Чистая энергия
Атомная энергетика — одно из наиболее перспективных направлений в топливно-энергетическом комплексе, уверены в отрасли. «Нам нужны все чистые источники энергии, включая ядерную энергетику», — заявил представитель Всемирной ядерной ассоциации Джереми Гордон в мае на форуме «Атомэкспо 2018» в Сочи. А возобновляемым и безопасным ресурсом атомную энергетику сделают ядерные реакторы на быстрых нейтронах (РБН). На недавней встрече с председателем правительства Дмитрием Медведевым глава «Росатома» Алексей Лихачев сказал, что «быстрые реакторы, особенно с металлическим теплоносителем, дают нам принцип безопасности, близкий к природному, близкий к естественному».
В технологиях быстрых реакторов Россия лидирует много лет, два таких реактора с натриевым теплоносителем — БН-600 и БН-800 — успешно работают на Белоярской АЭС. БН-800, например, получил в 2016 году награду влиятельного американского журнала об энергетике Power, победив в номинации «Лучшие станции» (Top Plants), в которой конкурируют наиболее перспективные, инновационные проекты. Планируется строительство еще более мощного «блока будущего» БН-1200. Одновременно «Росатом» работает над проектом качественно нового быстрого реактора со свинцовым теплоносителем.
Опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК) создается на площадке Сибирского химического комбината в закрытом административно-территориальном образовании Северск Томской области. Работы ведутся в рамках проекта «Прорыв» по созданию новой технологической платформы с замкнутым ядерным топливным циклом, который позволит решить проблему утилизации отработанного ядерного топлива и радиоактивных отходов. Как недавно сообщил ТАСС научный руководитель проектного направления «Прорыв» Евгений Адамов, активное строительство уникального ядерного энергоблока БРЕСТ-300 в Северске может начаться в 2019 году. Причем, по его словам, «большая часть оборудования не имеет мировых аналогов».
Реакторы на быстрых нейтронах имеют большие преимущества, поскольку их возможности позволяют замкнуть ядерный топливный цикл. Это удается сделать за счет расширенного воспроизводства ядерного «горючего», которое значительно расширяет топливную базу атомной энергетики. «Основное преимущество реакторов на быстрых нейтронах — значительное снижение риска аварийности и повышение экологичности работы АЭС», — говорит первый вице-президент Российского союза инженеров Иван Андриевский. «В целом это направление очень перспективное, оно развивается динамично и стоит того, чтобы его разрабатывать дальше. У быстрых реакторов, безусловно, есть коммерческая перспектива. Когда технология будет обкатана, будет показана ее себестоимость, безопасность и прогрессивность, заказчики обратятся к «Росатому», — считает эксперт.
По его мнению, не все пока гладко, технология не вполне отлажена, «требования к ней не стандартизованы, имеется ряд спорных моментов и трудностей с ее реализацией», это объясняется тем, что многое испытывается впервые. «Например, — говорит Иван Андриевский, — есть некоторые трудности с созданием MOКС-топлива (Mixed-Oxide fuel — ядерное топливо, содержащее несколько видов оксидов делящихся материалов. — РБК+), к которому предъявляются гораздо более жесткие требования, и до сих пор ведутся споры, какой теплоноситель использовать в РБН», — считает эксперт.
О том, что технология еще далеко не отработана, говорит и случай с японским РБН «Мондзю», который пришлось вывести из эксплуатации год назад из-за хронических поломок. При этом российские реакторы БН-600 и БН-800 работают прекрасно, напоминает Иван Андриевский. И если БН-800 эксплуатируется с 2015 года, то БН-600 был запущен в 1980-м.
К числу достоинств быстрых реакторов доцент Высшей школы корпоративного управления РАНХиГС Иван Капитонов относит также «использование бесполезных для обычных реакторов урана-238 и тория-232, из которых готовится специальное МОКС-топливо». Надо также учесть, что реакторы на быстрых нейтронах можно использовать не только для энергоснабжения городов и заводов, но и для получения нового ядерного топлива (для традиционных ядерных электростанций) и они могут иметь коммерческие перспективы.
Коммерциализация реакции
«Росатом» планирует вывести на самоокупаемость строящийся в Томской области реактор на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300. «Проект «Прорыв», я уверен, выйдет на самоокупаемость, а если цены на газ не будут сильно расти, то может и стать прибыльным. Но такой задачи не стоит. Проект направлен прежде всего на отработку технологий. А вот технологии, которые на нем будут обкатываться, потенциально очень даже прибыльны» — с такими словами сопроводил презентацию проекта «Прорыв» его руководитель Евгений Адамов в Законодательной думе Томской области в августе прошлого года. Он уточнил, что речь идет о затратах на проект без учета средств на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. «БРЕСТ-ОД-300 не является коммерческим <проектом>, и перед ним не ставится задача принести прибыль, однако по существующим расчетам установка будет самоокупаемой», — уверен Евгений Адамов.
Еще одно важное направление развития технологий быстрых реакторов — строительство многоцелевого научно-исследовательского реактора четвертого поколения на быстрых нейтронах (МБИР) в Димитровграде Ульяновской области. На базе МБИР планируется создать международный центр исследований. Этот ядерно-инновационный кластер создан в 2010 году для развития региона за счет коммерциализации проектов в сфере ядерных технологий и медицины. В ноябре 2017 года предприятие «Атомэнергомаш» (машиностроительный дивизион «Росатома») объявило о завершении изготовления тепловой защиты МБИР. Тепловая защита представляет собой тяжеловесную цилиндрическую конструкцию, состоящую из толстостенных чугунных колец наружным диаметром 4 м, в которую монтируются специальные трубы из нержавеющего материала в качестве активных элементов охлаждения.
Время подготовки и проведения экспериментов и исследований на новом реакторе по сравнению с ныне действующими установками сократится в несколько раз. Уникальные возможности МБИР помогут созданию новых конкурентоспособных и безопасных ядерных энергетических установок, в том числе и реакторов на быстрых нейтронах для замыкания ядерного топливного цикла. Планируется, что создание МБИР обеспечит атомную отрасль современной и технологически совершенной исследовательской инфраструктурой на ближайшие 50 лет. Работать новый реактор, как ожидается, начнет после 2020 года.
Формирование международной кооперации исследователей вокруг МБИР идет полным ходом. «Росатом» подписал меморандум о взаимопонимании с участниками Центра компетенций V4G4 (V4G4 Center of Excellence), который был создан четырьмя институтами ядерных исследований и инжиниринговыми компаниями из Польши, Чехии, Словакии и Венгрии. Партнеры договорились согласовать ключевые условия участия в международном центре исследований на базе МБИР и определить необходимый объем реакторного ресурса для выполнения научной программы.
«Золотой век» быстрых реакторов наступит, по оценкам Ивана Андриевского, во второй половине XXI века. Пока имеет смысл заниматься и совершенствовать производство как тепловых реакторов, так и реакторов на быстрых нейтронах, полагает эксперт. После 2020 года, когда будет введен в эксплуатацию МБИР, процесс распространения реакторов на быстрых нейтронах может ускориться.
