О перспективах работ по реакторной установке БН-1200, проблемных вопросах и перспективах быстрой технологии рассказал советник генерального директора Госкорпорации «Росатом», председатель НТС № 1 Госкорпорации «Росатом» и НТС АО «Концерн Росэнергоатом», доктор технических наук, профессор Владимир АСМОЛОВ
– Владимир Григорьевич, каковы результаты обсуждения проекта БН-1200 на НТС, как скоро ожидать решения о строительстве?
– Совместное заседание НТС № 1 Госкорпорации «Росатом», НТС Концерна под моим председательством и НТС № 8 «Новая технологическая платформа атомной энергетики» под председательством Евгения Адамова было посвящено рассмотрению экспертизы результатов технико-экономических параметров проекта реакторной установки БН-1200. Для экспертизы была собрана квалифицированная команда, которая плодотворно отработала с проектантами, материалы этого коллективного труда и были вынесены на обсуждение. Мы обсуждали не сам технический проект, а экспертизу и ответы разработчиков на ее выводы.
Обсуждение показало, что в проект перспективного энергоблока с реактором БН-1200 введено много новых решений, которые существенно улучшают экономические параметры этого блока по сравнению с БН-800. Но введение новых решений требует экспериментального обоснования по ряду позиций. Ранее в отрасли присутствовали две точки зрения: или немедленно начинать инвестиционный проект по строительству БН-1200, или решить проблемы с проведением НИОКР по оборудованию, другие внутренние вопросы и принять более взвешенное решение. Вывод НТС, с которым согласились генеральный конструктор и проектанты, таков: необходимо в течение трех лет провести обоснование безопасности по новым решениям, провести необходимые НИОКР, выполнить разработку нового оборудования. Определяется заказчик проекта – Росэнергоатом. Именно Концерн должен до конца 2017 года разработать расширенное Техническое задание на проект блока с позиции эксплуатирующей организации, реального опыта эксплуатации БН-600 и БН-800. Насколько мне известно, эта работа близка к завершению. Предполагаю, что работы по уточнению технических характеристик проекта за 2–3 года будут проектантами выполнены, и к 2020 году проект будет готов. Тогда, вероятно, и будет принято решение о сооружении головного блока БН-1200, скорее всего на площадке Белоярской АЭС. К сожалению, уральский район не энергодефицитен, и сооружение блока там, с точки зрения оптимизации энергосистемы, не самое оптимальное решение.
– Возможно ли добиться сопоставимой стоимости блока с проектами ВВЭР, учитывая их серийность?
– Сегодня не так важно добиться сопоставимой стоимости БН-1200 с уровнем технологий ВВЭР, поскольку все расчеты условны, есть много неопределенностей макроэкономического характера. Например, та же разработка проекта связана с привязкой к конкретной площадке. Какой именно – вопрос дискуссионный. Если к Белоярской АЭС, там целесообразно возвести единственный блок, а значит, его стоимость выше. Если привязывать блок к другой площадке (например, предполагавшейся Южно-Уральской АЭС) и рассчитывать параметры двухблочной станции (как делаются расчеты для ВВЭР-ТОИ), это в сегодняшних условиях какие-то искусственные действия, тем более что Урал не является в настоящее время энергодефицитным.
Кроме того, работа по развитию основной для нас технологии водо-водяных реакторов показывает, что там тоже есть возможности для улучшения экономических параметров. Для ВВЭР-ТОИ, который весьма близок к АЭС-2006, выбраны референтные, апробированные решения. Но в перспективе могут быть привнесены значительные инновации, такие как спектральное регулирование, изменения термодинамического цикла. Это пока еще не «завтрашний», но «послезавтрашний» день, однако такие изменения тоже могут быть реализованы, и вопрос стоимости ВВЭР-ТОИ достаточно условный. Происходят непредсказуемые изменения и в стоимости углеводородов, то есть вопрос LCOE для парогазовых установок также вносит неопределенность.
Как минимум, уже сегодня можно прописать «дорожную карту» работ и оценить, насколько технологии ВВЭР станут безопаснее и экономичнее. Путь этот понятен, и уже сейчас, сравнивая технологии быстрых реакторов, мы должны вести сопоставление с технологией ВВЭР, которую мы ожидаем.
Суть работы экспертов, проектантов не столько в удешевлении проекта БН-1200, сколько в подтверждении параметров безопасности. Проведенная экспертиза была жесткой, потому что впервые к быстрому реактору БН-1200 были применены требования (подходы, глоссарий), которые используются при анализе блоков на тепловых нейтронах. Многие вопросы для быстрых реакторов на уровне общей фундаментальной подготовки проработаны иначе, чем принято для коммерческих продуктов, тем более предлагаемых на международном рынке. Если мы посмотрим в Правила ядерной безопасности реакторных установок, то увидим, что вопросы, связанные с пределами безопасной эксплуатации, проектными пределами, написаны для ВВЭР исходя из физики этих реакторов. Традиции развития БН и сложившиеся в мире стандарты требований к новым аппаратам отличаются, и задача разработчиков – обеспечить требуемый сегодня уровень безопасности. Какие критерии закладывать, работая с нитридным и МОКС-топливом? В последних ПБЯ говорится, что проектный предел составляет 800 градусов; но что будет с новыми видами топлива, с оболочкой, необходимо подтверждать расчетами.
