Мировая ядерная энергетика: перспективы, проблемные вопросы, задачи для Украины

В 30 странах мира функционирует 440 ядерных реакторов, из которых 104 — в США, 59 — во Франции, 54 — в Японии, 31 — в России, 19 — в Германии. Украина с 15 действующими ядерными реакторами занимает 10-е место в мире по их количеству. Сегодня в разных странах строят еще 24 реактора, из них девять — в Индии, по четыре — в России и Китае, два — в Японии.

К 2050 году специалисты прогнозируют увеличение мощностей мировой атомной энергетики по крайней мере вдвое (существуют предложения увеличения мощности даже в четыре раза). Это означает строительство нескольких сотен ядерных реакторов и соответствующее наращивание производства ядерного топлива.

Сегодня центр экспансии ядерной энергетики переместился в Азию. Это Китай, Индия, Япония, Северная Корея, Тайвань. Стратегии развития ядерной энергетики приняли США и Россия, считающие достаточно важными прогнозные оценки ситуации в энергетике.

Предположение о недостаточном внимании к ядерной энергетике в ЕС не соответствует действительности. В этих странах средний уровень доли ядерной электроэнергии достигает примерно 34—43% (то есть находится на уровне Украины). Сроки эксплуатации энергоблоков еще не исчерпаны, и острой потребности в строительстве новых АЭС сегодня не существует. Эти страны могут сделать перерыв в сооружении АЭС и дождаться освоения наиболее перспективных реакторов нового типа. Соответственно, они серьезно относятся к участию в международных проектах по их разработке. С учетом вышеизложенного стоит признать, что задекларированный правительством Украины курс в вопросе развития ядерной энергетики соответствует мировым тенденциям и, безусловно, является обоснованным.

Мировые тенденции наращивания ядерной энергетики обусловлены рядом объективных факторов. Одним из них является значительное подорожание органического топлива и истощение его мировых запасов. По оценкам экспертов, разведанных запасов нефти хватит на 40 лет, газа — на 60. Вместе с тем запасы урана могут обеспечить работу имеющихся типов реакторов примерно на 100 лет, а перспективных типов — на 4 тыс. лет.

Важны также принципиальные преимущества урана по сравнению с другими видами энергетических ресурсов, используемых для производства электроэнергии в значительных объемах, а именно:

— чрезвычайно высокая концентрация энергии: 1 кг урана по количеству энергии эквивалентен 20 тыс. кг угля (соответственно, в 20 тыс. раз меньше нагрузка на транспорт, склады, а также меньшие объемы отходов);

— минимальные выбросы в атмосферу: 2—6 граммов двуокиси углерода на кВт-ч (примерно столько же выделяется при использовании энергии солнца и ветра), что на два порядка ниже, чем при использовании угля, нефти и даже природного газа;

— минимальное вредное влияние на здоровье людей: влияние на увеличение смертности при работе АЭС почти в 300 раз ниже по сравнению с ТЭС, работающими на угле (по данным МАГАТЭ).

Кроме указанного, у ядерной энергетики есть и экономические преимущества: полная себестоимость электроэнергии АЭС ниже, чем у ТЭС, а в структуре себестоимости немало приходится на капитальные затраты, что обуславливает незначительную зависимость от стоимости собственно топлива. Так, удвоение стоимости топлива приводит к таким показателям роста стоимости единицы выработанной электроэнергии: для АЭС — 9%; для ТЭС на угле — 31; для ТЭС на газе — 66%. Этот фактор обуславливает рост преимуществ АЭС в будущем.

По прогнозам МАГАТЭ и Всемирной ядерной ассоциации (ГКА), мировые потребности в уране будут расти — от 62 тыс. в 2000 году до 75 тыс. в 2020-м. Разведанных мировых запасов урана при использовании открытого ядерно-топливного цикла хватит на 60 лет, а с учетом потенциальных запасов — на 220. Только использование новейших технологий (например, бридерной с замкнутым ядерно-топливным циклом) позволит увеличить этот срок до нескольких тысяч лет.

Отдельно необходимо обратить внимание на ситуацию в Российской Федерации. Потребность в уране для нее будет составлять в 2010 году уже 15 тыс. тонн в год (для собственных АЭС и для АЭС других стран, в которых эксплуатируются и сооружаются АЭС «российской» конструкции).

Россия делает все для увеличения добычи урана до 5—6 тыс. тонн (к 2015 году), что обеспечит только 30% необходимого. В связи с этим она стремится завладеть соответствующим производством в Казахстане и Узбекистане, что может обеспечить увеличение поставок урана еще на 3 тыс. тонн. Поскольку это не закрывает прогнозируемый дефицит, то РФ вынуждена будет выйти на мировой рынок как покупатель урана, а не его поставщик, и отсюда — рост интереса к украинской атомной промышленности.

