Сколько АЭС нужно построить Казахстану для обретения энергетической независимости
О строительстве АЭС в Казахстане говорят на протяжении вот уже нескольких лет. В последние годы дискуссии усилились из-за ускорения темпов роста потребления электроэнергии и ухудшающейся экологии в стране. Глава государства поручил провести национальный референдум для окончательного принятия решения о строительстве первой атомной электростанции в Казахстане. К примеру, Турция уже прошла этот путь - первая АЭС будет запущена в стране в этом году. Аналитический обозреватель агентства Kazinform побывала в Турции для того, чтобы узнать, как строится атомная станция и как этот опыт может быть полезен Казахстану.
Спрос на электроэнергию увеличивается на 3% ежегодно в мире
В последние годы из-за ежегодного роста энергопотребления и ухудшающейся экологии, энергетическая картина всего мира меняется. Все больше стран рассматривают переход на альтернативную энергетику из-за отсутствия других источников энергии. Согласно прогнозам Международного энергетического агентства (МЭА) (International Energy Agency IEA – прим. ред.), мировой спрос на электроэнергию будет расти в 2023-2025 годах в среднем на 3% в год.
МЭА – автономный международный орган в рамках Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), который был создан в 1974 году сразу после нефтяного кризиса в 1973-74 годах. Своей целью агентство определило содействие мировой энергетической безопасности. Для того, чтобы состоять в организации, страны обязаны поддерживать запасы нефти не ниже объема, импортируемого за 90 дней. Страны, входящие в МЭА, составляют 80% мирового спроса на энергию.
Эти же страны и осуществляют основную долю вредных выбросов. В последние годы объем выбросов достигал рекордных значений (кроме периода пандемии коронавируса – прим. ред.). В 2022 году объем выбросов достиг максимальных 36,8 млрд тонн. В мире одна треть случаев смерти от инсульта, рака легких и сердечных заболеваний обсуловлена загрязнением воздуха. Наиболее уязвимыми к опасным соединениям являются дети, пожилые люди и люди с хроническими заболеваниями. Поэтому в 2022 году МЭА открыло новую главу своей деятельности. Теперь своей основной целью агентство определяет содействие развитию «чистой» энергии и переходу к ней, учитывая различные энергетические проблемы стран и климатические изменения. При этом основными приоритетами, которыми руководствуется МЭА в вопросах перехода – чтобы это было безопасно, доступно и снижало влияние на окружающую среду в долгосрочной перспективе.
Переход на альтернативную энергетику неизбежен
Согласно исследованиям аналитиков МЭА, в будущем глобальное распределение электроэнергии будет переходить от централизованного к децентрализованному. В этом смысле очень подходит альтернативная энергетика. Наиболее популярные ее виды – это возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и ядерная или атомная энергетика. Если исходить из затрат, то, на первый взгляд, ВИЭ «побеждают» в большинстве случаев. Однако, по мнению энергетического аналитика МЭА, специалиста по интеграции ВИЭ и безопасности электроэнергии Кита Эверхарта, не все так однозначно. В долгосрочной перспективе затраты на установку солнечных панелей, а также ветряных мельниц будут увеличиваться.
- В начале все ВИЭ установят в самых перспективных для этого местах. Затем устанавливать будут там, где это просто возможно и затраты на них будут окупаться уже меньше, - сказал Кит Эверхарт на пресс-конференции для журналистов в городе Мерсин (Турция).
Как известно, ВИЭ – источник энергии, который зависит от погодных условий. Эксперт отметил, что в случае с ядерной энергетикой путь к нулевым выбросам короче.
- Внедрение технологий ядерной энергетики требует в 4 раза меньше ресурсов.Кроме того, ядерные технологии более адаптивны к спросу на электроэнергию. В отношении выработки ядерным технологиям нет равных, - заявил спикер.
Несмотря на то, что ВИЭ считаются нестабильными источниками энергии, эксперты агентства отмечают, что выработку электроэнергии все же необходимо диверсифицировать. При этом внедрение альтернативных источников энергии должно быть не конкурирующим, а комплементарным, то есть дополняющим друг друга.
Этой стратегии придерживается такое государство, как Турция. Их путь к внедрению атомной энергетики был долгим и непростым. В данный момент в стране строится первая атомная электростанция. Для того, чтобы узнать побольше о том, как Турция принимала решение для улучшения своей непростой энергетической ситуации, аналитический обозреватель агентства Kazinform побывала в городе Мерсине, чтобы увидеть как работают действующие ВИЭ и как строится первая в истории государства атомная электростанция.
