Что такое модульные атомные реакторы и какие перспективы у Казахстана в этой сфере

В 2023 году президент Касым-Жомарт Токаев сказал, что Казахстан рассматривает возможность строительства малых модульных реакторов. Но больше официальной информации ни от руководства страны, ни от профильного ведомства по столь актуальному вопросу не прозвучало.

В то же время проблемы ядерной энергетики в республике стоят как никогда остро. Впереди референдум, на котором казахстанцы будут решать, строить АЭС в стране или нет.

Зачем Казахстану малые модульные реакторы? Могут ли они стать альтернативой атомной электростанции? Кто владеет этой технологией и почему развитые страны стремятся её усовершенствовать? На эти и многие другие вопросы искала ответы корреспондент Informburo.kz вместе со специалистами из сферы энергетики, госуправления и международных отношений. 

Не города, а машины

Традиционная атомная электростанция – масштабное стационарное сооружение с несколькими реакторами. Строительство такой инфраструктуры требует огромных вложений: денег, времени и, что немаловажно, подходящей локации.

Размер традиционных ядерных реакторов является серьёзным ограничивающим фактором, поэтому учёные поставили перед собой новую цель – создать реактор меньшего размера, который можно построить быстрее, безопаснее и дешевле. Технология получила название Small modular reactors (малые модульные реакторы. – Ред.)

"ММР – это реакторы электрической мощностью до 300 МВт. Основная идея малой атомной генерации – создать реакторы, которые можно не строить в чистом поле, как города, а выпускать на заводах, как машины. Такой модуль в идеале можно привезти и поставить в нужном месте за довольно короткий срок. А если понадобится увеличить мощность, то присоединить к действующему реактору дополнительный", – объяснил глава департамента ядерной безопасности Института ядерной физики Мурат Тулегенов.

Первые блоки ММР уже эксплуатируют в России и Китае – это плавучая станция "Академик Ломоносов", которая обеспечивает энергией город Певек на Дальнем Востоке, и малая 210-мегаваттная АЭС с двумя высокотемпературными реакторами HTR-PM, которая расположена в провинции Шаньдун. Но пока стоимость этих проектов слишком велика, чтобы конкурировать с традиционными АЭС на мировом рынке. 

Коммерческая реализация 

Исторически развитие атомной энергетики шло в сторону увеличения мощности реакторов. Это позволяло снижать расходы на строительство и эксплуатацию АЭС. Со временем стало ясно: энергия нужна всем, но не все энергосистемы могут "переварить" мощные реакторы.

Так образовалась большая рыночная ниша для установок малой и средней мощности, рассказал гендиректор АО "Казахстанские атомные электрические станции" Тимур Жантикин.

"Созданием коммерчески успешных малых реакторов занимаются Канада, Южная Корея, Китай, Франция и Аргентина. В Канаде на площадке Дарлингтон запущен проект АЭС на базе ММР BWRX-300 совместного американо-японского предприятия General Electric Hitachi. А российские предприятия предлагают несколько вариантов ММР, разработанных на базе флотских технологий. Но наиболее активно разработка идёт в США – американская компания NuScale уже получила первую лицензию на конструкцию ММР", – пояснил Жантикин.

В посольстве США в РК подтвердили, что несколько частных компаний разрабатывают модульные реакторы, и технология находится на ранней стадии внедрения. В июне 2024 года Министерство энергетики США объявило о намерении выделить 900 млн долларов на поддержку внедрения ММР. В США разработки поддерживают на государственном уровне, поскольку стремятся к повышению эффективности и безопасности использования атомной энергетики в гражданских целях.

Особенности конструкции

Чтобы понять, почему мир так активно стремится к созданию коммерчески успешного ММР, нужно рассмотреть особенности и преимущества конструкции. 

Разумеется, у технологии малых модульных реакторов есть не только преимущества.

Новое – значит, неизведанное

Главный недостаток любой инновации – отсутствие опыта эксплуатации. До 2020 года в мире не было ни одной действующей электростанции на базе малых модульных реакторов. Тогда как история эксплуатации традиционных установок насчитывает более 60 лет.

