Світова ядерна енергетика: перспективи, проблемні питання, завдання для України

У 30 країнах світу функціонує 440 ядерних реакторів, з яких 104 — у США, 59 — у Франції, 54 — в Японії, 31 — в Росії, 19 — у Німеччині. Україна має 15 діючих ядерних реакторів і посідає 10-те місце у світі за їх кількістю. На цей час у різних країнах будують ще 24 реактори, з яких дев’ять споруджують в Індії, чотири — в Росії, чотири — в Китаї, два — в Японії.

До 2050 року фахівці прогнозують збільшення потужностей світової атомної енергетики щонайменше удвічі (існують пропозиції збільшення потужностей навіть учетверо). Це означає будівництво кількох сотень ядерних реакторів і відповідне нарощування виробництва ядерного палива.

Сьогодні центр експансії ядерної енергетики перемістився до Азії. Це Китай, Індія, Японія, Північна Корея, Тайвань. Стратегії розвитку ядерної енергетики прийняли США та Росія, які вважають досить важливими прогнозні оцінки ситуації в енергетиці.

Припущення про недостатню увагу до ядерної енергетики в ЄС не відповідає дійсності. В цих країнах середній рівень частки ядерної електроенергії сягає приблизно 34—43% (тобто перебуває на рівні України). Терміни експлуатації енергоблоків ще не вичерпано, і гострої потреби в будівництві нових АЕС сьогодні немає. Ці країни можуть зробити перерву в спорудженні АЕС і дочекатись освоєння найбільш перспективних реакторів нових типів. Відповідно, вони серйозно ставляться до участі в міжнародних проектах з їхньої розробки. З огляду на вищевикладене слід визнати, що задекларований урядом України курс в питанні розвитку ядерної енергетики відповідає світовим тенденціям і, безумовно, є обґрунтованим.

Світові тенденції нарощування ядерної енергетики зумовлені низкою об’єктивних факторів. Одним із них є значне подорожчання органічного палива та вичерпання його світових запасів. За оцінками експертів, розвіданих запасів нафти вистачить на 40 років, газу — на 60. Водночас запаси урану можуть забезпечити роботу наявних типів реакторів приблизно на 100 років, а перспективних типів — на 4 тис. років.

Важливе значення мають також принципові переваги урану порівняно з іншими видами енергетичних ресурсів, які використовуються для виробництва електроенергії у значних обсягах, а саме:

— надзвичайно висока концентрація енергії: 1 кг урану за кількістю енергії еквівалентний 20 тис. кг вугілля (відповідно, у 20 тис. разів менше навантаження на транспорт, склади, а також менші обсяги відходів);

— мінімальні викиди в атмосферу: 2—6 грамів двоокису вуглецю на кВт-год. (приблизно стільки ж виділяється при використанні енергії сонця і вітру), що на два порядки нижче, ніж при використанні вугілля, нафти і навіть природного газу;

— мінімальний шкідливий вплив на здоров’я людей: вплив на збільшення смертності при роботі АЕС майже в 300 разів нижчий порівняно з ТЕС, що працюють на вугіллі (за даними МАГАТЕ).

Крім зазначеного, ядерна енергетика має й економічні переваги: повна собівартість електроенергії АЕС нижча, ніж у ТЕС, а в структурі собівартості багато важать капітальні затрати, що зумовлює незначну залежність від вартості власне палива. Так, подвоєння вартості палива призводить до таких показників зростання вартості одиниці виробленої електроенергії: для АЕС — 9%; для ТЕС на вугіллі — 31; для ТЕС на газі — 66%. Цей фактор зумовлює зростання переваг АЕС у майбутньому.

За прогнозами МАГАТЕ та Світової ядерної асоціації (ГКА), світові потреби в урані зростатимуть — від 62 тис. у 2000 році до 75 тис. у 2020-му. Розвіданих світових запасів урану при використанні відкритого ядерно-паливного циклу вистачить на 60 років, а з урахуванням потенційних запасів — на 220. Тільки використання новітніх технологій (наприклад, бридерної із замкненим ядерно-паливним циклом) дасть змогу збільшити цей термін до кількох тисяч років.

Окремо необхідно звернути увагу на ситуацію в Російській Федерації. Потреба в урані для неї становитиме у 2010 році вже 15 тис. тонн на рік (для власних АЕС і для АЕС інших країн, у яких експлуатуються й споруджуються АЕС «російської» конструкції).

Росія робить усе для збільшення видобутку урану до 5—6 тис. тонн (до 2015 року), що забезпечить лише 30% необхідного. У зв’язку з цим вона прагне заволодіти відповідним виробництвом у Казахстані та Узбекистані, що може забезпечити збільшення постачань урану ще на 3 тис. тонн. Оскільки це не закриває прогнозованого дефіциту, то РФ змушена буде вийти на світовий ринок як покупець урану, а не його постачальник, і звідси — зростання інтересу до української атомної промисловості.