Турция: долгий путь к «чистой энергии»
Турция – страна с населением почти 85 млн со стремительно развивающейся экономикой и растущим энергопотреблением. Но государство не обладает собственными углеводородными ресурсами, импортируя большую часть газа и нефти. Недостающую электроэнергию приходится также закупать в других странах.
Согласно официальной информации, 50% электроэнергии страны обеспечивает ВИЭ. В Турции хорошие природные условия, активное солнце более 3-х месяцев в году и постоянный ветер. Тем не менее, ВИЭ обеспечивают в среднем только около 30% выработки электроэнергии от 100% затрат, произведенных на покупку оборудования и его установку.
Например, чтобы привести ветряную мельницу в движение, скорость ветра должна достичь 15 км в час. Высота турбины составлят 100 м, длина лопастей - 56 м. Крутится мельница может в 5-ти разных направлениях в зависимости от ветра. Ее заявленная мощность – 9 МВт, однако фактически она вырабатывает всего около 500 МВт в час – это 3 МВт в сутки. Каждая такая станция обошлась Турции в $3,5 млн. Срок эксплуатации мельницы – 40 лет.
Что касается солнечных панелей, здесь практически такая же ситуация. Затраты на установку медленно окупаются выработкой электроэнергии, которая варьируется от 50-60% в летнее время и 20-30% зимой. В основном, ветряные станции и солнечные панели обеспечивают электроэнергией деревни и небольшие города, рядом с которыми они установлены.
Правительство Турции дает преференции компаниям, устанавливающим ВИЭ, а также субсидирует недовыработку энергии. При этом электроэнергия продается жителям по обычному фиксированному тарифу. То есть государство берет существенную часть затрат на себя.
Поэтому страна активно развивает атомную энергетику, ведь один энергоблок АЭС заменяет 1200 ветряных электростанций. А один ядерный реактор, работающий на одной топливной загрузке в течение 1,5 лет, способен заменить почти 125 000 вагонов каменного угля. Понимая, что за ядерными технологиями – будущее, Турция начала поднимать вопрос развития атомной энергетики еще в начале 1970-х годов. В середине 70-х было определено место под строительство первой АЭС – местность Аккую в провинции Мерсин. Это место было выбрано не случайно. Были просчитаны все риски, в том числе и сейсмические - через эту местность не проходят никакие линии разлома при землетрясениях. Кстати, Аккую в переводе с турецкого языка означает «чистый источник». В 1976 году власти Турции даже успели выдать лицензию на строительство первой АЭС Советскому Союзу, но из-за экономических проблем, проект так и не был запущен.
В 2000-х годах на фоне растущей экономики правительство Турции вернулось к этому вопросу. Был объявлен тендер на строительство АЭС, переговоры велись со многими странами. По их итогам было принято решение строить первую атомную станцию в партнерстве с Россией. В 2010 году страны подписали соглашение о строительстве станции в определенном ранее месте - Аккую. Затем начался процесс проведения исследований, экспертиз, получения разрешений, который длился около 5 лет. Еще около трех лет ушло на внесение изменений в законодательство. В 2017 году госкорпорация «Росатом» получила лицензию на строительство. Сейчас возведение первой атомной электростанции в городе Мерсине идет полным ходом. Генеральный заказчик, инвестор проекта и владелец станции после запуска — АО «Аккую Нюклеер».
АЭС «Аккую» - первый в мире проект атомной электростанции, который реализуется по модели BOO – build-own-operate (строй – владей – эксплуатируй – перевод с англ. – прим. ред.). Это означает, что российские подрядчики принимают на себя обязательства по проектированию, строительству, обслуживанию, эксплуатации станции и выводу ее из эксплуатации, с соблюдением порядка обращения с облученным ядерным топливом и безопасной утилизации прочих отходов в соответствии с международными правилами и стандартами. При этом застройщик несет полную ответственность за обеспечение безопасности и качества на всех этапах жизненного цикла АЭС.
Атомная электростанция «Аккую» состоит из четырех энергоблоков. Расчетный срок службы каждого блока – 60 лет с продлением на 20 лет. Еще 20 лет отводится на остановку и утилизацию. Таким образом подрядчик берет на себя обязательства на 100-летний срок.
В Росатоме рассказали, что модель реакторов, которые используются в энергоблоках – самая современная разработка российских ученых – малый модульный реактор ВВЭР-1200 (водо-водяной энергетический реактор – прим. ред.) поколения III+. Особенность этой модели - система повышенной безопасности, которая составляет 40% стоимости всей станции, которая оценивается в $22 млрд.
Общая установленная мощность АЭС «Аккую» - 4800 МВт. После ввода в эксплуатацию всех четырех энергоблоков она будет вырабатывать около 35 млрд кВт/ч в год. Этого объема хватит, чтобы обеспечить электроэнергией крупный мегаполис, например, Стамбул. Таким образом, она будет покрывать до 10% потребности Турции в электроэнергии.
Что касается снижения влияния на окружающую среду, то ввод атомной станции будет способствовать сокращению выбросов углекислого газа в атмосферу на 17 млн тонн в год за счет замещения выработки электроэнергии на основе угля и газа.
Атомная электростанция – это всегда градообразующее предприятие, которое стимулирует развитие региона и создает рабочие места. непосредственно на самой станции, а также в смежных секторах. Вокруг станции строятся дома, школы, больницы, детские сады и другие городские учреждения. Там, где строится АЭС, людям больше не придется уезжать из дома в другие регионы ради заработка.
В настоящее время на стройплощадке работает 25 тысяч строителей, 80% из них – граждане Турции, плюс 5 тысяч сотрудников, которые находятся за пределами площадки в других точках мира. Те работники, которые будут непосредственно обслуживать АЭС, проходят обучение в ведущих ядерных институтах России.
В апреле 2023 года на станцию было доставлено первое ядерное топливо из России. Первый энергоблок готовится к запуску в этом году. После запуска всех энергоблоков на АЭС будут работать около 4 тысяч человек.
АЭС ВВЭР-1200 признана одной из самых безопасных в мире
По версии Международного агентства по атомной энергии МАГАТЭ, за всю историю развития атомной энергетики в мире случилось три максимальных по уровню опасности аварии на атомных электростанциях: это катастрофа на химкомбинате «Маяк» - Кыштым в 1957 году, взрыв на Чернобыльской АЭС в 1986 году в Советском Союзе и авария на АЭС «Фукусима-1» в Японии в 2011 году. Все три аварии произошли из-за выхода из строя системы охлаждения реакторов в результате допущенных просчетов и природных явлений (цунами на Фукусиме – прим. ред.).
По мнению ведущих специалистов в области атомной энергетики, АЭС ВВЭР-1200 3-го поколения, о которой шла речь выше, вобрала в себя опыт предыдущих разработок, а также является одной из самых безопасных в мире.
Во-первых, эта модель исключает человеческий фактор и включает в себя повышенную защиту от природных и техногенных угроз.
Во-вторых, помимо «активных», станция дополнена «пассивными» системами безопасности, которые в случае любой угрозы функционируют по законам физики, без вмешательства операторов, даже при полном обесточивании станции.
В модели также предусмотрена так называемая «ловушка расплава» - специальное устройство, которое находится под корпусом реактора. В случае любой запредельной ситуации все вещество, согласно закону физики, опускается в «ловушку расплава», где оно «цементируется» и «успокаивается».
Другой особенностью, как рассказали специалисты, является двойная защитная оболочка, в которой внутренняя оболочка предотвращает утечку радиоактивных веществ при авариях, а внешняя оболочка противостоит природным и техногенным воздействиям, таким как, например, землетрясения, ураганы, смерчи и даже падение самолета. Станция сохраняет работоспособность при землетрясении даже в 9 баллов.
В настоящее время в мире действует 6 таких АЭС: 4 - в России, 1 - в Беларуси и 1 - в Индии.
Аналитический центр, который занимается международным развитием ядерной энергетики New nuclear watch institute (NNWI), провел исследование по эффективности малых модульных АЭС. В докладе «Масштабирование успеха: путь к будущему малых модульных реакторов на конкурентных глобальных рынках низкоуглеродной энергетики» малые модульные реакторы (ММР) описываются как «жизненно важные для достижения чистого нуля к середине века».
- Миру нужна инициатива масштаба плана Маршалла, чтобы помочь наиболее углеродоемким регионам заменить стареющие угольные электростанции на ММР. Опоздавшим участникам рынка, даже тем, кто обладает более передовыми технологиями, скорее всего будет труднее расширяться. Исследование NNWI рекомендует, чтобы существенная поддержка не ограничивалась НИОКР и лицензированием и включала меры, явно направленные на стимулирование развертывания быстрых серийных ММР, - отметил председатель NNWI Тим Йео в описании к докладу по исследованию.
По его мнению, политическая поддержка технологий ММР должна быть усилена в странах. На 28-й конференции сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата в Дубае 22 страны подписали Декларацию об увеличении мировой мощности ядерной энергетики в три раза к 2050 году.
Нужно сказать, что правительство Турции заявило о планах строительства еще трех АЭС на территории страны. Будут ли это малые модульные реакторы или какие-либо другие - решать властям страны. Однако, по крайней мере, опыт по их внедрению, а также вся законодательная база к тому времени будут уже в наличии у государства.
Никогда не поздно начинать готовиться к следующей зиме
В Казахстане ситуация с электроэнергией подходит к критической точке. Дефицит электроэнергии в стране достигает порядка 1,3 -1,5 ГВт в вечерние часы. Особенно остро ситуация с нехваткой обстоит в южных регионах. По данным энергетиков, потребление электроэнергии выросло в результате роста населения, развития экономики и появления майнеров криптовалют в 2021 году. Ситуацию усугубляет тот факт, что в стране сложилась очень высокая степень изношенности энергообъектов – на некоторых из них степень износа достигает 80%.
Государство принимает меры - в стране действует программа «Тариф в обмен на инвестиции» на 2023 – 2029 годы, реализация которой предполагает модернизацию энергообъектов и снижение износа на 20% к 2029 году. Параллельно в стране вводятся станции ВИЭ. По итогам 2022 года в Казахстане сообщалось о действующих 130 объектах ВИЭ, установленной мощностью 2400 МВт. Общая доля ВИЭ в выработку электроэнергии страны составляет 5%. Перед энергетиками поставлена задача ввести не менее 7 ГВт к 2030 году, доведя долю ВИЭ до 16%. Согласно прогнозам экспертов, дефицит мощности электроэнергии в 2024 году снизится до 0,8 ГВт. Но к 2029 году дефицит может превысить 3 ГВт.
Следуя мировой климатической повестке, Казахстан поставил цель достичь полной углеродной нейтральности к 2060 году. Это значит, что постепенно страна будет уходить от угольного обеспечения электроэнергии. По мнению экспертов, только АЭС способна дать стабильный источник электроэнергии. А без стабильной электроэнергии экономика не сможет развиваться. Кроме того, растущий дефицит – прямая угроза энергетической безопасности страны. Именно поэтому дискуссии об АЭС в Казахстане усилились в последние годы. Все больше людей поддерживают решение о строительстве атомной электростанции. К слову, место под строительство уже предварительно определено. В результате исследований выбор пал на село Улкен, Жамбылского района, Алматинской области.
Также озвучена предварительная стоимость. По данным генерального директора ТОО «Казахстанские атомные электрические станции» Тимура Жантикина, стоимость первой станции АЭС составит от $10 до $15 млрд, и это потому, что она первая. По его словам, проект рассматривается, как коммерческий.
В 2019 году Казахстан рассмотрел 13 различных проектов ведущих вендоров из разных стран для партнерства в строительстве. Было отобрано 4 проекта наиболее пригодных для нашей страны. Выбор был сделан в пользу водо-водяных реакторов, как средних, так и малых. В шорт-лист попали следующие компании:
- китайская компания CNNC с реактором HPR-1000;
- корейская KHNP c реактором APR-1400;
- российская «Росатом» c реакторами ВВЭР-1200 и ВВЭР-1000;
- французская EDF с реактором EPR-1200.
По мнению экспертов, учитывая, что Казахстан находится на первом месте по добыче урана – топлива для АЭС - конечная стоимость электроэнергии для потребителей после запуска атомной станции не должна измениться. Также, согласно заключениям экспертов, работа АЭС не повлияет на уровень воды в Балхаше, из которого она будет забираться для охлаждения реакторов.
В Казахстане уже есть собственный опыт безаварийной эксплуатации ядерных реакторов на протяжении нескольких десятилетий.
- Например, эксплуатация Мангышлакского атомного электро-комбината с реактором БН-350, у нас есть хороший задел по работе исследовательских реакторов Национального ядерного центра в Курчатове и Института ядерной физики в Алматы. Это одна из сфер, где у Казахстана собственный опыт, своя научно-технологическая база. А в конце прошлого года коллектив наших физиков-ядерщиков получил государственную премию в области науки. Как раз таки проблем с авариями на АЭС у нас не было, - отметил казахстанский политолог Данияр Ашимбаев в интервью аналитическому обозревателю агентства Kazinform.
Президент Казахстана неоднократно подчеркивал, что развитие атомной энергетики стало важным экономическим и политическим вопросом. И, поскольку он касается будущего страны, решение о строительстве АЭС должно приниматься на всенародном референдуме. Население страны ожидает определения сроков его проведения в ближайшем будущем.
Радиофобия или энергетическая независимость?
По мнению председателя института New Nuclear Watch Institute (NNWI) в Центральной Азии Бауржана Ибраева, глобальной альтернативы ядерной энергетике нет. В случае Казахстана, только ядерная энергетика способна обеспечить стабильность энергетической системы страны.
- Когда-то в Лондоне было всего два автомобиля. И они между собой совершили аварию. Это была первая в мире автомобильная авария. На сегодняшний день, если взять количество аварий в год и разделить на 365 дней, то ежедневно в Казахстане погибает до 10 человек в автомобильных авариях. В Казахстане всего было 5 ядерных реакторов, а сегодня работают 3. За более, чем 50 лет работы реакторов не было ни одной человеческой смерти. Вопрос: чего мы боимся? Почему мы не боимся авто, но боимся АЭС? За 18 тысяч 500 реакторo-лет всего было 3 крупные аварии, - сказал Бауржан Ибраев, выступая перед журналистами в г.Мерсине, Турция.
По его словам, эти три аварии не могут служить мерилом неэффективности и опасности АЭС в настоящее время новых технологий.
- К примеру, в 1971 году на АЭС в Фукусиме эксперты рекомендовали японцам поднять аварийный дизель-генератор на высоту повыше – на гору. Японцы сказали, что у них есть 5-метровый забор и этого достаточно. Через 40 лет эксплуатации пришла волна в 15 метров. И на самом деле взрыв на реакторе случился только на следующий день. За это время можно было привезти из соседнего города такой же генератор и подключить, чтобы включилось аварийное охлаждение, - продолжил Бауржан Ибраев.
По его словам, человеческий фактор имел колоссальное значение. В настоящее время, после выученных уроков, он исключен. Одна из основных претензий к реакторам в настоящее время – это высокая цена. Но при правильном планировании, средства можно сэкономить.
- Например, ранее стоимость финского реактора составляла около 20 млрд евро. Сегодня китайцы обучились технологиям и строят у себя реакторы за $2,3 млрд – это почти десятикратная разница, - сказал спикер.
К слову, Китай строит 6 АЭС в год одновременно.
- Минэнерго РК прогнозирует дефицит на 2032-2035 годы до 17 ГВт в год. Если один блок дает 1,2 ГВт, то 17 делить на 1,2, значит Казахстану нужно 12-13 блоков построить к тому времени. Учитывая, что у нас будет ветровая и солнечная (станции – прим. ред.), то нам нужно условно 8-10 блоков, - считает Бауржан Ибраев.
Согласно расчетам эксперта, стоимость одного блока составит около $3 млрд к 2032-2035 годам. По его мнению, строить нужно быстро и так же быстро вводить в эксплуатацию, тогда и можно сэкономить средства.
- Реально можно закончить стройку за 5 лет, 3 года на предварительные работы – это технико-экономическое обоснование, разрешительные бумаги и так далее. При правильном планировании и делении финансовых потоков, ориентируясь на эти сроки, можно существенно сэкономить, - заявил спикер.
При этом, стройку сопутствующих дорог, детсадов, школ и больниц можно локализовать, что также исключит дополнительные траты.
- После референдума Правительство должно официально выбрать площадку, условно – это будет Улкен, далее 2-3 года на ТО, далее приступят к строительству, которое будет длиться 5 лет, итого - 8 лет. Таким образом, думаю, при правильном планировании и скорости принятия необходимых решений, первый блок АЭС возможно уже построить к 2030-2032 году, - выразил свое мнение Бауржан Ибраев.
Строить или не строить – здесь нет вопроса в масштабах планеты. Каждая страна решает для себя самостоятельно, с точки зрения потребности, ситуации с экологией и необходимости для развития экономики. Согласно исследованиям Международного валютного фонда, на $1 затрат на АЭС приходится $4 экономического прироста. Все развитые страны, такие как Китай, Япония, Корея, США, Франция в свое время сделали ставку на АЭС, поэтому и совершили «прыжок» в экономике. Учитывая, высокую степень износа ТЭЦ, ухудшающуюся экологию, а также обязательства страны по углеродной нейтральности, строить АЭС в Казахстане самое время. По мнению экспертов, строительство АЭС жизненно необходимо для поддержания энергетической безопасности и сохранения энергетической независимости страны.