С учетом этого стратегической задачей Украины является обеспечение добычи урана как минимум в объемах, необходимых для производства ядерного топлива для собственных АЭС, а в перспективе — и для АЭС, которые будет строить Россия, в частности и в Иране.

Сегодня предложения на мировом рынке ядерных реакторов и ядерного топлива превышают спрос. Мировое сообщество располагает развитыми мощностями для этого производства. Но, с учетом прогнозного развития ядерной энергетики, ситуация будет меняться.

Количество поставщиков энергетических реакторов в мире ограничено. Это —российское ФААЭ (бывший Минатом), европейский концерн Framatome ANP, американские компании Westinghouse Electric и General Electric и канадская AECL.

Концерн Framatome ANP продвигает на рынок европейский реактор с водой под давлением (EPR) и реактор с кипящей водой SWR-1000, компания Westinghouse Electric — модернизированный легководный реактор АР-1000, AECL — новую модель тяжеловодного реактора CANDU — ACR-700. Что же касается General Electric, то, по оценкам авторитетных российских экспертов, сейчас ничего принципиально нового американский энергетический гигант предложить не может. В российской атомной промышленности готовы к продаже две модификации реактора ВВЭР (ВВЭР-92 и ВВЭР-91/99).

Из всех перечисленных новых моделей только российский реактор ВВЭР-91/99 уже сооружается на Тяньваньской АЭС (Китай) и Калининской АЭС (Россия), в то время как зарубежные проекты существуют пока только на бумаге. По этим позициям у России перевес над конкурентами. Тем более что проект ВВЭР-91/99, по оценкам МАГАТЭ, — самый современный по техническим решениям и уровню безопасности.

Россия не только занимает устойчивые позиции на мировом рынке ядерных реакторов, но и является одним из лидеров в производстве ядерного топлива. На российском ядерном топливе работают 17% мирового парка энергетических реакторов (всего около 70), а с учетом тех, которые сооружаются за границей и которые планируют построить в самой России, уже через 5—10 лет их количество достигнет 90 (то есть возрастет на 30%). Следовательно, в таких же объемах будут возрастать и потребности в топливе. Такая тенденция сохранится вплоть до 2050 года. Поэтому Россия будет вынуждена выступать на рынке в роли покупателя урановой продукции и искать себе партнеров в производстве ТВС.

Для осуществления запланированного нужно будет также увеличить производство металлического циркония как основного конструкционного материала для производства корпусов тепловыделяющих элементов (на 25—30% каждые 10 лет). На этом направлении украинские предприятия (Вольногорский горно-металлургический комбинат, ГНПП «Цирконий») уже сегодня являются основными поставщиками циркониевого сырья и, по сути, монополистами.

В системе ядерного комплекса России поставщиками ядерного топлива (включая прием и переработку отработанного ядерного топлива) являются ОАО «ТВЭЛ» и ОАО «Техснабэкспорт».

ОАО «Техснабэкспорт» в конце 2004 года заключило десятилетний контракт с Бразилией на предоставление услуг по конверсии урана, что ранее делала Канада. В 2004 году товарооборот «Техснабэкспорта» составлял 1,7 млрд. долл. В рамках расширения географии экспорта осуществлены первые поставки и заключаются среднесрочные контракты с компаниями Мексики, Китая, Южной Африки. Продолжают развиваться деловые отношения с партнерами Азиатско-Тихоокеанского региона. С целью продвижения продукции на японский рынок в 2005 году начнет работать дочерняя компания ОАО «Техснабэкспорт» в Японии TENEX-Japan.

Приведенные выше прогнозные оценки планов строительства АЭС и устойчивого увеличения потребления ядерного топлива свидетельствуют о благоприятных условиях для наращивания производства на предприятиях отечественной атомной промышленности. Основный производитель топлива для АЭС российской разработки — ОАО «ТВЭЛ» — заинтересован в участии украинских предприятий в части наращивания как производства уранового концентрата, так и циркониевого сырья. Это является залогом реализации принятой стратегии развития атомной отрасли России, а также ее экспансии на мировых рынках. Следовательно, перед Украиной открываются возможности реализации потенциала своего атомно-машиностроительного комплекса (в том числе его научно-технологической составляющей) и завоевания мировых рынков.

Но надо иметь в виду, что конкурентная борьба на мировом атомном рынке усиливается. При этом используют всевозможные методы, вплоть до политического давления, что имело место при вступлении стран Восточной Европы в Европейский Союз (условием вступления в эту организацию было закрытие атомных блоков российского производства как будто бы ненадежных). В мире происходит объединение фирм-производителей, научных организаций с целью концентрации ресурсов и финансов на разработку и овладение передовыми ядерными технологиями, за которыми будущее ядерной энергетики и промышленности.

Украина сегодня находится в стороне от этих процессов. Из-за отсутствия достаточных инвестиций, срыва финансирования большинства принятых программ все имеющиеся ресурсы отечественной атомной отрасли сконцентрированы на решении неотложных проблем и мало что делается на перспективу. Сегодня Украина, в отличие от многих стран Восточной Европы (не говоря уж о других высокоразвитых государствах), не принимает участия в разработке таких международных ядерных проектов, как Международный проект ядерного реактора (ИНПРО), Международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЭР), не является членом Европейского центра ядерных исследований и Международного ядерного университета. А это означает, что в недалеком будущем наша страна может утратить сегодняшние позиции в разработке передовых технологий и в производстве наукоемкой продукции. Кроме того, следует иметь в виду, что российское ФААЭ поставило перед собой задачу создать в перспективе производства, заменяющие те, которые оказались после распада СССР на территории государств ближнего зарубежья.

Для того чтобы атомно-промышленный комплекс Украины имел возможность и сегодня, и в перспективе реализовывать свой потенциал на благо постоянного экономического развития страны, необходима прежде всего государственная политика, обеспечивающая безусловное выполнение разработанных планов и программ, поддержку инновационных проектов, расширение международного сотрудничества.

На этом направлении преимущества Украины обусловливаются, с одной стороны, природными ресурсами, поскольку она владеет крупнейшими в Европе месторождениями урановых руд и циркона, а с другой — полученным от советского времени уникальным наследством (это не только действующие блоки АЭС, но и работающие горно-обогатительные комплексы и предприятия по производству урановой и циркониевой продукции).

Стратегическую значимость ядерной энергетики для Украины признавали еще в начале 90-х годов, о чем свидетельствует «Комплексная программа создания ядерного топливного цикла в Украине». Но по разным причинам программа практически не выполнялась, что привело к критической ситуации в этой сфере.

Владея хорошо изученными промышленными запасами урана, которых государству может хватить как минимум на 100 лет, Украина обеспечивает только 30% собственных потребностей в уране. Его добыча на действующих месторождениях (Восточный ГОК, г.Желтые Воды) приблизилась к критической черте из-за необеспеченности раскрытых для добычи запасов. Перспективные месторождения Новоконстантиновское и Смолинское не осваиваются, а принимаемые решения — не выполняются.

Главное препятствие на этом направлении — отсутствие государственного инвестиционного капитала и невозможность привлечения частного капитала. То есть при условии привлечения необходимых инвестиций урановая промышленность Украины способна не только обеспечить на 100% собственные потребности в уране, но и выйти на мировой рынок в качестве его поставщика. Те, кто оправдывает развал отечественной атомной промышленности ссылками на нерентабельность собственного производства ядерного топлива, допускают грубые методологические ошибки, опираясь только на текущие ограниченные оценки, без учета мировых тенденций и долгосрочных прогнозов.

Добывает руду и выпускает циркониевый и титановый концентрат Вольногорский государственный горно-металлургический комбинат. Почти 80% своей продукции комбинат экспортирует в 25 стран мира, включая США, Японию и все ведущие страны Европы. Ежегодно комбинат поставляет в Россию 3 тыс. тонн циркониевого концентрата для производства ТВЭЛов, обеспечивая потребности в этом сырье и Украины, и России.

Но сегодня на грани банкротства оказались такие стратегически важные для энергетики Украины предприятия, как ГНПП «Цирконий» и ГП «Приднепровский гидрометаллургический завод». Кроме того что в затруднительном положении оказалось большинство предприятий ядерно-топливного цикла, утрачивается также возможность получить и овладеть технологией проектирования ядерного топлива и технологией изготовления комплектующих изделий ТВС ВВЭР-1000. Это может стать поводом для России констатировать бесперспективность дальнейшего существования и развития Совместного украино-казахстанско-российского предприятия по производству ядерного топлива.

Исторически сложилось так, что становление мирной атомной энергетики в течение последних 50 лет происходило на базе технологий, которые поначалу разрабатывались для производства ядерного оружия.

Режим ядерного нераспространения закреплен международным правом в Договоре о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) от 1968 года. Этот договор — дискриминационный по сути.

Основным контролирующим органом режима ядерного нераспространения является Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), действующее под эгидой ООН. Контролирующая деятельность МАГАТЭ регламентируется его уставом, соглашениями о применении гарантий в связи с ДНЯО и Дополнительным протоколом, согласованными со странами.