З огляду на це стратегічним завданням України є забезпечення видобутку урану щонайменше в обсягах, необхідних для виробництва ядерного палива для власних АЕС, а в перспективі — і для АЕС, які споруджуватиме Росія, зокрема і в Ірані.

Сьогодні пропозиції на світовому ринку ядерних реакторів та ядерного палива перевищують попит. Світова спільнота має у своєму розпорядженні розвинені потужності з цього виробництва. Проте, з урахуванням прогнозного розвитку ядерної енергетики, ситуація змінюватиметься.

Кількість постачальників енергетичних реакторів у світі обмежена. Це —російське ФААЕ (колишній Мінатом), європейський концерн Framatome ANP, американські компанії Westinghouse Electric і General Electric та канадська AECL.

Концерн Framatome ANP просуває на ринок європейський реактор із водою під тиском (EPR) і реактор із киплячою водою SWR-1000, компанія Westinghouse Electric — модернізований легководний реактор АР-1000, AECL — нову модель важководного реактора CANDU — ACR-700. Що стосується General Electric, то, за оцінками авторитетних російських експертів, нині нічого принципово нового американський енергетичний гігант запропонувати не може. У російській атомній промисловості готові до продажу дві модифікації реактора ВВЕР (ВВЕР-92 та ВВЕР-91/99).

З усіх перелічених нових моделей тільки російський реактор ВВЕР-91/99 уже споруджується на Тяньваньській АЕС (Китай) і Калінінській АЕС (Росія), тоді як закордонні проекти існують поки що тільки на папері. З цих позицій Росія має перевагу над конкурентами. Тим більше що проект ВВЕР-91/99, за оцінками МАГАТЕ, — найсучасніший за технічними рішеннями і рівнем безпеки.

Росія не тільки займає стійкі позиції на світовому ринку ядерних реакторів, а й є одним із лідерів у виробництві ядерного палива. На російському ядерному паливі працюють 17% світового парку енергетичних реакторів (усього близько 70), а з урахуванням тих, які споруджуються за кордоном і які планують побудувати в самій Росії, вже через 5—10 років їхня кількість досягне 90 (тобто зросте на 30%). Отже, у таких самих обсягах зростатимуть і потреби в паливі. Така тенденція збережеться аж до 2050 року. Тому Росія буде змушена виступати на ринку в ролі покупця уранової продукції й шукати собі партнерів у виробництві ТВЗ.

Для здійснення запланованого потрібно буде також збільшити виробництво металевого цирконію як основного конструкційного матеріалу для виробництва корпусів тепловидільних елементів (на 25—30% кожні 10 років). На цьому напрямі українські підприємства (Вільногірський гірничо-металургійний комбінат, ДНВП «Цирконій») уже сьогодні є основними постачальниками цирконієвої сировини і, по суті, монополістами.

У системі ядерного комплексу Росії постачальниками ядерного палива (включаючи приймання і переробку відпрацьованого ядерного палива) є ВАТ «ТВЕЛ» та ВАТ «Техснабэкспорт».

ВАТ «Техснабэкспорт» наприкінці 2004 року уклало десятирічний контракт із Бразилією на надання послуг із конверсії урану, що раніше робила Канада. 2004 року товарообіг «Техснабэкспорта» становив 1,7 млрд. дол. У рамках розширення географії експорту здійснені перші постачання й укладаються середньострокові контракти з компаніями Мексики, Китаю, Південної Африки. Триває розвиток ділових відносин із партнерами Азіатсько-Тихоокеанського регіону. З метою просування продукції на японський ринок у 2005 році почне працювати дочірня компанія ВАТ «Техснабэкспорт» у Японії TENEX-Japan.

Наведені вище прогнозні оцінки планів будівництва АЕС і стійкого збільшення споживання ядерного палива свідчать про сприятливі умови для нарощування виробництва на підприємствах вітчизняної атомної промисловості. Основний виробник палива для АЕС російської розробки — ВАТ «ТВЕЛ» — зацікавлений в участі українських підприємств у частині нарощування як виробництва уранового концентрату, так і цирконієвої сировини. Це є запорукою реалізації прийнятої стратегії розвитку атомної галузі Росії, а також її експансії на світових ринках. Отже, перед Україною відкриваються можливості реалізації потенціалу свого атомно-машинобудівного комплексу (у тому числі його науково-технологічної складової) та завоювання світових ринків.

Однак варто мати на увазі, що конкурентна боротьба на світовому атомному ринку посилюється. При цьому вдаються до всіляких методів, аж до політичного тиску, що мало місце при вступі країн Східної Європи до Європейського Союзу (умовою набуття членства було закриття атомних блоків російського виробництва як буцімто ненадійних). У світі відбувається об’єднання фірм-виробників, наукових організацій із метою концентрації ресурсів і фінансів на розробку й опанування передовими ядерними технологіями, за якими майбутнє ядерної енергетики і промисловості.

