Продолжаем наши репортажи с мероприятий научно-популярного фестиваля «КСТАТИ», организатором которого выступил Информационный центр атомной энергетики (ИЦАЭ). В прошлый раз речь шла о космосе, а теперь перейдем к делам вполне себе земным, а именно – перспективам атомной энергетики. Точнее, малой атомной энергетики. О том, как много полезного можно получить даже от маленького реактора, рассказал главный конструктор РУ АСММ НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля Денис Куликов.
На самом деле, сегодня существует большой массив комплексов, которые попадают под определение малых атомных энергоустановок. К ним относят и региональные энергоузлы, с мощностью 100-300 МВт, и установки мощностью 20-100 МВт (которые могут быть источником как для среднего города, так и для крупного промышленного комплекса), и совсем «малышей», вырабатывающих от 1 до 20 МВт электроэнергии, основное назначение которых – энегоснабжение единичного потребителя (поселок, жилой комплекс, предприятие и т.п.). И у каждой группы, помимо целевого потребителя, хватает и других существенных отличий.
А ведь есть еще и субмегаватные комплексы, которые выполняют специфические задачи. Такие, как ритэги – радиоизотопные термоэлектрические генераторы, они используются как как источники энергии для автономных систем, удалённых от традиционных источников электроснабжения и нуждающихся в нескольких десятках-сотнях ватт при очень длительном времени работы. Самый очевидный пример – космический спутник, подобный тем, о которых рассказывали в лекции про Венеру.
Такое разнообразие объектов малой атомной энергетики обеспечило им довольно большую и насыщенную историю применения. Начиная с первой в мире Обнинской АЭС, запущенной в 1954 году и вырабатывавшей всего 5 МВт чистой энергии. Да и большая часть других АЭС, стоявших у истоков этой отрасли в США, Великобритании, Германии и ряде других стран тоже попадают в этот класс. Что и логично, перед тем, как создавать мегаустановки, люди отработали технологические приемы на малых объектах.
– По большому счету, большинство АЭС той поры нельзя отнести к «чистой» малой энергетике, они были необходимыми подготовительными шагами к строительству крупномасштабных энергоустановок, - резюмировал Денис Куликов.
Но что важно, появление таких «монстров» как Запорожская АЭС (мощностью 6 000 МВт) или Фукусима (8 814 МВт) вовсе не оставило в прошлом малую атомную энергетику. Просто потому, что есть масса задач, которые нецелесообразно решать с помощью подключения к крупным энергоустановкам. И речь не только об автономных объектах (спутниках, подводных лодках, ледоколах и прочее).
Большие АЭС обладают рядом своих «минусов», и современные технологии не позволяют от них избавиться. Во-первых, их очень дорого строить, буквально миллиарды долларов. К примеру, стоимость строительства энергоблока №3 АЭС Олкилуото в Западной Финляндии превысила затраты на строительство Большого атомного коллайдера. В итоге, многочисленные переносы сроков и превышения бюджета привели к заморозке проекта на неопределенный срок.
Еще их очень дорого эксплуатировать, требуется много высококвалифицированного (и соответственно высокооплачиваемого) персонала, нужны дорогостоящие системы защиты (большие мощности означает и большие риски). Кроме того, для обслуживания таких гигантов требуется не только эксплуатирующая организация, но и надзорный орган, большое количество институтов и научных центров по поддержке эксплуатации и безопасности. Что в разы увеличивает расходы.
В итоге, потянуть это все бывает не по силам не то, что населенному пункту или крупному заводу, но и небольшому государству. Однако преимущества энергонезависимости никто не отменял. Не стоит забывать и про стоимость доставки электроэнергии от большой АЭС до конечного потребителя, например, в ту же Якутию. По оценкам экспертов, примерно 50 регионов нашей страны оказываются в той ситуации, когда и строить свою большую АЭС, и тянуть коммуникации от имеющихся – равно оказывается слишком дорого.
– В результате, по данным Российского энергетического агентства, значительные территории нашей страны находятся в зоне плохо развитого централизованного электроснабжения, и речь не только о тундре Арктики, но и вполне себе населенных районах, - отметил докладчик.
Вот тут «на сцену» и выходят объекты малой атомной энергетики. Они сохраняют многие «плюсы» отрасли (экологически безопасны, вырабатывают энергию по достаточно низкой себестоимости), но их строительство и содержание обходится на порядки дешевле. К тому же, за прошедшие десятилетия был накоплен большой опыт эксплуатации таких энергоустановок (прежде всего, военными и в транспортной отраслях), опробован целый ряд различных технологических подходов, часть из которых затем была отброшена. Другие подходы, напротив, кажутся очень интересными и перспективными.
Например, проект «NuScale Plant», ранее называвшийся MASLWR. Он представляет собой блок с водо-водяным реактором под давлением малой мощности – 45 МВт. Установка разработана совместно национальной инженерной лабораторией Айдахо и университетом штата Орегон (США). В 2007 году для коммерциализации проекта была создана компания «NuScale Power Inc.».
Главной отличительной особенностью этого проекта является то, что корпус реактора дополнительно помещён в толстостенный металлический сосуд из нержавеющей стали. Вся эта конструкция находится в бассейне, полностью погруженная в воду. Система отвода остаточного тепловыделения состоит из двух независимых пассивных систем.
Другой проект - CAREM-25 (CNEA) имеет аргентинское происхождение. Установка разработана в качестве источника энергии для электроснабжения регионов с малым потреблением. Так же может быть использован для работы опреснительного комплекса. CAREM-25 содержит пассивные и простые активные системы безопасности. В проекте заложено, что при тяжёлой аварии активная зона остаётся неповреждённой в течение 36 часов без действия оператора и без внешнего электроснабжения.
Есть результаты и у российских разработчиков. Учеными Курчатовского института 30 лет назад была разработана мини – АЭС «Елена», которая вообще не нуждается в обслуживающем персонале. Ее прототип функционирует на территории института до сих пор. Электрическая мощность станции – 100 КВт., она представляет собой цилиндр весом в 168 тонн, диаметром — 4,5 и высотой — 15 метров. «Елена» устанавливается в шахте на глубине 15-25 метров и закрывается бетонными перекрытиями. Ее электроэнергии хватит на обеспечение теплом и светом небольшого поселка. Есть еще несколько проектов, подобных «Елене». Все они соответствуют необходимым требованиям надёжности, безопасности, недоступности для посторонних, нераспространении ядерных материалов и т.д., но требуют немалых строительных работ при установке и не соответствуют критериям мобильности.
Весь спектр требований к атомным энергоустановкам малой мощности удовлетворила плавучая атомная теплоэлектростанция "Академик Ломоносов". Она была заложена в Санкт-Петербурге в 2009 году. Данная мини-АЭС состоит из двух реакторных установок на гладкопалубном несамоходном судне. Срок ее эксплуатации – 36 лет, в течение которых, через каждые 12 нужно будет перезагружать реакторы. Станция может стать эффективным источником электричества и тепла для труднодоступных регионов страны. Еще одна из ее функций – опреснение морской воды. В сутки она может выдавать от 100 до 400 тысяч тонн. В 2011 году проект получил положительное заключение государственной экологической экспертизы. Росатом предполагает, что у этого проекта хорошие перспективы на мировом рынке.
Сергей Исаев
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии