Главные тренды в атомной энергетике

Общемировая установленная мощность атомных электростанций (АЭС) увеличится на 16% в случае успешного завершения уже реализуемых проектов, следует из данных Global Energy Monitor. Всего в мире к январю 2023 года действовало 418 реакторов общей мощностью 359,9 гигаватт (ГВт), при этом на стадии строительства находилось еще 62 реактора на 63,9 ГВт.


Одним из драйверов развития отрасли является строительство реакторов в странах, где пока что нет действующих АЭС. Речь, в первую очередь, идет о Турции, где идет сооружение АЭС «Аккую», которая будет оборудована четырьмя реакторами ВВЭР-1200 общей мощностью 4,8 ГВт. Реакторы этого типа уже используются на шестом и седьмом энергоблоках Нововоронежской АЭС, которые были подключены к сети в 2016 г. и 2019 г. соответственно, а также на первом блоке Белорусской АЭС, введенном в эксплуатацию в 2020 г. Особенностью реакторов ВВЭР-1200 является использование так называемых «пассивных систем безопасности», которые могут функционировать при полном обесточивании станции без вмешательства оператора.

Реакторы ВВЭР-1200 также будут установлены на АЭС «Руппур» в Бангладеш и АЭС «Эль-Дабаа» в Египте, где доля атомной генерации в структуре общенациональной выработки пока что равна нулю. Строительство АЭС позволит обеим странам увеличить долю низкоуглеродных источников в структуре выработки. Например, в Бангладеш в октябре 2022 г. на долю ископаемого топлива приходилось 97,8% выработки, а в Египте – 86,9%.

Ренессанс атома в развитых странах

Точками роста станут и развитые страны Европы, Северной Америки и Восточной Азии, где ввод новых атомных реакторов позволит не только уменьшить выбросы, но и обеспечить надежность энергоснабжения. По оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), выработка одного киловатт-часа электроэнергии (кВт/ч) на АЭС сопровождается эмиссией 12 граммов углекислого газа, тогда как для угольных и газовых электростанций этот показатель составляет 820 граммов и 490 граммов на кВт/ч соответственно. При этом благодаря меньшей зависимости от погодных условий АЭС работают с более высокой загрузкой, чем ВИЭ: например, в США по итогам первых десяти месяцев 2022 г. средняя загрузка АЭС составила 92,3%, в то время как для солнечных панелей и ветрогенераторов она достигла 25,4% и 35,6% соответственно.

Эти преимущества обеспечат ввод новых атомных энергоблоков: в США к их числу относятся третий и четвертый энергоблоки АЭС «Вогтль» (штат Джорджия) общей мощностью 2,5 ГВт, в Великобритании – два реактора на 3,4 ГВт на площадке АЭС «Хинкли-Пойнт C» в графстве Сомерсет на берегу Атлантического океана, а в Южной Корее – третий и четвертый блоки АЭС «Саул» мощностью по 1,4 ГВт, а также восьмой энергоблок АЭС «Ханул» на 1,4 ГВт. При этом в Европе и Северной Америке на предынвестиционной стадии находятся сразу несколько проектов в области атомных электростанций малой мощности (АСММ): американская NuScale собирается возвести шесть малых модульных реакторов на 0,3 ГВт в Национальной лаборатории Айдахо, а британская Rolls-Royce SMR, дочерняя компания знаменитого автомобильного гиганта, выбрала три площадки для размещения заводов по производству оборудования для АСММ.

Энергетика новых форм

Однако первую в мире наземную АСММ построит Китай, где в 2022 г. произошла заливка бетона для реактора ACP100 мощностью 125 МВт (МВт), который будет размещен на площадке АЭС «Чанцзян» в провинции Хайнань на юге страны. АСММ после ввода в строй в 2026 г. сможет ежегодно генерировать 1 млрд кВт/ч электроэнергии, что будет достаточно для снабжения 526 тыс. домохозяйств. Помимо этого, реактор будет использоваться для опреснения воды, а также выработки тепла и промышленного пара.

Возможность производства электроэнергии и тепла является одним из преимуществ атомных электростанций и АСММ, в частности, заявляла в интервью «Глобальной энергии» генеральный директор Всемирной ядерной ассоциации Сама Бильбао-и-Леон. «Если говорить о низкоуглеродных источниках энергии, то атомная энергия – единственная, которая может производить электричество и тепло. Не забывайте, что тепло нам необходимо для обогрева и охлаждения. Тепло также используется во многих промышленных процессах. Поэтому очень важно иметь доступ и к теплу, и к электричеству. И это прекрасная возможность, которую предоставляют малые модульные реакторы», – подчеркивала она.

Китай в 2022 г. также одобрил запуск экспериментального ториевого реактора на расплаве солей в провинции Ганьсу в центральной части страны. Проект, получивший название SINAP, будет использовать в качестве топлива фторид натрия, растворенный в солях лития, бериллия (щелочноземельного металла светло-серого цвета) и циркония (металла серебристо-белого цвета). Последним подобным проектом был жидкосолевой реактор в Ок-Риджской национальной лаборатории США, где роль топлива выполнял фторид урана.

Драйверы низкоуглеродного спроса

Впрочем, подавляющее большинство из 23 строящихся в Китае энергоблоков общей мощностью 25,4 ГВт относятся к легководным реакторам III поколения, в которых роль теплоносителя играет вода, а роль топлива – изотоп урана U-238. Крупнейшими среди них являются третий и четвертый энергоблоки АЭС «Сюйдапу» (мощностью 1 274 МВт каждый) в провинции Ляонин на северо-востоке КНР, а также седьмой и восьмой энергоблоки Тяньваньской АЭС (по 1 265 МВт) в провинции Цзянсу, расположенной на побережье Желтого моря.

Схожее соотношение характерно и для Индии, где единственным строящимся реактором IV поколения является проект PFBR мощностью 500 МВт, который реализуется на площадке АЭС «Мадрас» в штате Тамиланд на юге страны: в качестве теплоносителя здесь будет использоваться жидкометаллический натрий, а в качестве топлива – смесь оксидов плутония и природного урана (так называемое MOX-топливо). Среди остальных проектов преобладают легководные реакторы, за исключением четвертого блока АЭС «Какрапар» мощностью 700 МВт (в штате Гуджарат на западе страны), где роль теплоносителя будет играть «тяжелая вода» – оксид дейтерия, что позволит использовать в качестве топлива менее обогащенный уран.

В целом, на Китай и Индию приходится свыше половины глобальной мощности строящихся атомных реакторов (34,8 ГВт из 63,9 ГВт), что во многом напоминает ситуацию в других сегментах электроэнергетики. По данным аналитического центра Ember, доля этих двух стран в глобальном приросте мощности ветрогенераторов в 2021 г. составила 52%, а солнечных панелей – 47%.