Возвращение атомной энергии
В сегодняшнем мире, осознающем серьезность проблемы выбросов углекислого газа, важнейшими преимуществами атомной энергии являются не только традиционные диверсификация структуры источников энергии и самодостаточность. Это еще единственный доступный сегодня масштабный, общепризнанный, готовый к немедленному развертыванию источник электроэнергии, который не выделяет углекислый газ.
Атомная энергетика по-прежнему дает около 20 % электроэнергии, производимой в США, как и в 1980-х гг. Но как это стало возможным? Ведь потребление электроэнергии в США с 1980 г. практически удвоилось, а новые атомные электростанции за прошедшие три десятилетия в эксплуатацию не вводились, да и количество действующих энергоблоков по сравнению с серединой 1980-х гг. практически не изменилось. Благодаря чему доля атомной энергии осталась неизменной?
Прежде всего, благодаря кардинальному повышению эксплуатационной эффективности. В середине 1980-х гг. из-за разного рода эксплуатационных проблем АЭС часто приходилось отключать от энергосистемы, а потому в среднем в течение года они работали всего на 55 % от своей проектной мощности. Сегодня в результате накопленного за несколько десятилетий опыта и постоянного внимания к эксплуатационным качествам – в том числе в результате использования знаний и опыта бывших членов подразделения Риковера, – атомные электростанции в США дают более 90 % проектной мощности. Такое повышение эффективности настолько значительно по своему воздействию, что его можно рассматривать как новый источник электроэнергии. Это равносильно удвоению числа атомных электростанций, хотя ни одной новой АЭС в эксплуатацию введено не было.
Помимо существенного улучшения эксплуатационных и экономических показателей, атомная энергетика в США получила еще один импульс, без которого она, скорее всего, стала бы угасать. Новая атомная электростанция должна получить лицензию на эксплуатацию. Процесс получения лицензии, включающий подачу заявки, проверку АЭС на соответствие нормам и устранение замечаний, мог растягиваться на годы. (Расходы, связанные с подачей заявки на лицензию для новой АЭС, сегодня оцениваются в полмиллиарда долларов.) Срок действия лицензий на эксплуатацию, которые выдавала Комиссия по регулированию атомной энергетики (NRC) (а также ее предшественница, Комиссия по атомной энергии), составлял 40 лет. Такой срок был установлен, согласно NRC, «исходя из экономических и антимонопольных соображений, а не технических ограничений». Ситуация в конце этого 40-летнего срока, какой бы она ни оказалась, должна была стать поворотным пунктом для атомной энергетики и определить ее будущее в США. Но есть ли шансы сделать это своевременно?9 Поддерживая идею продления срока лицензий, NRC развернула инициативу по обновлению системы обеспечения безопасности индустрии с использованием новых средств и возможностей.
На сегодняшний день NRC продлила срок действия лицензий на эксплуатацию почти половины из 104 коммерческих реакторов в США. Если бы лицензии не были продлены, в США сегодня уже шел бы процесс закрытия атомных электростанций. Но даже если все выданные лицензии будут продлены, вопрос сохранения доли атомной энергии в выработке электричества на 20 %-ном уровне по-прежнему остается актуальным, принимая во внимание рост потребления электроэнергии в будущем. Отчасти это позволит сделать увеличение мощности действующих электростанций. Но без новых АЭС не обойтись10.
Новый импульс
В феврале 2010 г. администрация президента Обамы предоставила государственные гарантии по кредитам компании Southern Company и ее партнером, взятым для строительства двух новых атомных электростанций в США, в штате Джорджия, первых за последние десятилетия. «Мы придадим новый импульс развитию атомной индустрии в стране», – пообещал советник президента США по вопросам энергетики. Первые шесть проектов также могут получить несколько сотен миллионов долларов из федерального бюджета в качестве компенсации за «проблемы в процессе получения разрешений» или судебные разбирательства. Это новшество должно свести к минимуму расходы компаний, обусловленные затягиванием на десятилетия процесса согласования и судебных разбирательств. По сути, федеральное правительство таким образом страхует разработчиков от действий государственных органов, которые приводят к чрезмерным и дорогостоящим задержкам11.
Эта политика открыла перспективы для атомной энергетики в США. Поступили предложения о строительстве в общей сложности 30 реакторов, причем в 20 случаях были указаны конкретное место и тип реактора. Впрочем, большинство из предложений так и остались на бумаге из-за по-прежнему непростой регуляторной среды и высоких затрат.
Важным отличием новых проектов является включение в конструкцию большего количества пассивных элементов безопасности. Другим отличием является стандартизация конструкций реакторов, позволяющая снизить стоимость и обеспечить соблюдение требований регулирования.
Одним из решений этой проблемы может быть новый ряд малых и средних реакторов (SMR). Благодаря небольшим размерам их проще устанавливать, а использование модульных элементов уменьшает затраты и время строительства. Идея заключается в получении экономии от масштаба, а не от размеров, как раньше, т. е. в серийном производстве модульных SMR. SMR должны снизить финансовые риски и сложность разработки и строительства характерные для крупных реакторов12. Однако для технической реализации SMR и обеспечения их экономической жизнеспособности, скорее всего, понадобятся годы.
Захоронение в глубоких геологических формациях
Вечной проблемой атомной энергетики является захоронение ядерных отходов в конце топливного цикла. В США создание глубокого подземного могильника в горе Юкка, штат Невада, несмотря на многомиллиардные затраты и более чем два десятилетия исследований (проект был запущен в 1987 г.), зашло в тупик. В 2010 г. администрация Обамы объявила о сворачивании проекта «Гора Юкка». Во Франции отработавшее ядерное топливо перерабатывается – из отходов извлекаются уран и плутоний, которые можно использовать повторно. Остатки, представляющие собой высокоактивные ядерные отходы, остекловываются (по сути, превращаются в стекло), направляются в хранилище, а затем на захоронение.
Проблема ядерных отходов долгие годы представлялась в США практически неразрешимой, по крайней мере на политическом уровне. Но если рассматривать ее в сравнении, то она будет выглядеть несколько иначе. Количество ядерных отходов, которое требует захоронения, составляет лишь малую долю количества углекислого газа, который необходимо улавливать и закачивать под землю в рамках крупномасштабной программы. Ядерные отходы, получаемые на всех атомных электростанциях страны за год, поместятся на одном-единственном футбольном поле (толщина их слоя при этом составит около 9 м). А вот для годового количества углекислого газа от единственной угольной электростанции в жидком состоянии понадобится около 600 футбольных полей.
Кроме того, изменилось отношение к критерию, которому должен отвечать «глубокий геологический могильник», – 10 000 лет надежного хранения под землей. Он означает, что люди, живущие возле такого могильника, в течение 10 000 лет должны получать не более 15 миллибэр радиации в год, что эквивалентно облучению, которое человек получает за три трансконтинентальных перелета в оба конца. Но 10 000 лет – это очень много. Это на несколько тысяч лет больше, чем насчитывает история человеческой цивилизации.
