Почему Казахстану требуется атомная электростанция? Какие вопросы она поможет «закрыть» нашей стране и что будет сделано для безопасной работы АЭС? Об этом рассказал в интервью «ПК» генеральный директор ТОО «Казахстанские атомные электрические станции» Тимур Жантикин.
Как поможет урановая таблетка
– Тимур Мифтахович, в стране есть уголь и природный газ, а почему тогда возникла острая необходимость в строительстве АЭС?
– Учитывая рост потребления электроэнергии, Казахстан нуждается во внедрении нового основного источника генерации электроэнергии, чтобы обеспечить стабильное энергоснабжение. Однако в свете глобальных усилий по достижению углеродной нейтральности возможности использования угольной энергетики в качестве основного источника ограничены из-за отказа международных финансовых организаций поддерживать проекты по строительству угольных электростанций. Также масштабное развитие газовой энергетики затруднено из-за ограниченных запасов природного газа в стране.
По данным Минэнергетики Казахстана, уже сегодня действующие энергоисточники не покрывают текущие пиковые и прогнозные нагрузки. В 2023-м объем потребления электрической энергии был на уровне 115 млрд кВт/ч, производство электрической энергии составило 112,8 млрд кВт/ч. Согласно утвержденному балансу мощности к 2030 году при необходимом уровне резерва 17 процентов потребность электрической мощности составит 28,2 ГВт, при этом располагаемая мощность с учетом ввода новых мощностей составит 22 ГВт. Министерством энергетики для покрытия указанного дефицита в стране и увеличения экспортного потенциала разработан план мероприятий по развитию электроэнергетической отрасли, предусматривающий ввод дополнительно порядка 26 ГВт новых генерирующих мощностей. Ежегодно казахстанские ТЭЦ и ГРЭС для получения электроэнергии сжигают около 60 миллионов тонн угля. Выбросы станций разрушительно действуют на экологию, а загрязненность воздуха жители мегаполисов с недовольством ощущают на себе. Учитывая, что 70 процентов казахстанской энергии вырабатывается за счет сжигания угля, ситуация будет только ухудшаться. Уже сейчас наблюдается дефицит мощности, который покрывается за счет внеплановых перетоков от сопредельных государств. Для покрытия дефицита мощности Казахстан осуществляет внеплановые поставки мощности и электроэнергии из Российской Федерации. В декабре прошлого года перетоки мощности из энергосистемы России в Казахстан составляли до 1519 МВт, при разрешенной среднечасовой величине допустимого отклонения фактического сальдо перетоков от заданного диспетчерским графиком в диапазоне 150 МВт. Другими словами, отклонение сверх разрешенного диапазона 150 МВт в утвержденные контрольные часы влечет за собой большие финансовые затраты, что неизбежно приведет к удорожанию электроэнергии для рядовых потребителей.
Исправить положение может только строительство АЭС. Один килограмм урана с обогащением до четырех процентов при полном выгорании выделяет энергию, эквивалентную сжиганию примерно 100 тонн высококачественного каменного угля или 60 тонн нефти. Одна урановая таблетка в ядерном реакторе за три года вырабатывает свыше 1400 кВт/ч электроэнергии.
– А как же возобновляемые источники энергии – ветер-солнце? Разве их недостаточно?
– Несмотря на все преимущества, они не могут выступить в качестве стабильного и базового источника генерации из-за непредсказуемости работы, связанной с периодическим отсутствием ветра и солнца. В текущем уровне развития технологий в энергетическом секторе атомная энергетика представляется наиболее перспективным решением для замены выбывающих мощностей.
Так, в 2023 году была проведена 28-я конференция сторон ООН по изменению климата в Дубае по принятию Глобального отчета, единогласно согласованного всеми сторонами и призывающего к отказу от ископаемого топлива и ускорению внедрения технологий с нулевым и низким уровнем выбросов, включая атомную энергетику. В ходе конференции 24 страны поддержали министерскую декларацию, призывающую к утроению глобального потенциала ядерной энергии к 2050 году. Главы государств или высшие должностные лица Болгарии, Канады, Чешской Республики, Финляндии, Франции, Ганы, Венгрии, Японии, Южной Кореи, Молдовы, Монголии, Марокко, Нидерландов, Польши, Румынии, Словакии, Словении, Швеции, Украины, ОАЭ, Великобритании и США подписали декларацию 2 декабря 2023 года, а Армения и Хорватия также подписали ее во время саммита.
