О развитии АСММ (атомных станций малой мощности)

На вопросы корреспондентов электронного издания AtomInfo.Ru ответил заместитель генерального директора АО «НИКИЭТ» по инновационным проектам Александр ПИМЕНОВ.

 

Вопросы ядерного права

Александр Олегович, в 2016 году мы брали у Вас интервью по теме малой энергетики. Что изменилось в этом направлении за прошедшие полтора года?

Если отвечать кратко, то уточнились позиции, сместились акценты, появились новые тенденции в развитии атомных станций малой мощности.

Вопросы, которые сейчас рассматриваются, во многом связаны с областью ядерного права и касаются работы регуляторов. Их обсуждение проходит не только у нас, но и на площадке МАГАТЭ, где вырабатываются рекомендации и решения, приемлемые для всех, и дающие возможность развивать направление малой энергетики.

Естественно, рассматривается и вопрос безопасности. Это самый основной вопрос, потому что в отсутствие безопасности всё остальное просто не имеет смысла. Безопасность первична, и наш институт полностью поддерживает это требование, работая в соответствии с миссией и стратегическими целями Госкорпорации

Мы давно говорили о том, что впрямую и без изменений транслировать на малую энергетику нормы для больших станций невозможно. Противоположная точка зрения была, но опыт работ по созданию АСММ и у нас и у зарубежных коллег показывает — изменения необходимы.

Первые положительные сдвиги в мире уже есть. Так, для американской установки NuScale комиссия по ядерному регулированию (NRC) США согласилась с отсутствием необходимости использовать для внешнего питания системы электропитания класса 1E. Для больших станций они обязательны, а вот для малых в них нет нужды.

Мы подходим к тому, что малая атомная станция как изделие должна полностью обеспечивать все нормы безопасности без привлечения внешних систем. Если применить транспортную терминологию, то все средства безопасности должны находиться «на борту».

Как показывает практика, ни в одном из национальных законодательств пока не прописаны атомные станции малой мощности как предмет права. По согласованным поручениям руководства Росатома мы работаем с надзором и НТЦ ЯРБ с тем, чтобы в наших нормах особенности малых атомных станций были должным образом учтены.

Две линии

В развитии любой технологии всегда можно вычленить две основные линии — решение конкретной задачи и получение прибыли. Развитие технологий малой атомной энергетики ничем в этом смысле не отличается.

Получать прибыль от развития АСММ возможно в том случае, если будет обеспечена их конкурентоспособность. Мы можем спроектировать и построить малую АЭС просто так, для демонстрации, но она не будет востребована у заказчиков. Принцип «я строю потому что могу строить» в наши дни — ненужная роскошь.

С другой стороны, освоение технологии требует строительства пилотных блоков, на которых будут отрабатываться и проверяться основные решения.

Чтобы сократить этот путь, мы в НИКИЭТ выбрали для малых станций тип реакторной установки, обладающий максимальной референтностью и основанный на общих технических и конструкторских решениях из транспортной энергетики.

То есть, это легководные реакторы?

Всё правильно, это водо-водяной реактор с отработанной и проверенной на практике схемой. Мы считаем (и в этом мы не одиноки!), что возможности водо-водяной технологии далеко не исчерпаны. Для атомных станций малой мощности она позволяет наиболее гибко подходить к разработке проекта и помогает повышать конкурентоспособность АСММ.

Конкурировать с сетевой энергетикой для АСММ сложно, и такой задачи мы перед собой сегодня не ставим.

То есть, строить АСММ под Москвой нецелесообразно?

Да, конечно. В московском регионе имеются намного более дешёвые источники электроэнергии. Ниша для малой атомной энергетики как была, так и осталась — электро- и теплоснабжение удалённых районов, где отсутствует сетевая энергетика, а также опреснение морской воды.

У нас было несколько разных проектов реакторных установок для АСММ, но, в соответствии с общей линией госкорпорации на типизацию, мы остановились сейчас на диапазоне мощностей от 0,5-1 МВт до 20 МВт и на установке «Шельф».

