Не в больших деньгах единых

Электронное издание AtomInfo.Ru возвращается к обсуждению концепции развития атомной отрасли России. Мы публикуем - после некоторой литобработки - статью, посвящённую ФЦП "Ядерные энерготехнологии нового поколения". По просьбе автора, статья размещается под псевдонимом.

ГК "Росатом" предстоит сделать нелёгкий выбор и задать вектор развития российской атомной энергетики на десятилетия вперёд. По заданию правительства в госкорпорации разрабатывается ФЦП "Ядерные энерготехнологии нового поколения". Премьер-министр Владимир Путин пообещал выделить на эти цели 125 млрд рублей. Удастся ли потратить эти деньги с пользой для России и отрасли?

Большие деньги не гарантируют результат

Выступая в Электростали, Путин призвал перейти в среднесрочной перспективе на новый уровень технологий, а именно, замкнутый топливный цикл и коммерческий реактор на быстрых нейтронах. Наш премьер не стал давать определения и устанавливать конкретные сроки. Но если говорить об энергетике, то среднесрочная перспектива означает 10-20, и в крайнем случае, 30 лет.

Путин надеется, что все подробности и детали быстрой атомной энергетики будут изложены в новой ФЦП. Её разработка ведётся с начала этого года и на её исполнение российскими властями предусмотрены крупные суммы. В Электростали прозвучало, что текст программы будет направлен на согласование в правительство в ноябре текущего года.

Но если сказанное выше не может не радовать, то обстоятельства подготовки "научной ФЦП" вызывают большие опасения и заставляют вспомнить о шишках, набитых при составлении большой энергетической программы.

Предыдущая ФЦП принималась кулуарным образом и без широкого обсуждения атомной общественностью. Результат не замедлил себя ждать - её пришлось корректировать буквально сразу после опубликования. В программе были заложены неверные расчёты по стоимости капвложений в строительство АЭС, были забыты средства на создание MOX-завода для БН-800 и допущены многие другие неточности и ошибки.

Научная ФЦП, точно так же как и её энергетическая товарка, рождается под покровом тайны. Ненужная кулуарность плодит слухи и создаёт неуверенность. Понимают ли авторы новой программы всю серьёзность задачи, поставленной перед госкорпорацией правительством? Не впадут ли они в соблазн включить в состав ФЦП рискованные проекты и переложить ответственность за их выполнение с плеч госкорпорации на шею государству?

Большие деньги сами по себе не гарантируют получение положительного результата. Нередко случается, что изголодавшиеся по достойной жизни учёные и инженеры не могут критично оценивать сомнительные предложения своих менеджеров. Всем находится своё место, и все в конечном итоге остаются довольными - все, за исключением государства.

Пять элементов Путина

Давайте вычленим из тезиса, выдвинутого Путиным в Электростали, пять основных элементов:

• перспектива - среднесрочная;
• быстрый реактор - коммерческий;
• топливный цикл - замкнутый;
• деньги - выделяются правительством;
• всё это в совокупности отображается в ФЦП.

Пять элементов российского премьера представляют собой чёткую и полную установку. Поставлена конкретная задача и не забыта ни одна деталь. Действительно, коммерческий быстрый реактор не существует в отрыве от замкнутого цикла, а замыкание цикла не имеет смысла без быстрого реактора. И всё это вместе не осуществимо, если не подкреплено финансово.

Электростальская программа Путина не является новым словом в атомной энергетике. В том или ином виде, она принята почти всеми государствами с большим количеством АЭС. Споры вызывает только первый пункт о сроках её воплощения в жизнь.

Развитые страны - Франция, Япония, США - полагают ненужным рассматривать для создания замкнутого цикла с быстрыми реакторами среднесрочную перспективу. У них имеется крупномасштабная атомная энергетика и нет практических предложений по её расширению.

У всех перечисленных государств есть также технологии тепловых реакторов третьего поколения. Все они в той или иной степени осваивают использование в легководных установках MOX-топлива. Все они имеют возможность отодвинуть задачу перехода к новой энергетике на удалённое будущее.

В развитых странах считают так - быстрые реакторы обязательно понадобятся, но так как есть время на их разработку, то они должны быть доведены до идеального состояния. Отсюда возникают многочисленные футуристические проекты, за душой у которых нередко нет ничего, кроме бумажных расчётов. Хорошей иллюстрацией этому может служить проект японского свинцово-висмутового реактора в системе CANDLE (его критический анализ был сделан недавно на AtomInfo.Ru).