Україна сьогодні перебуває осторонь цих процесів. Через відсутність достатніх інвестицій, зрив фінансування більшості прийнятих програм усі наявні ресурси вітчизняної атомної галузі сконцентровано на розв’язанні нагальних проблем і мало що робиться на перспективу. Сьогодні Україна, на відміну від багатьох країн Східної Європи (не кажучи вже про інші високорозвинені держави), не бере участі у розробці таких міжнародних ядерних проектів, як Міжнародний проект ядерного реактора (ІНПРО), Міжнародний термоядерний експериментальний реактор (ІТЕР), не є членом Європейського центру ядерних досліджень (ЦЕРН) і Міжнародного ядерного університету. А це означає, що в недалекому майбутньому наша країна може втратити сьогоднішні позиції в розробці передових технологій та у виробництві наукоємної продукції. Крім того, слід мати на увазі, що російське ФААЕ поставило перед собою завдання створити в перспективі виробництва, які замінять ті, що опинилися після розпаду СРСР на території держав близького зарубіжжя.

Для того щоб атомно-промисловий комплекс України мав можливість і сьогодні, і в перспективі реалізовувати свій потенціал на благо сталого економічного розвитку країни, необхідна насамперед державна політика, яка забезпечує безумовне виконання накреслених планів і програм, підтримку інноваційних проектів, розширення міжнародного співробітництва.

На цьому напрямі переваги України зумовлюються, з одного боку, природними ресурсами, оскільки вона має найбільші в Європі родовища уранових руд і циркону, а з іншого — отриманою від радянських часів унікальною спадщиною (це не лише діючі блоки АЕС, а й діючі гірничо-збагачувальні комплекси та підприємства з виробництва уранової і цирконієвої продукції).

Стратегічна значущість ядерної енергетики для України визнавалася ще на початку 90-х років, про що свідчить «Комплексна програма створення ядерного паливного циклу в Україні». Проте з різних причин програма практично не виконувалася, що призвело до критичної ситуації на цьому напрямі.

Володіючи добре вивченими промисловими запасами урану, які можуть забезпечити державу щонайменше на 100 років, Україна забезпечує тільки 30% власних потреб в урані. Його видобуток на діючих родовищах (СхідГЗК,
м. Жовті Води) наблизився до критичної межі через незабезпеченість розкритих для видобутку запасів. Перспективні родовища Новокостянтинівське та Смолінське не освоюються, а рішення, що приймаються, — не виконуються.

Головна перешкода на цьому напрямі — відсутність державного інвестиційного капіталу та неможливість залучення приватного капіталу. Тобто за умови залучення необхідних інвестицій уранова промисловість України здатна не тільки забезпечити на 100% власні потреби в урані, а й вийти на світовий ринок як його постачальник. Ті, хто виправдовує розвал вітчизняної атомної промисловості посиланнями на нерентабельність власного виробництва ядерного палива, припускаються грубих методологічних помилок, спираючись лише на поточні обмежені оцінки, без урахування світових тенденцій і довгострокових прогнозів.

Видобуває руду й випускає цирконієвий і титановий концентрат Вільногірський державний гірничо-металургійний комбінат. Майже 80% своєї продукції комбінат експортує у 25 країн світу, включаючи США, Японію і всі провідні країни Європи. Щороку комбінат поставляє до Росії 3 тис. тонн цирконієвого концентрату для виробництва ТВЕЛів, забезпечуючи потреби в цій сировині і України, і Росії.

Однак сьогодні на межі банкрутства опинилися такі стратегічно важливі для енергетики України підприємства, як ДНВП «Цирконій» та ДП «Придніпровський гідрометалургійний завод». Крім того, що в скрутному становищі перебувають більшість підприємств ядерно-паливного циклу, втрачається також можливість отримання й опанування технології проектування ядерного палива і технології виготовлення комплектуючих виробів ТВЗ ВВЕР-1000. Це може стати приводом для Росії констатувати безперспективність подальшого існування та розвитку Спільного українсько-казахстансько-російського підприємства з виробництва ядерного палива.

Історично склалося так, що становлення мирної атомної енергетики впродовж останнього півстоліття відбувалося на базі технологій, які спочатку розроблялися для виробництва ядерної зброї.

Режим ядерного нерозповсюдження закріплено міжнародним правом у Договорі про нерозповсюдження ядерної зброї від 1968 року. Цей договір — дискримінаційний по суті.