Появление Дополнительного протокола было обусловлено хорошо известными на сегодня вызовами нераспространению. Среди них прежде всего — появление «де-факто» ядерных государств, не являющихся участниками договора (Индия, Пакистан, Израиль), а также стран с неопределенным статусом — КНДР, возобновившей свою военную ядерную программу и вышедшей из договора в январе 2003 года, а также Ирана, владеющего технологиями для получения оружейного урана и одновременно являющегося участником договора. Ситуация с этими двумя странами демонстрирует несовершенство существующей системы международного контроля: она позволяет стране вплотную приблизиться к владению ядерным оружием, а потом беспрепятственно выйти из этой системы. Именно эта ситуация, а также расширение «черного» рынка, через который осуществляются поставки ядерных материалов и технологий для создания ядерного оружия, побудили к усовершенствованию международного контроля в рамках Дополнительного протокола.

Однако сегодня руководство МАГАТЭ и лидеры отдельных ядерных государств пытаются усилить режим ядерного нераспространения за счет применения более жестких мер. Наиболее радикальными в этом плане являются предложения США, направленные на исключение любой возможности для неядерных государств развивать собственные ядерные топливные циклы, вынуждая их пользоваться услугами в этой сфере тех стран, которые являются ядерными «де-факто».

Такое предложение явно дискриминационное и неприемлемо для большинства государств, стремящихся иметь собственное производство ядерного топлива, а это Бразилия, Иран, Индия, Пакистан. Очевидно, что для Украины наиболее приемлемой является позиция Бразилии, которая имеет всего два реактора и отстаивает свои планы по производству собственного ядерного топлива.

В качестве компромисса между этими крайними позициями можно согласиться на полное исключение или введение очень жесткого контроля над двумя ключевыми этапами создания и утилизации ядерного топлива:

— обогащение урана по изотопу-235 даже до энергетического уровня (4—5%);

— изъятие высокообогащенного урана и плутония в процессе утилизации отработанного ядерного топлива.

Именно эти технологии обеспечивают возможный переход от мирного использования урана к оружейным программам.

Дополнительным аргументом в пользу приемлемости таких ограничений является экономическая нецелесообразность для стран с незначительным объемом производства ядерного топлива (даже для обеспечения работы 10—15 реакторов) иметь открытый ЯТЦ, который не включает переработку отработанного ядерного топлива.

Учитывая вышеприведенное, предложение В.Саприкина («ЗН» №33 от 2.08.05 г.) о возможности предоставления услуг Ирану в обогащении его урана на территории Украины необоснованно. Поскольку статус нашей страны такой же, как и у Ирана, и, в отличие от последнего, у нас нет собственных производств по изотопному обогащению урана.

Более реальным направлением участия Украины в решении проблем вокруг Ирана может быть участие в производстве совместно с Россией топлива для АЭС, сооружаемых в Иране (в том числе и с использованием иранского уранового сырья).

Было бы целесообразно применить и дипломатические меры на пути поиска выхода из тупиковой ситуации, сложившейся сегодня вокруг Ирана. Силовое давление на эту страну может привести к крайне негативным последствиям как для всего мирового сообщества, так и для украинских планов экономического сотрудничества с этой страной.

Среди задач, которые должны быть решены в процессе развития мировой ядерной энергетики и которые нужно принять во внимание Украине, есть также следующие:

1. Безопасное обращение с отработанным ядерным топливом. Наиболее радикальным решением проблемы был бы переход на новые ядерные технологии, которые обеспечивали бы «сжигание» высокоактивных изотопов в процессе работы реактора.

2. Выбор самых усовершенствованных реакторов. Сегодня на стадии разработки и освоения находятся перспективные модели реакторов различных типов: водоводные, высокотемпературные, на быстрых нейтронах и другие. Именно реакторы на быстрых нейтронах можно отнести к типу реакторов естественной безопасности, то есть к таким, которые обеспечивают «сжигание» высокоактивных изотопов и не вырабатывают высокорадиоактивных отходов. Кроме того, работа над международным проектом ИНПРО, начавшаяся под эгидой МАГАТЭ в 2000 году, может принести новый неожиданный результат.

3. Наращивание добычи природного урана и расширение производств ядерного топлива для освоенных типов реакторов и исследование направлений обеспечения топливом реакторов будущего.

Приведенный выше обзор перспектив развития мировой ядерной энергетики, по нашему мнению, с очевидностью позволяет очертить задачи, являющиеся чрезвычайно актуальными как для отечественной атомной промышленности, так и, в определенной степени, для внешнеполитических ведомств Украины.