Абсолютно иная ситуация наблюдается у Индии. У неё нет своего урана, она не рассчитывает на помощь соседей по человеческому общежитию. Её национальные интересы обуславливают необходимость скорейшего запуска программы быстрых реакторов, причём с максимально возможным КВ.

Индия делает ставку на немедленную коммерциализацию быстрых реакторов и замкнутого цикла. В этой стране приступили к освоению переработки ОЯТ тяжёловодных реакторов PHWR, изготовлению MOX-топлива для быстрых натриевых реакторов и строительству малой серии установок типа БН-500. На следующем этапе произойдёт переход на натриевые тысячники и металлическое топливо.

Индийская программа не размывается, в ней нет и не может быть бесконечных НИОКР. Индия поступает как страна развивающаяся (в хорошем смысле слова). В результате, её с полным правом можно причислить сегодня к мировым лидерам в области быстрых реакторов.

Недалеко от Индии ушёл Китай. Хотя китайцам проще справляться с урановым дефицитом, в Пекине понимают - на мировых рынках их никто не ждёт. Их будут оттеснять от торговых прилавков, не чураясь никаких методов. В африканском Нигере, где Китай попытался было нарушить монополию французов на добычу урана, в китайских инженеров стреляли и их брали в заложники.

Китай, как и у Индия, испытывает острую жажду по быстрым реакторам. В этой паре Китай выступает в качестве догоняющего и ищет варианты, как обойти индусов. Тому пример - пекинские переговоры с Игорем Сечиным, где поднимался вопрос о покупке в России реакторов БН.

По требованиям времени, Россия находится сейчас ближе к развивающимся странам, чем к развитым державам. Мы вышли из периода стагнации и принимаемся за подъём экономики. Нам требуется масштабное строительство атомных станций, и наши запасы дешёвого урана ограничены. Наши действия должны быть похожи на действия Индии и Китая - кстати сказать, наших потенциальных клиентов - и в пяти элементах Путина об этом сказано чётко и без обиняков (см. тезис о среднесрочной перспективе).

Доведение до ума

Итак, в России на сегодняшний день сложилась уникальная ситуация, когда "сверху" выделяются деньги и даются указания довести до ума - до коммерческого состояния - в обозримые сроки технологии быстрых реакторов и замкнутого ЯТЦ. Но что это будет означать на практике?

Быстрые реакторы, как неоднократно подчёркивалось и как напомнил в Электростали премьер-министр - элемент принципиальной новой, ещё не существующей системы, для которой потребуется создание инфраструктуры, отличной от инфраструктуры ВВЭР. Место добычи урана в новой системе займёт переработка ОЯТ. Полностью исчезнет обогащение урана и сменится процесс изготовления топлива.

Когда быстрый реактор превратится в коммерческий? Сначала потребуется провести большой объём НИОКР, потом построить демонстрационную установку и затем спроектировать головной блок малой серии. Но первый блок всегда обходится дороже - значит, нужно построить ещё несколько блоков, только после которых можно будет говорить о коммерческой установке.

Всё сказанное справедливо и для инфраструктуры - переработки ОЯТ и изготовления топлива. Разница состоит лишь в том, что для предприятий топливного цикла выход на коммерческую стадию будет означать, среди прочего, обслуживание сразу нескольких реакторов.

Среди реакторных проектов ближе всего к коммерческой стадии подошли БН. Для них осталось сделать последний шаг, а именно, выйти на малую серию. Точнее говоря, оставалось - ведь после появления идеи о проекте БН-К, белоярский БН-800 автоматически сдвинулся назад и превратился из головного реактора в демонстрационный.

Но если отказаться от абстрактного БН-К и сделать ставку на проект БН-800, то получится, что для создания коммерческого быстрого реактора России не хватает всего ничего - построить ещё 3 блока с БН-800, на своей ли земле или за рубежом. Когда-то в СССР такая задача ставилась, и предполагалось, что в нашей стране будет создана малая серия из 4 реакторов БН-800.

Другие системы от натрия отстают. Свинцовые технологии находятся на уровне НИОКР, а свинец-висмут подошёл только к демонстрации. Если для натриевых реакторов мы можем прогнозировать их развитие, то в случае тяжёлых теплоносителей мы вынуждены гадать об их будущем.

Свинцу придётся пройти немалый и дорогостоящий на пути к коммерциализации, на который потребуется не менее 30-40 лет и денежные расходы, сравнимые со строительством станции. Говорить о роли свинцовых теплоносителях в среднесрочной перспективе, к сожалению, не приходится.

Хотелось бы особо остановиться на БН-800. В его адрес часто приходится слышать критические замечания. Его называют устаревшим и сделанным по технологиям вчерашнего дня. При этом забывается, что проект не лежал на полке с советских времён, а подвергался постоянным улучшениям и модификациям. Всё, что можно было обновить - АСУ ТП, электронику и другое - было обновлено за долгие годы ожидания начала строительства.

Проект был скорректирован и на соответствие изменившимся нормативам и правилам. Его мощность была форсирована, и блок вплотную приблизился к тысячнику. Если сравнить суммы, нужные для строительства блоков с ВВЭР-1000 и БН-800, то можно смело сказать - БН-800 уже достиг уровня коммерческого реактора, и предлагать разрабатывать новую установку для коммерциализации натриевых технологий не нужно. Разве что, ещё поднять мощность на 8 МВт, чтобы насладиться красивой аббревиатурой БН-888.

БН-800 нельзя называть коммерческим только потому, что для него ещё не построена малая серия и не создана коммерческая инфраструктура. Если первое зависит только от выделяемых средств и политической воли руководства отрасли, то для второго потребуются дополнительные усилия. Но и здесь БН-800 имеет преимущества перед основными конкурентами.

Инфраструктура для БН-800 продемонстрирована в России и успешно отработана за рубежом. Это водные методы переработки ОЯТ легководных реакторов и изготовление MOX-топлива. С другими реакторными направлениями ситуация такова - свинец-висмут может в будущем полагаться на инфраструктуру БН-800, а для свинца потребуются нитридное топливо и сухие методы переработки, работы по созданию которых находятся в самом начале пути.

Давайте рассмотрим, в каком состоянии находятся отдельные элементы инфраструктуры для БН-800.

Водная переработка ОЯТ легководных реакторов продемонстрирована в России, а также существует и отлажена во Франции и Японии. Чтобы применить эту технологию в нашей стране, нужны определённые меры для снижения отрицательных экологических последствий от этой технологии, таких как сброс трития в водоёмы. На эти исследования потребуются деньги, но часть их может быть справедливо запрошена у легководной атомной энергетики как компенсация за решение отложенной проблемы ОЯТ.

Мировым лидером по изготовлению уран-плутониевого топлива также является Франция. Нам дойти до стадии демонстрации пока не удалось. Но при этом, у нас велись исследования как по таблеточному топливу, так и по виброуплотнённому.

Были сделаны и испытаны экспериментальные ТВС с топливом обоих видов. Таблеточники говорят, что их продукция стояла лучше. Сложно судить, не располагая точными данными, хотя в пользу таблеток свидетельствует и зарубежный опыт.

Дополнительным аргументом за таблетки служат лицензионные соображения. Выходить на иностранные рынки мы можем, только получив лицензии. Но лицензировать в таких странах и объединениях, как Евросоюз, США или Япония, реально лишь те технологии, у которых есть местные аналоги. Вибротопливо не развивается за пределами России, и добиться юридического признания нашей технологии маловероятно. Схожие соображения двигали бельгийцев, когда те в своё время отказались от вибро в пользу таблеток.

Самое слабое место новой энергетики - переработка ОЯТ быстрых реакторов. Здесь до настоящего момента сделано не так много. До сих пор продолжаются споры, что следует рециклировать, как поступать с младшими актинидами и осколками деления. Но принятие решения по этому направлению работ может быть безболезненно отложено на будущее - точно так же, как в своё время была отложена проблема обращения с ОЯТ легководных реакторов.

Почему так поступать можно? Потому что в России уже сейчас накоплены большие объёмы ОЯТ тепловых реакторов. Хранящегося в них плутония достаточно для практического замыкания топливного цикла и создания новой системы атомной энергетики в среднесрочной перспективе - как того хотел бы премьер-министр. Одновременно была бы решена и проблема "хвоста" для реакторов ВВЭР. То есть, для поиска оптимального варианта обращения с ОЯТ быстрых реакторов у нас появляется запас времени.