Атомная станция малой мощности на основе реакторной установки «Шельф» может быть выполнена в различных ипостасях — плавучая, надводная, наземная. Мы считаем и уверены в том, что «Шельф» может взять на себя роль типовой реакторной установки для АСММ в определенном диапазоне мощностей.

«Шельф» и другие

На каком этапе находится проект «Шельф»?

Технического проекта реакторной установки «Шельф» пока, к сожалению, нет.

А что есть?

Есть концепт-проект, есть топливо, ведётся разработка аванпроекта АСММ на базе РУ «Шельф». Есть референтность от транспортных установок.

Что до технического проекта, то прямо сейчас его и не может быть, так как работу по «Шельфу» мы ведём пока за счёт собственных средств. Техпроект — вещь серьёзная, включаемая в основной проект и представляемая в Главгосэкспертизу. Говорить о том, что институт мог бы исключительно за свои деньги подготовить техпроект, было бы легкомысленно.

Мы не сбрасываем со счетов ни проект «Витязь», ни «Унитерм». Эти проекты существуют, доведены до определённой стадии и могут быть реализованы при появлении заказчиков с конкретными потребностями.

Я настаиваю на словах «заказчик» и «потребности». У нас в стране есть опыт Билибинской станции, где мощность примерно в два раза больше потребления. Да, вы можете возразить, что в первые годы работы станции дело обстояло по-другому, она выполнила свои задачи, но сейчас расклад именно такой. Если проектная мощность и потребление не стыкуются друг с другом, то говорить об экономике уже не приходится.

Как я уже упомянул, водо-водяная технология на данный момент наиболее отработана и лучше всего понимается заказчиками. Но мы ставим перед собой и задачи на будушее. У нас есть в запасе проект АТГОР — газовая машина, в которой также заложены наши современные наработки. Есть проекты АСММ с тяжёлым металлом, это всё работа на перспективу.

Тяжёлый металл — в вашем случае это свинец?

Если говорить о металлическом теплоносителе, то для НИКИЭТ, как вы понимаете, ближе всего свинец, потому что мы с ним работаем по другим проектам. Переход на натрий или свинец-висмут для нас приведёт к необходимости проделывать весь путь освоения технологии или ее подтверждения.

По перспективным инновационным проектам хочу сделать небольшое отступление. Да, сегодня нужно предлагать проекты РУ АСММ, основанные на референтных решениях транспортных установок, но уже завтра у нас должны быть новые проекты — с жидким металлом, с газом, с прямым преобразованием, и так далее.

Но чтобы получить инновационный проект АСММ завтра, разработкой его нужно заниматься сегодня. Откладывать на потом уже нельзя. Есть хорошее высказывание на сей счёт: «Если не хочешь сегодня идти, то завтра тебе придётся бежать».

Есть ещё одна проблема, с которой сталкиваются инновационные разработки — теория отрицания. Часто приходится слышать возражения такого плана: «Мы занимались схожей тематикой столько-то лет или десятилетий назад и положительного результата не достигли».

На это я отвечаю так: «Представьте себе, что Сергею Павловичу Королёву кто-нибудь сказал бы, что ракетными технологиями заниматься не нужно, ведь у Циолковского не получилось полететь». Время идёт, научно-технический прогресс не стоит на месте, доступны новые материалы, оборудование, технологии — это всё можно и нужно использовать, внедрять в наши инновационные проекты.

Приведу пример из нашей отрасли — обращение с аварийными лодками. Сколько раз нам говорили, что эта задача нерешаемая, лучше не трогать, а мы сели, подумали и, в сотрудничестве с ведущими предприятиями Госкорпорации «Росатом» и Объединённой судостроительной корпорации, сделали! Изолировали на Востоке и разобрали на Севере.

АСММ для Арктики

Вы сказали о двух линиях развития технологии — решении конкретной задачи и получении прибыли. В случае российских АСММ конкретная задача — это, скорее всего, освоение Арктики?