"За 60 лет эксплуатации конструкции реакторов значительно усовершенствовали. Сегодня самым безопасным реактором считается двухконтурный водо-водяной. В мире эксплуатируется более 400 промышленных реакторов, больше половины из них водо-водяные. За это время на ВВР не произошло ни одной аварии", – заявил глава департамента ядерной безопасности ИЯФ Мурат Тулегенов.

Гендиректор "Казахстанских атомных электростанций" добавил, что экономическая составляющая проектов малых модульных реакторов требует дополнительной проработки. Ведь формально удельная стоимость производимой энергии выше. И прежде чем приступить к внедрению технологии, нужно произвести детальные расчёты с учётом опыта эксплуатации, которого пока недостаточно.

Казахстан рассматривает варианты

Как сообщили в Министерстве энергетики РК, малые модульные реакторы рассматривали при выборе технологии для строительства первой в стране АЭС. Но в итоге решение приняли в пользу более изученной конструкции – водо-водяного реактора. Считается, что вероятность наступления аварии на станции с таким реактором составляет 10^-7 события в год – это одно событие на 10 миллионов лет эксплуатации.

При этом технологии ММР по-прежнему остаются перспективным направлением для Казахстана. К концу 2024 года в алматинском Институте ядерной физики появится первый в стране симулятор ММР.

"Казахстан рассматривал вариант строительства ММР двух видов – от американской компании Nuscale Power (реактор Nuscale, 77 МВт) и от американо-японской General Electric Hitachi (реактор BWRX-300, 300 МВт). Сейчас министерство занимается углубленным изучением перспектив и рассматривает технологию как направление для последующего развития атомной энергетики. ММР могут стать альтернативой выбывающим источникам угольной генерации и использоваться в централизованном теплоснабжении районного масштаба", – сообщили в профильном ведомстве. 

В посольстве США добавили, что с 2022 года Казахстан является активным партнёром американской программы FIRST, цель которой – создание базовой инфраструктуры для ответственного использования ММР. 

"Мы согласны с правительством Казахстана в том, что технологии ММР могут сыграть важную роль в будущем энергетическом балансе Казахстана, учитывая обширную географию и промышленную базу страны. Эти обсуждения, вероятно, станут частью двусторонних энергетических консультаций, в которых основное внимание будет уделено потребностям страны. Сейчас несколько частных компаний разрабатывают ММР в Соединённых Штатах, но нам неизвестно, чтобы какая-либо из них активно стремилась построить ММР в Казахстане", – заявил пресс-атташе посольства США в Казахстане Кристофер Соренсен. 

Единственной страной, в которой успешно работает модульный реактор на основе флотских технологий, остаётся Россия. Но в Министерстве энергетики уточнили, что никаких переговоров касательно строительства ММР с Россией не ведут. 

Энергокризис на пороге

Осенью 2024 года казахстанцам предстоит решить, будет ли страна использовать атомную энергию для роста национальной экономики. Министр энергетики Алмасадам Саткалиев предупредил, что речь не идёт о строительстве одной АЭС, для удовлетворения растущего спроса на энергию стране понадобится как минимум три станции. 

Даже если большинство казахстанцев проголосуют за, на строительство объектов уйдут десятилетия. А энергии не хватает уже сегодня. Именно поэтому энергетики не рассматривают АЭС в качестве спасательного круга. Чтобы преодолеть энергодефицит, нужно искать другие способы. 

"Развитие атомной энергетики – задача долгосрочная, решение которой обеспечит энергетическую безопасность страны как минимум на сто лет. А вопрос энергетического кризиса надо решать уже сейчас. Нужно принимать быстрые меры для купирования энергодефицита, который мы, кстати, прогнозировали ещё в начале работы над проектом АЭС. Я считаю, нам необходимо строительство парогазовых и газотурбинных установок, а также модернизация и строительство ТЭЦ", – высказался Тимур Жантикин. 

По мнению энергетика, возобновляемые источники энергии (ветрогенераторы, солнечные батареи) не могут заменить базовую генерацию, поскольку не удовлетворяют нужды систем теплоснабжения. При этом ВИЭ могут занимать определённую нишу в энергетической системе, но только с учётом всех экономических рисков.