"Критически важный инструмент". Как атомная энергетика зарекомендовала себя в мире

Беларусь реализует ядерную энергетическую программу. В стране близится ввод в эксплуатацию уже второго энергоблока БелАЭС. О том, какую роль играет атомная энергетика в обеспечении энергетической безопасности и борьбе с изменением климата, рассказал в интервью корреспонденту БЕЛТА академик-секретарь Отделения физико-технических наук Национальной академии наук Беларуси Сергей Щербаков.

Выгоды и преимущества

- Сергей Сергеевич, в чем преимущества атомной энергетики?

- Во-первых, высокая теплотворность ядерного топлива: 1 кг урана с обогащением до 4%, используемого в ядерном топливе, при полном выгорании выделяет энергию, эквивалентную сжиганию примерно 100 т высококачественного каменного угля или 60 т нефти. Во-вторых, снижение выбросов парниковых газов. Интенсивное развитие ядерной энергетики можно считать одним из средств борьбы с глобальным потеплением, к примеру, атомные станции в Европе ежегодно позволяют избежать эмиссии 700 млн т СО2. В-третьих, атомная энергетика выступает драйвером социально-экономического развития страны. Строительство АЭС обеспечивает экономический рост, появление новых рабочих мест. Развитие атомной энергетики способствует росту научных исследований и объемов экспорта высокотехнологичной продукции.

Именно поэтому, согласно оптимистической оценке МАГАТЭ, к 2050 году ожидается рост мирового производства электроэнергии на атомных станциях на 82%, то есть до 715 ГВт. По прогнозам, рост мощностей, а также развитие атомной энергетики в краткосрочной и долгосрочной перспективе будет происходить преимущественно в Азии, где ведется сооружение 35 реакторов. В Азии также находится 61 из 74 новых реакторов, подключенных к энергосетям с 2005 года.

- Какие выгоды дает стране использование атомной энергетики?

- В энергетической системе Беларуси сейчас обновляют производственные фонды, повышают эффективность их работы и надежность энергоснабжения потребителей. Наряду с модернизацией и внедрением новых высокоэффективных генерирующих мощностей проводится системная работа по снижению затрат на производство и реализацию энергии. А атомная энергетика - хорошо зарекомендовавший себя источник электроэнергии и критически важный инструмент, помогающий успешно смягчать последствия изменения климата. Потому наиболее важным проектом для энергетического комплекса Беларуси остается ввод в эксплуатацию Белорусской атомной электростанции. Это имеет существенное значение для развития не только энергетической сферы, но и всей экономики.

Ввод Белорусской АЭС позволит диверсифицировать структуру топливно-энергетического баланса и заместить до 4,5 млрд куб.м природного газа. И, как следствие, снизить удельный вес газа при производстве энергии с 95% до 60%, уменьшить выбросы парниковых газов в атмосферу на 7 млн т в год. А еще придать качественно новый интеллектуальный и технологический импульс развитию страны, обеспечить дополнительные гарантии укрепления государственной независимости и экономической безопасности Беларуси. Это соответствует стратегической цели развития топливно-энергетического комплекса. Важно удовлетворить потребности экономики и населения страны в энергоносителях, максимально эффективно их используя и снижая нагрузку на окружающую среду.

Плюсы для развития экономики и решения проблем в экологии

- Как с помощью разных видов генерации, в том числе атомной и возобновляемой энергетики, обеспечивается энергетическая безопасность страны?

- На сегодня генерирующих мощностей белорусской энергосистемы с учетом ввода атомной станции достаточно для удовлетворения внутренних потребностей в электроэнергии, что позволило полностью отказаться от ее импорта. Развитие в стране атомной и возобновляемой энергетики позволит диверсифицировать структуру топливно-энергетического баланса, заместить до 4,5 млрд куб.м импортируемого природного газа и улучшить экологическую обстановку в Беларуси.

- Как вы оцениваете роль атомной энергетики в решении глобальных экологических проблем, в том числе снижении выбросов парниковых газов в атмосферу, борьбе с изменением климата?

- Атомная энергия - низкоуглеродный источник энергии, играющий важную роль в предотвращении выбросов CO2. Это экологически чистый, надежный, бесперебойный источник, она обладает неоспоримыми преимуществами по сравнению с генерирующими источниками на органическом топливе. С точки зрения экологии это нулевые прямые выбросы СО2. В свою очередь Межправительственная группа экспертов по изменению климата признает, что выбросы парниковых газов от производства на атомных станциях на протяжении всего жизненного цикла АЭС находятся на одном уровне с возобновляемыми источниками энергии. За последние 50 лет использование атомной энергии позволило сократить глобальные выбросы CO2 примерно на 74 Гт, что эквивалентно суммарному объему глобальных выбросов, связанных с энергетикой, почти за два года.

На 26-й конференции сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата в Глазго в ноябре 2021 года отмечено, что атомная энергетика, предлагая устойчивые, безопасные, низкоуглеродные технологии, вносит существенный вклад в реализацию Целей устойчивого развития ООН. Около 30 стран включили атомную энергию в планы, представленные в соответствии с Парижским соглашением 2015 года. В них рассматриваются как ближайшие цели (до 2030 года), согласованные в рамках так называемых "определяемых на национальном уровне вкладов", так и более долгосрочные стратегии по достижению нулевого уровня выбросов.

