«Вторая жизнь» атомной энергетики: о чем должны помнить евразийские государства?

Несмотря на рост антиядерной оппозиции после аварии на АЭС «Фукусима-Дайичи» в 2010-х годах, в последние годы наблюдается сдвиг в сторону пересмотра роли атомных электростанций (АЭС) в достижении цели нулевых выбросов в будущем [Всемирная Ядерная Ассоциация, 2021].

Аргумент о том, что ядерная энергетика свободна от выбросов широко используется ее сторонниками, такими как Франция, для отстаивания роли ядерной энергетики в достижении целей нулевых выбросов. Кроме того, распространение малых модульных реакторов (ММР), составляющих 30% мощности классического реактора, является еще одним аргументом в пользу ядерной энергетики. Дело в том, что ММР более практичны в установке, поскольку их блоки можно стандартизировано производить и перевозить, в отличие от классических ядерных реакторов, требующих индивидуального проектирования.

В некоторых западноевропейских государствах (Германия, Бельгия, Швейцария) по-прежнему существует твердая приверженность идее закрытия атомных станций, однако страны Евразии более склонны к использованию атомной энергии.

В частности, Турция строит свою первую атомную электростанцию ​​«Аккую» мощностью 4,8 ГВт, которая будет введена в эксплуатацию в 2023 году, за ней последуют еще две. Президент Турции Реджеп Тайип Эрдоган заявил, что выступать против атомной энергетики означает выступать против национальной энергетической независимости. В 2021 году Беларусь запустила первый блок Островецкой АЭС (первая белорусская АЭС).  Переговоры о строительстве АЭС начались в 1980-х годах, но были приостановлены после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году.  Строительство началось только в 2013 году.

Польша, страна с очень высокой долей угля в энергетическом балансе, также считает атомную энергетику подходящей для декарбонизации. По данным польского правительства, до 2040 года страна получит 6-9 ГВт мощности за счет шести ядерных реакторов. Недавно польская национальная энергетическая компания предложила два места для строительства первой национальной АЭС.

В 2017 г. Бангладеш приступила к строительству своей первой национальной АЭС мощностью 2160 МВт с вводом в эксплуатацию в 2023 г. Кроме того, активизировались переговоры между Бангладеш и китайскими компаниями, такими как Dongfang Electric Corporation об участии в строительстве второй АЭС, предположительно в области Рангамати.

Более того, страны с большим ядерным потенциалом, такие как Китай, Индия, Южная Корея и даже Япония в эпоху после Фукусимы, планируют и строят новые ядерные реакторы.

Множество стран, таких как Австралия, Индонезия и Малайзия, сейчас стоят перед выбором поддержать ли им атомную энергетику. В то время как различные научно-исследовательские центры в этих странах вовлечены в технологические исследования, данная статья прольет свет на то, что следует учитывать государствам Евразии, планирующим развивать ядерную отрасль, при расчете общей стоимости ядерной энергетики в рамках процесса принятии решения о ее поддержке.

Капитальные затраты включают затраты на подготовку площадки, строительство, изготовление, ввод в эксплуатацию и финансирование атомной электростанции. В 2014 году Управление энергетической информации США подсчитало, что для новых атомных электростанций, которые будут введены в эксплуатацию в 2019 году, капитальные затраты составят 74% приведенной стоимости энергии, что выше, чем процентная доля капитала, необходимая для электростанций, работающих на ископаемом топливе. А именно, для строительства крупномасштабного ядерного реактора требуются тысячи рабочих, огромное количество стали и бетона, тысячи компонентов и несколько систем для обеспечения электричеством, охлаждением, вентиляцией, информацией, контролем и связью. За последние годы стоимость строительства атомных электростанций резко возросла из-за более сложных конструкций реакторов. Таким образом, компании, которые планируют строительство новых ядерных блоков, в настоящее время указывают, что общие затраты (включая затраты на расширение и финансирование) будут в диапазоне от 5500 до 8100 долларов США за кВт или от 6 до 9 миллиардов долларов США на каждую электростанцию ​​мощностью 1100 МВт.

Операционные расходы включают затраты на топливо, эксплуатацию и техническое обслуживание (ЭиТО), а также резерв на финансирование затрат на вывод станции из эксплуатации, а также на обработку и утилизацию использованного топлива и отходов. Низкая стоимость топлива с самого начала дала атомной энергии преимущество по сравнению с угольными и газовыми электростанциями. Однако уран необходимо обрабатывать, обогащать и поставлять в виде топливных элементов; эти процессы составляют около половины общей стоимости топлива.  Кроме того, затраты на топливо являются одной из областей постоянного повышения эффективности и снижения затрат.

Следует упомянуть, что внешние затраты имеют особое значение при обсуждении экономических аспектов ядерной энергетики. Несмотря на то, что атомная энергетика считается низкоуглеродной, поскольку она не выделяет CO₂ напрямую, атомные электростанции по-прежнему являются источниками экологических издержек. Строительство атомных электростанций с использованием бетона и металла приводит к образованию косвенного «воплощенного углерода», поскольку в производственном цикле выделяется CO₂. Обогащение урана, разведка урановых руд наряду с производством ядерного топлива – очень углеродоемкие процессы.  Для получения 1т уранового концентрата необходимо переработать 1000 т урановой руды (при содержании урана 0,1%).

Существует также проблема управления водными ресурсами. Ядерным реакторам требуется большое количество воды для охлаждения при выработке электроэнергии. После прохождения системы охлаждения ядерных реакторов вода возвращается на 5-10 градусов теплее, что негативно сказывается на речной экосистеме. Однако не следует переоценивать последствия использования воды в ядерной энергетике; например, Япония планирует выпустить в море один миллион тонн воды после аварии на Фукусиме. При нормальном функционировании атомной электростанции вода не имеет прямого контакта с ядерным реактором.

Помимо этого, основные затраты связаны с менеджментом радиоактивных отходов (отработавшее ядерное топливо, использованные фильтры и закрытие работ). Радиоактивные отходы могут быть переработаны для дальнейшего использования (на примере Японии и Бельгии) или могут храниться под землей без переработки. Что касается хранения отходов, то есть два пути. Страна может инвестировать в строительство хранилищ отработавшего радиоактивного топлива или платить другим странам за менеджмент отходов. Первый путь выбрала Украина, когда правительство решило инвестировать 1,7 миллиарда долларов в хранилища вместо того, чтобы платить по 200 миллионов долларов ежегодно российской государственной атомной энергетической компании.

Что касается здоровья человека, в различных исследованиях Немецкого регистра детского рака утверждается, что радионуклиды, образующиеся в результате производства ядерной энергии, повышают риск развития рака, особенно лейкемии, у людей, живущих в близлежащих районах.

Затраты на ядерную безопасность систематизированы как затраты на достижение двух различных целей.

Первая цель направлена ​​на соблюдение государственных стандартов безопасной эксплуатации и представляет собой основную задачу оператора. Чтобы соответствовать этому критерию, оператор обязан произвести всесторонние инвестиции в механизмы предотвращения и мониторинга, а также прочие действия, необходимые для смягчения последствий потенциальных неполадок. Эти стандарты были установлены после катастроф, таких как Три-Майл-Айленд или недавняя авария на Фукусиме. Для достижения этих стандартов типовые станции в западном мире следуют методу «глубокоэшелонированной защиты», включающему несколько систем безопасности, дополняющих естественные особенности ядра реактора. Несомненно, важнейшими особенностями этих механизмов являются управление реактивностью, охлаждение топлива и локализация радиоактивных веществ.

Вторая цель связана с внешними угрозами, создаваемыми ядерным терроризмом и другой преступной деятельностью, которая может быть нацелена на ядерные объекты. Аргумент состоит в том, что нападение на ядерный объект вызовет огромные социальные и экологические последствия на сумму в миллиарды долларов, а также прервет жизненно важные цепочки энергоснабжения. Этот аспект стал предметом особого внимания после терактов 11 сентября. После этих событий страны, располагающие ядерными объектами, увеличили свои расходы на оборону, сосредоточив внимание на контртеррористической деятельности, и активизировали проведение имитаций атак на критически важные ядерные объекты.

Кроме того, учитывая сложность самостоятельной разработки ядерных технологий, многие страны принимают участие в торговле атомными технологиями. Строительство ядерных объектов занимает годы и создает более глубокую дипломатическую и институциональную связь между государством-поставщиком и государством-заказчиком. Проблема заключается в том, что страны-поставщики имеют преимущество в таких случаях. Например, такие страны, как Россия и Китай, являются самыми быстрорастущими экспортерами ядерных технологий. Россия является поставщиком ядерного топлива в 43 процентах [Центр стратегических и международных исследований, 2020] ее соглашений о ядерных технологиях. Основная проблема этих отношений заключается в зависимости страны-заказчика от поставок топлива, поскольку альтернативы обычно (но не всегда) несовместимы с существующей инфраструктурой. Поэтому можно утверждать, что страна-поставщик имеет потенциал для оказания политического давления на страну-получателя и может использовать зависимость от ядерного топлива и технологий в качестве рычага давления и своего дипломатического инструмента.

Кроме того, если страна решает продолжать использовать атомную энергию или планирует построить новые реакторы, она будет нести издержки общественного мнения. С развитием возобновляемых источников энергии даже в странах с развитой атомной энергетикой, таких как Франция, общественное мнение по отношению к атомной энергетике меняется в худшую сторону [Odoxa, 2021]. Противники атомной энергетики говорят о широко известных авариях, рисках распространения ядерного оружия или вероятности нападения террористических групп на ядерные объекты. Чтобы убедить людей в привлекательности атомной энергетики, государственным органам и атомным энергетическим компаниям следует потратить время и деньги на информационные кампании в СМИ или организацию панельных дискуссий и общественных слушаний. Диалог с гражданским обществом может также предусматривать проведение общенационального референдума, который, даже если он поддержит дальнейшее использование атомной энергии (тайваньский референдум), все же потребует больших бюджетных ассигнований на его организацию.

В случае строительства новых ядерных мощностей существуют также затраты на преодоление сопротивления местных жителей «NIMBY» («Не на моем дворе»). Ядерные компании должны взаимодействовать с местными сообществами, возможно, предлагая им дополнительные льготы, такие как рабочие места на ядерных объектах или инвестиции в инфраструктуру в рамках корпоративной и социальной ответственности.

Более того, если страна решит отказаться от ядерной энергетики в будущем, такой шаг повлечет за собой экономические и экологические издержки. Дело в том, что после закрытия АЭС страна должна заменить их долю в выработке электроэнергии. Самый простой способ сделать это — увеличить использование угля и газа, что приводит к увеличению выбросов парниковых газов и, как следствие, к загрязнению воздуха, болезням и повышению риска смертности. В то время как на атомную энергетику приходится 0,07 смертей от аварий и загрязнения воздуха на 1 ТВт/ч (годовое потребление 27 000 человек в ЕС), на уголь приходится 24,6 смертей (в 351 раз больше) [Наш мир в данных, 2021]. По данным Американского национального бюро экономических исследований [Национальное Бюро экономических исследований, 2019], ежегодные затраты Германии в денежном выражении, ассоциированные с отказом от атомной энергетики, составляют 12 млрд долларов США.

Наконец, системные затраты представляют собой важный момент в понимании экономики ядерной энергетики. Замена атомной энергии солнечной или ветровой не только затратна, но и создает впоследствии дополнительные системные затраты. Средний атомный реактор имеет установленную мощность 1 ГВт, что дает 8060 ГВт/ч в год. При этом из-за разницы коэффициентов мощности по сравнению с солнечной и ветровой (92% против 15-25%/20-30%), для замещения 1 ГВт атомной генерации необходимо построить 4 ГВт солнечных или 3 ГВт ветряных электростанций. Более того, солнечная и ветровая энергия считаются переменными возобновляемыми источниками энергии (ПВИЭ), поскольку операторы не могут контролировать их производство. Когда в энергосистему проникает большая доля ПВИЭ, требуется более управляемое производство, чтобы обеспечить гибкость для удовлетворения спроса во время пиковых нагрузок. В краткосрочной перспективе большая доля ПВИЭ снова приведет к увеличению использования угля/газа, а в долгосрочной перспективе потребует инвестиций в накопление энергии, биогаз или водород [Международное Агентство по возобновляемым источникам энергии, 2019].

Источники:

Всемирная Ядерная Ассоциация (2021). Мировой отчет о показателях ядерной энергетики 2021. Доступно по адресу: https://bit.ly/3FtiX6T. Дата обращения: 24.12.2021.

Международное Агентство по возобновляемым источникам энергии (2019). Решения для интеграции высокой доли ПВИЭ. Доступно по адресу: https://bit.ly/3H8mPun. Дата обращения: 24.12.2021.

Наш мир в данных (2021). Какие источники энергии самые безопасные и чистые?. Доступно по адресу: https://ourworldindata.org/safest-sources-of-energy. Дата обращения: 24.12.2021.

Национальное Бюро экономических исследований (2019). Частные и внешние издержки отказа Германии от атомной энергетики. Доступно по адресу: https://www.nber.org/system/files/working_papers/w26598/w26598. pdf. Дата обращения: 24.12.2021.

Центр стратегических и международных исследований (2020). Меняющаяся геополитика ядерной энергетики: взгляд на США, Россию и Китай. Доступно по адресу: https://www.csis.org/analysis/changing-geopolitics-nuclear-energy-look-united-states-russia-and-china. Дата обращения: 24.12.2021.

Odoxa (2021). «Бэкфайр», французы поддерживают атомную энергетику. Доступно по адресу: http://www.odoxa.fr/sondage/retour-de-flamme-francais-faveur-nucleaire/ Дата обращения: 24.12.2021.

Примечание. Мнения, выраженные в этом блоге, принадлежат автору и необязательно отражают редакционную политику Института.