Про ПАТЕС та інші міні АЕС перспективи - малого - атома
Проект ПАТЕС "Академік Ломоносів" (Фото з sevmash.ru)
Трагедії на Чорнобильській АЕС та АЕС «Фукусіма» похитнули впевненість людства у тому, що за атомною енергетикою майбутнє. Деякі з країн, такі як Німеччина, взагалі дійшли висновку, що від АЕС слід відмовитися зовсім. Але питання використання атомної енергетики дуже серйозне і крайнощів у висновках не терпить. Тут треба чітко оцінити всі плюси та мінуси, і скоріше – шукати золоту середину та альтернативні рішення використання атома.
Проект однієї з АСММ - "Унітерм"
Атомні реактори малої потужності (100-180 МВт) вже кілька десятків років успішно використовують у судноплавстві нашої країни. Останнім часом дедалі частіше починають говорити про необхідність їхнього використання для забезпечення енергією віддалених районів України. Тут малі АЕС зможуть вирішити проблему енергопостачання, яка завжди гостро стояла в багатьох важкодоступних регіонах. Дві третини України – зона децентралізованого енергопостачання. Насамперед, це Крайня Північ і Далекий Схід. Рівень життя тут багато в чому залежить від енергозабезпечення. Крім того, дані регіони є великою цінністю в силу великого зосередження корисних копалин. Їх видобуток не розвивається або зупиняється найчастіше саме через велику витратність у сфері енергетики та транспорту. Енергія тут надходить від автономних джерел, які використовують органічне паливо. А завезення такого палива у важкодоступні райони обходиться дуже недешево внаслідок необхідних величезних обсягів та великої відстані. Наприклад, в республіці Саха в Якутії, через розірваність енергетичної системи на малопотужні ізольовані ділянки, вартість електроенергії більша.у 10 разів, ніж на «великій землі». Цілком зрозуміло, що для великої території з низькою щільністю населення проблема розвитку енергетики не може вирішитись великим мережним будівництвом. Атомні станції малої потужності (АСММ) — один із найреальніших виходів із ситуації в даному питанні. Вчені вже нарахували 50 регіонів в Україні, де потрібні такі станції. Вони, звичайно, програють вартості електроенергії великому енергоблоку (будувати його тут просто нерентабельно), але виграють у джерела на органічному паливі. За підрахунками фахівців АСММ можуть заощадити до 30% вартість електроенергії у важкодоступних регіонах. Маленькі обсяги витрат палива, зручності в переміщенні, невеликі трудовитрати з введення в роботу, мінімум обслуговуючого персоналу - ці характеристики роблять АСММ незамінними енергоджерелами в далеких районах.
Пристрій АСММ Toshiba 4S (Фото з toshiba.co.jp)
Незамінність АСММ вже давно усвідомили і в багатьох країнах світу. Японці довели, що такі станції будуть дуже ефективними в умовах мегаполісів. Роботи одного окремого такого пристрою достатньо для того, щоб забезпечити енергією певну кількість житлових будинків або хмарочосів. Маленьким реакторам не потрібне дороге і часом відсутнє місце для їхнього розміщення в мегаполісі. Також японські розробники запевняють, що ці реактори можуть компенсувати пікові навантаження у великих міських зонах. Японська компанія Toshibа вже тривалий час розробляє проект АСММ - Toshiba 4S. Термін його експлуатації за прогнозами розробників – 30 років без перезавантаження палива, потужність – 10 МВт, габарити – 22 на 16 на 11 метрів, паливо такої міні-АЕС – металевий сплав плутонію, урану та цирконію. Ця станція не потребує постійного обслуговування, апотребує лише епізодичного контролю. Такий реактор японці пропонують використовувати і при видобутку нафти, а їхній серійний випуск хочуть налагодити до 2020 року.
Не відстають від Японії та американські вчені. Протягом кількох років вони обіцяють випустити у продаж невеликий ядерний реактор, який забезпечуватиме енергією невеликі селища. Потужність такої станції – 25 МВт, за розміром вона трохи більша за собачу будку. Електроенергію ця міні-АЕС вироблятиме цілодобово і її вартість за 1 кіловат-годину становитиме лише 10 центів. Надійність теж на найвищому рівні: крім сталевого корпусу, Hyperion закатаний у бетон. Міняти ядерне паливо тут зможуть лише фахівці, і робити це треба буде кожні 5-7 років. Компанія Hyperion, що випускає, вже отримала ліцензію на випуск таких ядерних реакторів. Приблизна вартість станції 25 мільйонів доларів. Для містечка, хоча б із 10-ма тисячами будинків – зовсім недорого.