Да, даже в СМИ есть много публикаций о том, что Росатом может получить дополнительные полномочия в арктическом регионе. И малая атомная энергетика в Арктике вполне может оказаться востребованной.

В конце прошлого года я был в Мурманске. Там одновременно состоялось несколько мероприятий, на которых рассматривались вопросы энергоснабжения региона. Мы рассказали о том, какой вклад проекты нашего института могут внести в освоение Арктики.

Могу сказать также, что большая работа проделана в плане установки пилотного модуля с установкой «Шельф» на месторождении «Павловское» на Новой Земле.

Преимущества нашего проекта объективные. Во-первых, не надо ставить второй модуль. Мы можем поставить одноблочную пилотную станцию, поскольку уже имеющееся энергоснабжение дизелями на месторождении можно принять в качестве резервного.

Второе наше преимущество — заводская сборка модуля. На месте требуются только монтаж и подключение.

Заводская сборка — это всегда ли хорошо?

Есть экономические исследования, в том числе иностранные, которые доказывают — заводская сборка является наиболее выгодным с точки зрения изготовления вариантом для малых атомных станций.

Но опыт модульного строительства для больших станций (блоки с AP-1000, например) говорит о том, что при этом на высоком уровне должна быть производственная дисциплина у заводов, да и у конструкторов.

Согласен с этим возражением. Важную роль при модульном изготовлении и строительстве призваны сыграть мульти-D проектирование и информационные модели установки. Такие инструменты помогут конструкторам и проектантам гарантировать, что их творчество состыкуется друг с другом.

По заводскому изготовлению я не вижу больших проблем. У нас всё-таки малая АЭС, капсула её изготавливается целиком, работ по монтажу на месте сравнительно не так много.

На пилотном блоке, наверно, придётся немного помучаться. Но это очевидная ситуация, быть первым всегда непросто. На то он и пилотный образец, что на нём потребуется какая-то техническая и технологическая доработка.

При переходе к серийному выпуску большинство проблем пилотного блока ликвидируется. Именно поэтому пилотный блок нужно построить как можно быстрее, чтобы не терять время.

Про заводы ещё скажу. У нас есть не просто понимание, а уже конкретные договорённости с предприятиями. Фактически, кооперация под пилотный блок АСММ «Шельф» создана. Я не хотел бы сейчас называть конкретных участников, просто пока рано это делать, но кооперация компетентных предприятий уже есть, а далее в соответствии с законодательством — конкурентные процедуры.

Зарубежные проекты

За рубежом малая атомная энергетика становится модным направлением. Правда, почти все их проекты пока ещё только на бумаге.

Начну свой ответ с реальных проектов. В Аргентине строится АСММ CAREM-25. Взявшись вплотную за тему малых реакторов и набрав первый опыт, аргентинские специалисты смогли снизить капитальные расходы для установок CAREM примерно на 30% от первоначальных оценок.

Это важный результат, лишний раз подтверждаюший известную истину — освоить технологию мы можем только тогда, когда приступим к её практическому воплощению, то есть, когда начнём строить.

Достаточно далеко продвинулся проект АСММ NuScale. Они вышли на лицензирование и работают сейчас с регуляторами над изменениями в нормативной базе.

В Канаде ряд проектов малой мощности находятся на стадии предлицензионного рассмотрения и готовятся к прохождению процедуры сертификации.

Rolls-Royce в Британии предлагает собственный проект. Данных по нему известно не так много, но точно можно сказать, что он сделан на основе транспортных технологий. Они идут тем же путём, что и НИКИЭТ.

В проекте компании Rolls-Royce я бы отметил сделанный выбор в пользу лёгкой защиты от падения летательных аппаратов. Её устройство — пока тайна за семью печатями, но внешне она выглядит как надувной купол. Мы ведь тоже хотим от наших проектировшиков, чтобы они отошли от, как мы говорим, «методов панельного домостроения» и предложили новые варианты защиты, снизив капиталоёмкость малой станции, не в ущерб безопасности, конечно.

