробованы решения, необходимые для развития крупномасштабной атомной энергетики, возможно, и в мировом масштабе.
Следует упомянуть о проблеме обращения с отработавшим топливом, в особенности его радиохимической переработке. Это направление атомной энергетики всегда сильно критикуется, однако важно, что сегодня эта проблема постепенно решается.
Назовём несколько конкретных примеров её решения. В самом современном технологическом вари?анте она решается во Франции: на мысе Ла-Агг в Нормандии где примерно на 200 га располагается такое производство, которое для окружающей среды является абсолютно экологически чистым. Производство предусматривает переработку нескольких тысяч тонн облученного топлива в год с последующим вовлечением регенерированного урана и энергетического плутония в топливный цикл, а также утилизацию высокоактивных отходов с их долговременным хранением.
В России этой проблемой занимается радиохимический завод РТ-1. Он удовлетворяет всем основным нормативным требованиям. Кроме того сейчас российскими специалистами прорабатываются планы дальнейшей модернизации радиохимических производств с учетом французского опыта, а также создания в России производства для замыкания ядерного топливного цикла.
Какие новые инновационные проекты можно было бы еще назвать в плане развития атомной энергетики России? Наиболее перспективны проекты создания- реакторов небольшой мощности. За 50 лет использования атомной энергетики стало ясно, что реакторы малой мощности (около 300 МВт) очень удобны и полезны. Такие реакторы могут быть построены не только в Европейской части, но и в отдаленных районах Сибири и даже Дальнего Востока. Это тоже стратегический вариант, и такой инновационный проект реализуется в России, Что касается реакторов совсем малой мощности (50-70 МВт), то существует рабочий проект плавучей АЭС, и, безусловно, в недалеком будущем его реализуют в Северодвинске.
В дальнейшем предполагается тиражировать такие блоки и доставлять в труднодоступные и энергодефицитные области и экспортировать в любые регионы и страны мира. Именно здесь у России есть блестящие перспективы : дело в том., что по расчётам Мирового энергетического агентства, в период до 2030 года затраты на строительство АЭС в мире превысят 200 млрд.долларов (3)
В настоящее время водоводяными атомными реакторами российского производства оснащаются АЭС в Иране, Китае и Индии российские поставки ядерного топлива составляют 25-30 % сооружаемых в развивающихся станах АЭС.
Из всего вышесказанного напрашивается благоприятный для страны вывод о том, что российская атомная энергетика располагает шестью очень важными конкурентными преимуществами, в том числе:
1. технологической устойчивостью и конкурентоспособностью,
2. необходимым уровнем гарантированной безопасности;
3. современными и перспективными проектами реакторных установок;
4. научно-технологическим и энергомашиностроительным потенциалом;
5. опытом создания и эксплуатации АЭС не только в России, но и зарубежом;
6.топливной базой на долгосрочную перспективу.
Атомная энергетика позволяет повысить уровень энергетической безопасности России, поскольку сберегает органическое сырье и стабилизирует электроэнергетику в целом, а также уменьшить выбросы парниковых газов и увеличить экономическую эффективность топливно-энергетического комплекса России. Стратегическое направление развития атомной энергетики России - это замкнутый ядерный топливный цикл с реакторами на быстрых нейтронах и технологической поддержкой режима нераспространения ядерных материалов.
Подытоживая вышесказанное, можно сделать вывод, что План действий, которым руководствуются мировая атомная отрасль и энергетическое сообщество, в общих чертах выглядит следующим образом. В ближайшие несколько лет следует создать и реализовать типовой проект реактора ВВЭР-1000, который стал бы унифицированным для замещения всех выбывающих после 2015 г. мощностей. Такая работа в России начата. За это время предстоит определиться с судьбой водо-водяных реакторов мощностью 1,5 тыс. МВт. Такого проекта в России пока нет. Если по бизнес-плану и по балансу будет получаться так, что без него не реализуются установленные мощности генерации, то проект нужно форсированно завершать, используя все существующие сегодня инновационные решения. Если же потребление энергии будет удовлетворяться за счет традиционных методов и атомных реакторов мощностью 1000 МВт, то следует, не теряя времени, развивать сразу же реакторы большой мощности на быстрых нейтронах. Стартовав БН-800, дальше переходить на БН-1200, а то и БН-1800 (мощность 1800 МВт). Это совершенно новый этап в развитии атомной энергетики, реализация которого планируется в конце XXI в., когда, как предполагают специалисты атомной энергетики, термоядерная энергетика начнет "подхватывать" в энергобалансе все выбывающие мощности других отраслей.
Использованная литература:
Российская газета 19 марта 2010 года N57
25.03.2010
www.viperson.ru