Щодо України, то тут над створенням малих АЕС працюють досить давно. Вченими Курчатівського інституту 30 років тому було розроблено міні – АЕС «Олена», яка взагалі не потребує обслуговуючого персоналу. Її прототип функціонує на території інституту й досі. Електрична потужність станції – 100 кВт., вона є циліндром вагою 168 тонн, діаметром – 4,5 і висотою – 15 метрів. «Олена» встановлюється у шахті на глибині 15-25 метрів та закривається бетонними перекриттями. Її електроенергії вистачить на забезпечення теплом та світлом невеликого селища. В Україні розроблено ще кілька проектів, подібних до «Олени». Всі вони відповідають необхідним вимогам надійності, безпеки, недоступності для сторонніх, нерозповсюдженню ядерних матеріалів і т.д., але вимагають чималих будівельних робіт при встановленні і невідповідають критеріям мобільності.
Самохідна атомна електростанція малої потужності ТЕС-3 (Фото з gradremstroy.ru)
У 60-х роках пройшла випробування мала пересувна станція «ТЕС-3». Вона складалася із чотирьох гусеничних самохідних транспортерів, поставлених на посилену базу танка Т-10. На двох транспортерах були розміщені парогенератор і водяний реактор, на решту помістили турбогенератор з електричною частиною та систему керування станцією. Потужність такої станції становила -1,5 МВт.
У 80-х роках у Білорусі розробили малу АЕС на колесах. Станцію назвали «Памір» та поставили на шасі МАЗ-537 «Ураган». Її склали чотири автофургони, які були з'єднані газовими шлангами високого тиску. Потужність "Паміру" склала 0,6 МВт. Станція в першу чергу призначалася для роботи в широкому діапазоні температур, саме тому була оснащена реактором, що газоохолоджується. Але Чорнобильська аварія, яка сталася саме в ці роки, «автоматом» знищила проект.
Всі ці станції мали певні проблеми, які перешкоджали їх широкому впровадженню у виробництво. По-перше, неможливість забезпечити якісний захист від випромінювання через велику вагу реактора та обмежену вантажопідйомність транспорту. По-друге, ці міні-АЕС працювали на високозбагаченому ядерному паливі «збройової» якості, що суперечило міжнародним нормам, які забороняли поширення ядерної зброї. По-третє, для самохідних атомних станцій було складно створити захист від дорожніх пригод та терористів.
Будівництво ПАТЕС у Санкт-Петербурзі
Весь спектр вимог до АСММ задовольнила плавуча атомна теплоелектростанція. Вона була закладена у Санкт-Петербурзі у 2009 році. Ця міні-АЕС складається з двохреакторних установок на гладкопалубному несамохідному судні Термін її експлуатації – 36 років, протягом яких через кожні 12 потрібно буде перезавантажувати реактори. Станція може стати ефективним джерелом електрики та тепла для важкодоступних регіонів країни. Ще одна з її функцій – опріснення морської води. За добу вона може видавати від 100 до 400 тисяч тонн. 2011 року проект отримав позитивний висновок державної екологічної експертизи. Не пізніше 2016 року плавучу АЕС планують розмістити на Чукотці. Росатом очікує від цього проекту великих закордонних замовлень.
Також нещодавно стало відомо, що одна з підконтрольних Олегу Дерипасці компаній — «Євросибенерго» разом із Росатомом оголосила про організацію підприємства «АКМЕ-Інжиніринг», яке працюватиме над створенням АСММ і займатиметься їх просуванням на ринку. У роботі цих станцій хочуть використовувати реактори на швидких нейтронах зі свинцевозімутовим теплоносієм, якими в радянські часи були оснащені атомні підводні човни. Забезпечувати енергією вони мають віддалені райони, непідключені до електромереж. Організатори підприємства планують отримати 10-15% світового ринку міні-АЕС. В успіху цієї кампанії аналітиків змушує сумніватися заявлена вартість станції, яка за прогнозами «Євросибенерго» дорівнюватиме вартості ТЕЦ такої ж потужності.
Успіх малих АЕС на ринку світової енергетики передбачати нескладно. Необхідність їхньої присутності там очевидна. Вирішуються та питання з удосконаленням цих джерел енергії та приведенням у відповідність до необхідних параметрів. Глобальною лише залишається проблема вартості, яка на сьогоднішній день у 2-3 рази більша за АЕС у 1000 МВт. Але чи доречне таке порівняння у цьому випадку? Адже у АСММ зовсім інша ніша у використанні –вони мають забезпечувати автономних споживачів. Ніхто ж з нас не додумається порівнювати вартість кіловат, що витрачаються годинами, що працюють від батарейки, та мікрохвильовою піччю, яка запитана від розетки.