Нужно отметить огромную работу, выполненную за последние два года ОКБМ, для снятия вопросов по безопасности, с оптимизацией при этом экономических показателей. Разработчики сами признают, что еще предстоит много работы для выхода на уровень обоснования безопасности, который обеспечен для ВВЭР. Решением НТС предложено в течение нескольких лет провести дополнительные НИОКР, которые позволят обосновать нереферентные решения (позволяющие удешевить проект). Необходимо выполнение рабочей конструкторской документации по основному оборудованию.
Для меня ясно, что работу по линейке БН нельзя останавливать, но необходимо дополнительное время, два-три года. Задача разработчиков – создание «утверждаемого» проекта и конструкторской документации. Правильно ли мы поступаем, принимая решение о разработке документов, которые обозначают предстоящий выход на строительство, если решены еще не все вопросы? Полагаю, что да, потому что, работая только над «обликовым» проектом, мы не закроем принципиальных вопросов, не получим результаты.
– Следует ли понимать, что переход к замыканию топливного цикла неизбежен даже в условиях становления «альтернативных» источников энергии?
– Мы живем в эпоху открытого ядерного топливного цикла, урана хватает, и цены на него сравнительно невысоки. Даже в сегодняшних условиях ядерная энергия является эффективным, системообразующим источником энергии. Это более 18 % от всей выработки электроэнергии в стране. Если же взять нашу географию и учесть, что 70 % населения проживает в Европейской части страны, до Урала, то вес атомной энергетики в этих регионах практически 40 %. То есть убрать атомную энергетику уже нельзя, она есть.
Тем не менее идет серьезная работа по формированию стратегии развития атомной энергетики до 2050 года и далее, и ключевым элементом стратегии является создание двухкомпонентной атомной энергетики с замыканием ядерного топливного цикла по урану и плутонию. По сути, это касается всех аспектов жизненного цикла – и фабрикации ядерного топлива, и генерации на АЭС (как с тепловыми, так и быстрыми реакторами), и рефабрикации использованного топлива для дальнейшего применения. Требования к этой ядерной энергетической системе сформированы, есть консенсус по этому поводу, но есть и разногласия, как именно идти к светлому будущему. Консенсус в том, что атомная энергетика должна быть безопасной и эффективной, это не вызывает сомнений. Признано, что атомная энергетика должна быть возобновляемым источником, то есть мы должны включить в цикл те продукты, которые нарабатывает атомная энергетика и которые делают топливо неисчерпаемым. Мы также должны решить экологические проблемы, связанные с обращением с отработанным ядерным топливом и радиоактивными отходами. Переход к замкнутому топливному циклу – «торный путь» решения этих вопросов. По сути, представление о ядерной энергетической системе страны, которое мы имеем, задает и требования к отдельным элементам, которые надо отрабатывать в ближайшее время. Это требования к новым видам топлива и технологиям его фабрикации топлива, требования к реакторам, формирование оптимальной структуры. Если эти требования будут выполнены, то мы получим нужный обществу суперконцентрированный источник энергии. Если обращаться с ним правильно, безопасно и не противореча экологии, он сможет изменить сегодняшнюю энергетику и перейти к безуглеродной генерации. При этом альтернативные источники энергии, такие как солнце и ветер, ГЭС и прочие возможности приветствуются, но мы прекрасно понимаем, что в базовой энергетике они смогут нести лишь вспомогательную роль.
– Каково оптимальное соотношение БН и ВВЭР в будущей двухкомпонентной энергосистеме?
– Считать можно по-разному. Для нормального функционирования двухкомпонентной системы, о которой мы говорим, более чем достаточно соотношения «один к одному». В России есть отработанная действующая технология ВВЭР, в ее качестве мы уверены абсолютно. Последние тенденции, такие как сооружение замещающих мощностей Ленинградской, Нововоронежской АЭС с проектом АЭС-2006, начавшееся сооружение ВВЭР-ТОИ, которые опираются на апробированные решения, говорят о сохранении основной линии тепловых реакторов.
Но дальше, в двухкомпонентной системе, к блокам ВВЭР должны быть предъявлены другие требования. Сегодняшний коэффициент воспроизводства на блоках ВВЭР, составляющий 0,4, недостаточен. На блоках этого типа мы можем перейти через так называемое спектральное регулирование к ужесточению спектра, чтобы поднять коэффициент воспроизводства до 0,7–0,8. Физика говорит, что это вполне возможно на блоках ВВЭР. Тогда, если мы говорим о ядерно-энергетической системе, коэффициент воспроизводства на быстрых аппаратах может составлять 1,1–1,2, что (на мой взгляд) оптимально с точки зрения безопасности, и, строя блоки БН и ВВЭР в соотношении «один к одному», мы получим общий коэффициент воспроизводства в этой системе, примерно равный единице, что и является целью. Но ВВЭР с таким коэффициентом будет нужен, если мы придем к созданию замкнутой системы.
В другом случае каких-то принципиальных изменений ВВЭР делать не надо, мы уже сегодня имеем вполне нормальный аппарат, который будет работать как внутри страны, так и на внешнем рынке. С точки зрения безопасности современный ВВЭР точно относится к категории «3+», даже с некоторым опережением современных требований.
Алексей Комольцев для журнала РЭА