Обязательство «Net Zero Nuclear Industry Pledge», которое предполагает как минимум трехкратное увеличение ядерных мощностей к 2050 году, было представлено на мероприятии в рамках конференции. Компании, подписавшие это обязательство, работают более чем в 140 странах и взяли на себя обязательство поддерживать такое же масштабное расширение ядерной энергетики, как и правительства, поддержавшие министерскую декларацию с аналогичной целью на 2050 год.
По данным МАГАТЭ, в настоящее время в 31 стране мира эксплуатируется 415 ядерных энергоблоков с суммарной мощностью 373,7 ГВт (эл.) и в 15 странах ведется сооружение 62 реакторов. Странами, обладающими значительными ядерными энергетическими мощностями, являются США (94 реакторов), Франция (56 реакторов), Китай (56 реакторов), Россия (36 реакторов), Южная Корея (26 реакторов), Япония (12 реакторов).
В рамках оптимистичного сценария, представленного в новом обзоре МАГАТЭ, ожидается, что мировые атомные генерирующие мощности к 2050 году удвоятся и составят 792 гигаватт по сравнению с зафиксированным в 2020-м показателем в 393 ГВт.
Зеленая трансформация экономики
– Наша страна развивается, запускаются новые производства, население растет, строятся новые микрорайоны, и электроэнергии с каждым годом требуется всё больше. Да и вопросы экологии тоже не снимаются с повестки дня…
– Необходимость развития атомной генерации в том, что износ ныне действующих электрических станций составляет 70 процентов. Свой ресурс также на 70 процентов выработали и угольные станции. Да, ежегодный рост потребления электроэнергии составляет три процента. Отмечу, что развитие атомной энергетики – долгосрочная задача, решение которой обеспечит энергетическую независимость и безопасность Казахстана как минимум на сто лет вперед – именно такие сроки службы сегодня рассматриваются для АЭС. Важно и обеспечить переход энергетики на безуглеродную генерацию, если мы хотим поддержать зеленую трансформацию экономики страны, устойчивое ее развитие в условиях повышенного внимания мирового сообщества к вопросам климата. Многим сейчас понятно, что без атомной энергетики решить все эти задачи практически невозможно. И строительство АЭС в нашей стране – выгодное решение, окажет положительный мультипликативный эффект на все сферы.
– Известно, что «Казахстанскими атомными электростанциями» рекомендовано место для размещения АЭС на юг Казахстана, в районе села Улькен. Чем обусловлен данный выбор?
– Для исполнения поручения Главы государства по изучению возможности развития атомной энергетики в Казахстане актуализированы ранее проведенные исследования по выбору реакторных технологий, определены объем мощности и район строительства АЭС. И в качестве наиболее предпочтительного района строительства АЭС с мощностью станции до 2800 МВт выбрана территория села Улькен Жамбылского района Алматинской области. Результаты исследований рассмотрены и одобрены на заседании Межведомственной комиссии по развитию атомной отрасли в мае 2022-го.
В 2019 году проведена маркетинговая процедура по получению технико-коммерческих предложений от ключевых мировых поставщиков ядерных технологий. В результате были получены предложения у шести известных компаний из пяти зарубежных стран, которые предоставили на рассмотрение 13 различных вариантов реакторов, с разной мощностью, компоновкой.
Четыре варианта
В ходе рассмотрения и изучения данных предложений по 20 критериям были отобраны наиболее перспективные варианты и предварительно составлен так называемый шорт-лист, в который вошли четыре проекта. В качестве потенциальных поставщиков рассматривались компании «CNNC» (КНР, реактор HPR-1000), ГК «Росатом» (РФ, реакторы ВВЭР-1200), «KHNP» (Южная Корея, реактор APR-1400, APR-1000) и «EDF» (Франция, реактор EPR1200). В настоящее время с поставщиками ядерных технологий ведутся переговоры по обсуждению предлагаемых условий по реализации проекта строительства АЭС. Выбор является оптимальным для повышения надежности энергосистемы и обеспечения стабильной генерации. Проект предполагает строительство станции с двумя блоками единичной мощностью до 1,4 ГВт и, соответственно, общей мощностью станции до 2,8 ГВт, что даст возможность также закрыть дефицит базовой мощности на юге страны.