По экономике Rolls-Royce декларирует стоимость электроэнергии от малой АЭС на уровне 60 фунтов за МВт×ч. Больше чем уверен, что это всего лишь декларация, но задачу британцы поставили перед собой достойную и весьма амбициозную- фактически, они собираются конкурировать с сетевым электричеством.

Мы для своих проектов АСММ сравниваем их экономику с дизельной генерацией в несетевых районах. Британцы, как видите, замахнулись на конкуренцию с возобновляемой энергетикой. Я бы, конечно, оставил ВИЭ в покое, её экономика — вещь весьма неоднозначная, а вот с газовой генерацией, может быть, и стоило бы сравниваться, хотя бы на перспективу.

Из Китая регулярно приходят новости о разрабатываемых проектах малых станций. Мы относимся к ним пока очень осторожно. Информация о проектах скупая, сложно отделить фактическую составляющую от рекламной.

Но я хотел бы обратить внимание на один момент. Rolls-Royce деларирует свою заинтересованность в продаже своих малых станций в страны Европы и Ближнего Востока, и при этом они видят основными конкурентами Россию и Китай. Так что делайте выводы сами.

А мы делаем для себя вывод такой — даже со стороны нам подсказывают, что мы затягиваем процесс внедрения малой атомной энергетики, а конкуренты при этом не спят, а стараются действовать. Повторюсь — не хотим идти сегодня, придётся бежать завтра. Не впервой, конечно, но…

У китайцев появились проекты малых атомных станций для районного теплоснабжения на основе бассейновых реакторов.

Теплоснабжение для наших проектов — стандартная опция. А по бассейновым скажу так — эти китайские проекты по температурам выходящей воды хороши для условий Китая. У нас зимы всё-таки более суровые.

Типизированная установка

Александр Олегович, несколько конкретных вопросов по «Шельфу». Какие у него экономические показатели?

У дизельной генерации в интеграле на 60-летнем сроке службы станции мы выигрываем, в плюс наша установка начинает работать по расчётам с 17-го года эксплуатации.

CAPEX мы оцениваем около 7 миллиардов рублей для пилотного блока АСММ «Шельф» и чуть более 5 миллиардов рублей для серийного блока мощностью блока 6,6 МВт (эл.). Пилотный, скорее всего, в целом будет несколько подороже, потому что необходимо учесть ещё и затраты на НИОКР.

Сколько времени вам потребуется от отмашки до пуска пилотного блока?

От момента заключения с нами договора до пуска пилотного блока пройдёт шесть лет. Соответствующий, реалистичный с нашей точки зрения, план-график у нас готов.

Сроки сжатые, но обоснованные. Помогает то обстоятельство, что «Шельф» базируется на референтных решениях.

Для инновационных АСММ следующего поколения потребуется, конечно, большее время — порядка 10 лет. Если точнее, то для АСММ АТГОР мы говорим о 10-11 годах, а для АСММ с тяжёлым теплоносителем — о 10-12 годах.

По «Шельфу» добавлю, что проект прошёл в декабре 2017 года совместный НТС (первая и восьмая секции) Росатома. По итогам НТС мы получили определённые поручения и работаем над ними совместно с госкорпорацией, но пока по-прежнему за счёт собственных средств.

В международном плане у «Шельфа» тоже есть признание. Как я уже упоминал, МАГАТЭ заинтересовано в изучении различных аспектов применения малой атомной энергетики. В том числе отрабатываются вопросы жизненного цикла АСММ. Для рассмотрения наземного цикла выбрана АСММ «Шельф» (подводный цикл — Flexblue, надводный — ПАТЭС «Академик Ломоносов»).

В заключение хотел бы подчеркнуть, что «Шельф» — это реакторная установка, которая может применяться в различных комплексах и может стать типизированной основой для последующего тиражирования и развития линейки АСММ своего мощностного ряда.

Спасибо, Александр Олегович, за интересное интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.