На национальном уровне проведены исследования по трехгодичному проекту The Potential Role of Nuclear Energy in National Climate Change Mitigation Strategies, координируемому МАГАТЭ. Отмечено, что атомная энергетика имеет значительный потенциал с точки зрения использования ядерной энергии для сокращения выбросов парниковых газов и достижения целей по борьбе с изменением климата, включая цели, согласованные на Климатическом саммите КС-26 (COP26).

- Какие новые направления получат импульс в развитии благодаря вводу двух энергоблоков Белорусской АЭС?

- Ввод в эксплуатацию двух энергоблоков будет способствовать стимулированию создания и развития энергоемких производств в таких областях, как водородная энергетика, цементная промышленность, цветная металлургия, химическая промышленность, строительство многоэтажных жилых домов с использованием электроэнергии для нужд отопления и горячего водоснабжения и другие.

Мировые тенденции

- Какими вы видите перспективы атомной энергетики в мире?

- Разрабатываются новые технологии, которые позволят расширить сферу применения атомной энергии в декарбонизированном энергетическом балансе будущего. А еще углубить ее интеграцию с другими низкоуглеродными источниками энергии, такими как возобновляемые источники с переменным режимом генерации и ископаемые виды топлива в сочетании с технологиями улавливания и хранения углерода.

Сегодня на долю атомной энергетики приходится 20% электроэнергии, производимой в регионе Европейской экономической комиссии ООН, и 43% производства низкоуглеродной электроэнергии. Однако ископаемые виды топлива по-прежнему занимают доминирующее положение в энергоснабжении и обеспечивают более 50% электроэнергии в регионе. Атомная энергия является крупнейшим источником низкоуглеродной генерации во многих странах Европейской экономической комиссии, включая Бельгию, Болгарию, Хорватию, Чехию, Финляндию, Францию, Венгрию, Словакию, Словению, Испанию, Швецию и США. 20 государств - членов комиссии в настоящее время эксплуатируют атомные электростанции, а 15 стран строят либо активно планируют строить новые реакторы. Кроме того, 7 государств - членов ЕЭК ООН впервые разрабатывают ядерно-энергетические программы. Ряд стран, например, Канада, Чехия, Финляндия, Франция, Венгрия, Польша, Румыния, Словакия, Словения, Россия, Великобритания и США, заявляют, что в будущем ядерная энергетика будет играть важную роль в сокращении их национальных выбросов.

Кроме того, использование атомной энергии расширяется в Азии, на Ближнем Востоке, в Южной Америке и в Африке. Большой интерес к ядерной энергетике также проявляют развивающиеся страны, изучающие пути выполнения обязательства в области устойчивого развития.

- Какие новые направления в области атомной энергетики развиваются в мире?

- Помимо хорошо зарекомендовавших себя блоков большой мощности в мире активно развивается новое направление - атомные станции с малыми модульными реакторами, особенно в отдаленных регионах и в странах с небольшими энергосетями. Введены в эксплуатацию или находятся на завершающей стадии сооружения несколько опытно-демонстрационных атомных станций. Атомные станции с реакторами малой мощности позволяют сокращать капитальные затраты за счет упрощения конструкции, снижения веса, уменьшения габаритов, металлоемкости, повышения надежности и устойчивости работы без ущерба для безопасности. Реализуется серийное заводское производство при конвейерном выпуске модулей таких АЭС.

В РФ введена в эксплуатацию плавучая атомная электростанция "Академик Ломоносов", оснащенная компактными малыми модульными реакторами с водой под давлением КЛТ-40C мощностью 35 МВт каждый, которые вместе способны обеспечивать в номинальном режиме выдачу в береговые сети 70 МВт электроэнергии и до 50 Гкал/ч тепловой энергии для нагрева теплофикационной воды. В Китае завершено строительство и находится в процессе ввода в эксплуатацию АЭС с высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами малой мощности HTR-PM, состоящая из двух реакторных модулей, подключенных к системе парового турбогенератора мощностью 210 МВт.

На площадке Сибирского химического комбината в Северске (РФ) в 2021 году началось строительство энергоблока с инновационным реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300. Это новый реактор установленной мощностью 300 МВт со свинцовым теплоносителем и новым нитридным уран-плутониевым топливом, оптимальным для реакторов на быстрых нейтронах. Он станет частью опытного демонстрационного энергокомплекса, включающего три взаимосвязанных объекта, не имеющих аналогов в мире: модуль по производству уран-плутониевого ядерного топлива, энергоблок БРЕСТ-ОД-300, а также модуль по переработке облученного топлива.

Несмотря на необходимость существенных затрат на строительство АЭС, они весьма экономичны в эксплуатации. При этом затраты на топливо АЭС составляют лишь незначительную часть общих затрат на производство электроэнергии. Поэтому, согласно последним экономическим оценкам, опубликованным Всемирной ядерной ассоциацией, атомная энергия конкурентоспособна по стоимости с другими формами электроэнергии, за исключением отдельных случаев, когда имеется доступ к дешевым ископаемым видам топлива.