– Расскажите, что уже сделано? Выбрана конкретная технология строительства?
– Для первой казахстанской АЭС мы рассматриваем именно те проекты, которые имеют уже работающие прототипы, где точно известны показатели по безопасности, экономические показатели, и по известным параметрам можно сказать, как это все будет работать. Данные проекты имеют высокий уровень безопасности и оптимизированные экономические показатели. По ним отработаны процедуры и процессы сооружения АЭС, что подчеркивает необходимость комплексной подготовки и выполнения высоких технических стандартов на каждом этапе реализации проекта.
– А какие меры будут предприняты в направлении экологической безопасности?
– Казахстану важно обеспечить переход энергетики на безуглеродную генерацию, если мы хотим поддержать зеленую трансформацию экономики страны, устойчивое ее развитие в условиях повышенного внимания мирового сообщества к вопросам климата. Многим сейчас понятно, что без атомной энергетики решить все эти задачи практически невозможно.
Воздействие АЭС на окружающую среду при соблюдении технологии строительства и эксплуатации значительно меньше, чем других технологических объектов – химических предприятий, ТЭЦ. Атомные станции не загрязняют окружающую среду такими веществами, как дымовые и иные газы, зола, сажа, сбросные воды, что содержат нефтяные продукты.
АЭС не наносят вреда природной среде, таков многолетний опыт их эксплуатации в различных странах. А отсутствие вредного воздействия совсем не зависит от срока службы атомной станции.
Без парникового воздействия
– Получается, работа АЭС не скажется на повышении парникового эффекта?
–Станция, наоборот, способствует снижению парникового эффекта. К примеру, ежегодно работа атомной станции на 1000 МВт снижает выбросы парниковых газов на 4 млн тонн. Согласно данным Европейской экономической комиссии ООН (UNECE), самые низкие показатели выбросов парниковых газов по всему жизненному циклу – у атомной энергетики. У угля – 820 граммов на кВт/час (CO2 эквивалент), у природного газа – 490 граммов, гидроэлектростанций – 24 грамма, СЭС (гелиоконцентратор) – 48 граммов, атом – 12 граммов.
АЭС при эксплуатации потребляет намного меньше топлива, в отличие от станций на угле или природном газе, что позволит достичь целей углеродной нейтральности.
— После аварий на АЭС Чернобыля и Фукусимы возникает опасение относительно неуязвимости атомных электростанций и станций в целом…
— В настоящее время атомные электростанции относятся к наиболее безопасным и надежным установкам в мире. Для того чтобы свести к минимуму вероятность возникновения аварий, МАГАТЭ оказывает государствам помощь в применении международных норм безопасности с целью повышения безопасности атомных электростанций. МАГАТЭ выпускает соответствующие стандарты и рекомендации, предусматривающие недопущение ошибок в системах безопасности, которые имели место на АЭС Чернобыля, Фукусимы. Залогом надежности также являются усовершенствованные поколения АЭС, в частности, станции с реакторами поколения 3+, в которых сочетаются активные и пассивные системы безопасности, делающие станцию максимально устойчивой к внешним и внутренним воздействиям.
У современных станций поколения 3 и 3+ вероятность тяжелой аварии — менее 10-7 (менее 10 в минус седьмой степени) события в год. Это означает, что за 10 млн лет может произойти одна авария. Степень безопасности атомной станции намного выше, чем, например, авиационного транспорта.
Водный баланс
– В проекте АЭС планируется задействовать озеро Балхаш. Как ее работа может сказаться на его состоянии? На встрече в Атырау по обсуждению вопроса строительства АЭС некоторые экологии ссылались на то, что тогда возможно обмеление водоема…
– Предварительные оценки показывают отсутствие рисков для экосистемы озера Балхаш. Несомненно, при разработке ТЭО строительства АЭС необходимо дополнительно изучить потенциально негативно влияющие факторы на водный режим Балхаша, гидрологическую надежность бассейна водоема, а также источники их формирования и режим подземных вод. Тем не менее, практика строительства АЭС на берегу естественных водоемов повсеместна, и ни одно государство в мире, эксплуатирующее АЭС, еще не сталкивалось с какими-либо конкретными фактами негативного влияния станций на водоем.