Основним контролюючим органом режиму ядерного нерозповсюдження є Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ), яке перебуває під егідою ООН. Контролююча діяльність МАГАТЕ регламентується його статутом, угодами про застосування гарантій у зв’язку з ДНЯЗ та Додатковим протоколом, узгодженими з країнами.

Поява Додаткового протоколу була зумовлена добре відомими на сьогодні викликами нерозповсюдженню. Серед них насамперед — поява де-факто ядерних держав, які не є учасниками договору (Індія, Пакистан, Ізраїль), а також країн із невизначеним статусом — КНДР, що відновила свою військову ядерну програму і вийшла з договору в січні 2003 року, а також Іран, який володіє технологіями для одержання збройового урану й одночасно є учасником договору. Ситуація з цими двома країнами демонструє недосконалість існуючої системи міжнародного контролю: вона дає можливість країні наблизитися впритул до володіння ядерною зброєю, а потім без перешкод вийти з цієї системи. Саме ця ситуація, а також розширення «чорного» ринку, через який постачаються ядерні матеріали та технології для створення ядерної зброї, спонукали до вдосконалення міжнародного контролю у рамках Додаткового протоколу.

Але сьогодні керівництво МАГАТЕ і лідери окремих ядерних держав намагаються посилити режим ядерного нерозповсюдження за рахунок вжиття жорсткіших заходів. Найрадикальнішими у цьому плані є пропозиції США, спрямовані на виключення будь-якої можливості для неядерних держав розвивати власні ядерні паливні цикли, примушуючи їх користуватися послугами у цій сфері тих країн, котрі є ядерними «де-факто».

Така пропозиція явно дискримінаційна і неприйнятна для більшості держав, які прагнуть мати власне виробництво ядерного палива, а це Бразилія, Іран, Індія, Пакистан. Очевидно, що для України найбільш прийнятною є позиція Бразилії, яка має всього два реактори й відстоює свої плани щодо виробництва власного ядерного палива.

Як компроміс між цими крайніми позиціями можна погодитися на повне виключення або впровадження дуже жорсткого контролю над двома ключовими етапами створення та утилізації ядерного палива:

— збагачення урану по ізотопу-235 навіть до енергетичного рівня (4—5%);

— вилучення високозбагаченого урану і плутонію в процесі утилізації відпрацьованого ядерного палива.

Саме ці технології забезпечують можливий перехід від мирного використання урану до збройових програм.

Додатковим аргументом на користь прийнятності таких обмежень є економічна недоцільність для країн із незначним обсягом виробництва ядерного палива (навіть для забезпечення роботи 10—15 реакторів) мати відкритий ЯПЦ, який не включає переробку відпрацьованого ядерного палива.

З огляду на вищенаведене пропозиція В.Саприкіна («ДТ» №33 від 2.08.05 р.) щодо можливості надання послуг Ірану у збагаченні його урану на території України необґрунтована. Оскільки статус нашої країни такий самий, як і в Ірану, і, на відміну від останнього, вона не має власних виробництв із ізотопного збагачення урану.

Реальнішим напрямом участі України у розв’язанні проблем навколо Ірану може бути участь у виробництві спільно з Росією палива для АЕС, які споруджуються в Ірані (у тому числі і з використанням іранської уранової сировини).

Було б доцільно вжити й дипломатичних заходів на шляху пошуку виходу із тупикової ситуації, що склалася сьогодні навколо Ірану. Силовий тиск на цю країну може призвести до вкрай негативних наслідків як для всієї світової спільноти, так і для українських планів економічної співпраці з цією країною.

Серед завдань, які мають бути вирішені у процесі розвитку світової ядерної енергетики і які треба взяти до уваги Україні, є також такі.

1. Безпечне поводження з відпрацьованим ядерним паливом. Найрадикальнішим вирішенням проблеми був би перехід на нові ядерні технології, які б забезпечували «спалювання» високоактивних ізотопів у процесі роботи реактора.

2. Вибір найбільш удосконалених реакторів. Сьогодні на стадії розробки й освоєння перебувають перспективні моделі реакторів різних типів: водоводні, високотемпературні, на швидких нейтронах та інші. Саме реактори на швидких нейтронах можна зарахувати до типу реакторів природної безпеки, тобто до таких, які забезпечують спалювання високоактивних ізотопів і не виробляють високорадіоактивних відходів. Крім того, робота над міжнародним проектом ІНПРО, яка розпочалася під егідою МАГАТЕ 2000 року, може дати новий несподіваний результат.

3. Нарощування видобутку природного урану і розширення виробництв ядерного палива для освоєних типів реакторів та дослідження напрямів забезпечення паливом реакторів майбутнього.

Наведений вище огляд перспектив розвитку світової ядерної енергетики, на нашу думку, з очевидністю дозволяє окреслити завдання, які є вкрай актуальними як для вітчизняної атомної промисловості, так і, певною мірою, для зовнішньополітичних відомств України.