По-ведомственному или по-государственному

ГК "Росатом" в состоянии выполнить поручение премьер-министра России и реализовать на коммерческой основе в среднесрочной перспективе - к 2030 году - замкнутый топливный цикл с быстрыми реакторами. Наша страна может стать первым или вторым (после Индии) государством, достигшим этой цели.

Уникальность сегодняшней ситуации заключается в том, что правительство требует от "Росатома" довести начатое в советские времена до конца и не растерять накопленные заделы. Нас ожидает много работы, но первым шагом обязательно необходимо не забыть включить в ФЦП "Ядерные энерготехнологии нового поколения" - от реакторов до топливных заводов.

При выборе конкретных направлений и проектов для ФЦП желательно думать по-государственному. Если сделать ставку до 2020 года на строительство малой серии БН-800, завод по водным методам переработки ОЯТ легководных реакторов и завод по производству таблеточного MOX-топлива, то вероятность достичь успеха будет максимальной.

Конечно, 125 млрд рублей на эти цели не хватит. Здесь стоит задуматься над кооперацией между ГК "Росатом" и государством. После 2015 года от госкорпорации потребуется строить энергетические реакторы за счёт собственной прибыли. Почему бы "Росатому" не строить БН-800, а не ВВЭР-АЭС-2006? Возможную разницу в цене между этими реакторами могло бы компенсировать государство - ведь пуская быстрые реакторы, мы будем решать государственные задачи (создание новой атомной энергетики, работающей в замкнутом ЯТЦ, и решение проблемы обращения с ОЯТ).

Альтернативный вариант - поставить всё на рискованные концепции и потратить все выделяемые средства на НИР и НИОКР. Можно начать всё сначала, можно дожидаться БН-К, можно развивать БРЕСТ… Но в этом случае, среднесрочная перспектива отодвинется, как минимум, до 2050 года со всеми вытекающими последствиями.

Сейчас в России сложилась пародоксальная ситуация, когда всем и каждому может быть выгодно "заболтать" новую ФЦП. Правительство по политическим причинам неровно дышит к красивым инновационным обёрткам, чиновники предпочитают отчитываться за выделенные средства документами, а не реальными объектами, предприятия тоже склонны к лёгкой жизни НИР и НИОКР.

Но хотелось бы, чтобы на самом деле всё происходило по-государственному, а не по-ведомственному. Хотелось бы, чтобы на выходе новой ФЦП мы получили не очередные научные достижения, ждущие своего внедрения, а надёжно работающую систему замкнутого ЯТЦ с быстрыми реакторами. А для этого, как минимум, потребуется включить в состав программы строительство малой серии БН-800, завода РТ-2 и цеха по фабрикации MOX-топлива.

А как же наука? Всё предлагаемое не отрицает необходимость проведения НИОКР. Мы должны начинать готовиться к проектам следующего поколения, которые будут работать в долгосрочной перспективе. Разумным представляется такой подход - не исключая все варианты и альтернативы, расставить систему приоритетов.

На первых ролях должны выступать уже известные технологии, которые следует отполировать до блеска и убрать последние шероховатости. По логике вещей, приоритетом №1 должно стать натриевое направление. Но использование натрия в крупномасштабной энергетике сопряжено с большим риском.

Нужна вторая технология, способная, при возникновении такой необходимости, заменить натрий, и эту нишу может занять свинец-висмут. Объясняется это не только текущим состоянием проекта СВБР, но и появлением у свинца-висмута "страховочного" финансирования со стороны крупного бизнеса (Олега Дерипаски). НИОКР по свинцовому направлению должны продолжаться, но с пониманием рискованности этой технологии.

Вывод

Итак, состав ФЦП "Ядерные энерготехнологии нового поколения" мог бы выглядеть так:

• малая серия БН-800;
• завод по переработке ОЯТ легководных реакторов водными методами;
• завод по фабрикации таблеточного MOX-топлива;
• НИОКР в соответствии с системой приоритетов и с упором на развитие уже существующих технологий.

ИСТОЧНИК: Комментатор, специально для AtomInfo.Ru

ДАТА: 29.08.2008

Темы: Мнения, Быстрые натриевые реакторы, ЯТЦ, Дискуссия о концепции развития атомной отрасли России, БН-800