Отмечу: все реакторы, рассматриваемые для строительства в Казахстане, – двухконтурные, где в первом контуре циркулирует вода, непосредственно соприкасаясь с активной зоной. Тепло воды первого контура передается воде второго контура, не соприкасаясь с ней. При этом турбину приводит в движение пар, вырабатываемый во втором контуре реактора. В целом на АЭС вода циркулирует в замкнутой системе, при которой отработанный пар конденсируется и снова используется. Важно подчеркнуть: в случае размещения АЭС на берегу озера Балхаш безвозвратные потери воды при ее эксплуатации будут намного ниже по сравнению с потерями от естественного испарения воды с поверхности озера. Так, расходная часть водного баланса водоема в 2023 году была представлена испарением с водной поверхности в объеме – 18,7 куб. км.
В соответствии с данными, предоставленными поставщиками ядерных технологий, безвозвратные потери воды от эксплуатации двухблочной АЭС составят около 63 млн. куб. м/год, что равняется 0,32% от всего испарения этого озера. Общий объем его воды составляет около 108,3 млрд куб. м, что также значительно больше необходимого объема для охлаждения АЭС, следовательно, АЭС не будет существенно влиять на объем озера.
– А как будет происходить утилизация и переработка ядерных отходов?
– Считается, что радиоактивные отходы – это весомый недостаток атомной энергетики. Но нужно чётко разделять два понятия: отработавшее ядерное топливо и радиоактивные отходы. Отработавшее ядерное топливо может многократно перерабатываться, пока собственно радиоактивными отходами не станет небольшая его часть. Радиоактивные отходы (РАО) имеют небольшой объём, они хранятся в специально созданных для этого условиях, тщательно охраняются, за ними ведётся наблюдение.
На самих АЭС существуют хранилища РАО и линии по их переработке. Наиболее популярный способ переработки жидких РАО – их выпаривание с целью сокращения объема, а также цементирование, твердых РАО — прессование. К слову, не надо забывать, что отходы имеются у любого вида генерации, и их проблема пока не до конца решена. Люди только недавно начали задумываться о правильной утилизации простых батареек. А ведь будет стоять задача утилизации мощных аккумуляторов, которые требуются для больших объёмов энергии, вырабатываемой солнечными или ветровыми электростанциями, утилизации самих солнечных панелей, в которых используются токсичные химические элементы. Все вопросы безопасного обращения с РАО будут прописаны в контракте. Наша страна в любом случае будет четко придерживаться лучших международных практик.
К масштабной индустриализации
– АЭС скажется на социально-экономическом эффекте?
– Однозначно. Строительство АЭС в Казахстане окажет положительный мультипликативный эффект в развитии страны. Развитие атомной энергетики будет способствовать: росту научных исследований и объемов экспорта высокотехнологичной продукции, укреплению деловых связей, возможностей развития новых проектов, росту научно-технического и кадрового потенциала страны. Внедрение новых технологий генерации потребует воспитания нового поколения научных работников и высококвалифицированных профессионалов в области мирного использования атомной энергии, развитию промышленности и повышению инвестиционной привлекательности Казахстана; устойчивому развитию экономики. Строительство АЭС обеспечивает экономический рост и появление новых рабочих мест. Одно рабочее место при сооружении АЭС создает более 10 рабочих мест в смежных отраслях. Надежным энергоснабжением будут обеспечены потребители в течение более 60 лет.
– А кадры. Они готовятся?
– В атомной отрасли Казахстана работают более 21 тысячи человек, в том числе около 19 тысяч – основного производственного персонала. По подготовке квалифицированных кадров в атомной отрасли: в период с 2010 года по настоящее время в разных вузах Казахстана подготовлены 2193 бакалавра, 909 магистров и 135 докторов. С 2018 года совместно с Евразийским национальным университетом им. Л.Н. Гумилева и Объединенным институтом ядерных исследований началась подготовка докторантов PhD в области ядерной физики и новых материалов. На базе Национального ядерного центра ежегодно организуется практика для более чем 120 студентов. Также имеется учебно-информационный центр, где обучают специалистов в области радиационной безопасности. А ровно два года назад для подготовки специалистов в сфере ядерной энергетики в Алматы на базе КазНУ имени аль-Фараби открылся филиал Московского инженерно-физического института.
– И последний вопрос. Сколько лет будут строить АЭС?
– Планируемый срок реализации проекта ориентировочно составляет 10-11 лет с момента принятия решения о строительстве станции.
