Европейская комиссия в середине марта предложила принять законопроект о нулевом уровне выбросов (NZIA). Для декарбонизации планируется использовать в том числе «усовершенствованные» (advanced) ядерные реакторы. В Европе они представлены стартапами. Они развиваются, в них вкладывают деньги, но пока существуют лишь на бумаге – в отличие от уже реализуемых «в железе» в Росатоме.
Частичное включение
Цели нового законопроекта – «масштабировать производство чистых технологий в ЕС и обеспечить полную готовность Евросоюза к энергетическому переходу». Существенный вклад, по мнению разработчиков закона, в достижение декарбонизации могут внести солнечные фотоэлектрические, солнечные тепловые, морские и наземные ветряные источники возобновляемой энергии, аккумуляторы и системы хранения энергии, тепловые насосы и геотермальные источники энергии, электролизеры и топливные элементы, биогаз/биометан, захват углерода, использование и сохранение энергии, электросетевые технологии, альтернативные виды экологически чистого топлива, современные ядерные технологии производства энергии с минимальными отходами топливного цикла, малые модульные реакторы и соответствующие передовые виды топлива.
Закон должен снизить административные барьеры на пути создания проектов, сократить сроки и упростить выдачу разрешений. Также закон требует учитывать критерии устойчивости для технологий с нулевыми выбросами при госзакупках, тем самым обеспечивая сбыт, и предполагает создание «академий нулевых выбросов» (Net-Zero Industry Academies) для повышения уровня квалификации специалистов.
Однако торговая ассоциация в сфере атомной энергетики Nucleareurope сочла, что будущий вклад атомных технологий в европейскую декарбонизацию недооценен. В заявлении организации отмечается, что «Европейская комиссия приняла решение о частичном включении ядерных технологий, а именно малых модульных реакторов (ММР) и усовершенствованных реакторов, в Закон о нулевом уровне выбросов (NZIA). Это шаг в правильном направлении, но Nucleareurope полагает, что достичь более существенных результатов удастся путем включения в закон наряду с другими стратегическими технологиями и всей атомной отрасли». «Мы понимаем, что включение всей атомной отрасли в Закон о нулевом уровне выбросов представляет собой непростую задачу, поэтому мы рады видеть в тексте законопроекта хоть какие-то упоминания ядерных технологий. К сожалению, этого недостаточно», – заявил генеральный директор Nucleareurope Ив Дебазель.
В заявлении Nucleareurope также отмечается, что «благодаря NZIA будут установлены правила игры для отраслевых игроков на ближайшие годы и определена степень стратегической автономии ЕС по ключевым технологиям, необходимым для энергетического перехода. В этом отношении атомная отрасль готова предоставить технологии, необходимые для достижения углеродной нейтральности к 2050 году, обеспечить безопасность поставок, укрепить устойчивость Евросоюза и доступность электроэнергии».
Однако, по-видимому, еврочиновники верят, что «обеспечить безопасность поставок, укрепить устойчивость Евросоюза и доступность электроэнергии» могут только продвинутые реакторы и АСММ – то есть совершенно новые проекты.
Таких проектов довольно много. В одном только марте этого года прозвучали три новости о европейских атомных стартапах.
Примеры стартапов. Великобритания
Итальянская Enel приобретет долю в первой малой АЭС британского стартапа Newcleo. Она разрабатывает малые модульные реакторы на быстрых нейтронах со свинцовым охлаждением. Правда, на сайте компании не удалось найти новостей за 2022 и 2023 о прогрессе в разработке реактора. Известно лишь, что в 2026 году компания планирует построить электрический прототип, чтобы протестировать решения компании «по преодолению сложностей, связанных с жидким металлом, в частности, свинцом». В 2030 году должен быть запущен миниреактор мощностью 30 МВт. Параллельно компания планирует инвестировать в завод по производству МОКС-топлива. План на 2032 год – построить АСММ со свинцовым теплоносителем мощностью 200 МВт.
В России атомная станция малой мощности с реактором на нитридном уран-плутониевом топливе со свинцовым теплоносителем уже строится. Первый бетон в фундамент демонстрационного опытно-промышленного энергоблока с реактором БРЕСТ был залит в июне 2021. Блок возводится в Северске в рамках проекта «Прорыв». Подробнее о реакторе и строительстве энергоблока мы расскажем в нашей рубрике «Реакторные технологии» в одном из следующих выпусков.
Примеры стартапов. Франция
Французский комиссариат по атомной и альтернативной энергетике (CEA) сформировал две компании-стартапа для разработки малых модульных реакторов.
Один – компания Hexana. Она должна создать быстрый натриевый малый реактор, работающий совместно с высокотемпературным накопителем тепловой энергии. На станции будут установлены два ММР тепловой мощностью 400 МВт каждый и накопитель тепловой энергии с системой её преобразования в электрическую. Для реактора предполагается использовать смешанное уран-плутониевое оксидное топливо.
Станция должна быть гибкой – поставлять электроэнергию в сеть в зависимости от уровня потребления и быть способной конкурировать с газовыми станциями. Также компания должна иметь возможность поставлять тепло промышленным потребителям.
В России практически с самого начала атомной отрасли изучали и развивали быстрые натриевые технологии. Строились как исследовательские, так и энергетические реакторы. Однако в энергетическом сегменте ставку сделали не на малые, а на большие реакторы, последовательно наращивая их мощность с 350 МВт (БН-350) до 800 МВт (БН-800). Следующий шаг – строительство блока с реактором БН-1200 мощностью 1200 МВт. На площадке, предназначенной для нового блока, уже начались инженерные изыскания – анализ техногенных условий, авиационной обстановки, оценка пригодности по водохозяйственным условиям и проч.
Другой стартап во Франции развивает компания Stellaria. Он разрабатывает энергетическую систему с реактором на хлоридах. Мощность этого жидкосолевого реактора – 250 МВт, электрическая – 100 МВт, объем активной зоны – 4 куб. м.
Предполагается, что в реакторе можно будет использовать разнообразное топливо – урановое, плутониевое МОКС-топливо, минорные актиниды и торий.
Росатом также развивает жидкосолевое направление, но на фторидах. В декабре 2022 года был завершен эскизный проект реакторной установки с исследовательским реактором с циркулирующим расплавом топливной соли (ИЖСР). О нем мы писали в прошлом номере Newsletter.
Предполагается, что обе компании примут участие в конкурсе France 2030 по направлению «Инновационные ядерные реакторы». На эту программу выделяется 500 миллионов евро.
Сложности продвинутых реакторов
Позиция Еврокомиссии, если она не изменится, оставляет без регуляторной, кадровой и маркетинговой поддержки проекты с использованием уже существующих реакторных технологий. Это касается, например, будущей АЭС Sizewell С, где Framatome планирует построить два блока с реакторами EPR. За бортом NZIA также останутся блоки большой мощности, которые Польша планирует возводить с участием американской Westinghouse.
Информация о стартапах во Франции и Британии показывает, что их реакторы находятся на самой ранней стадии проработки. Впереди – гигантский объем материаловедческих исследований, расчетов, уточнений, испытаний и обоснований. Это требует не только денег, но и времени и грамотных специалистов.
Кроме того, некоторые проекты вызывают сомнения в своей целесообразности. Особенно это касается жидкосолевых проектов на хлоридах. В России их использование не планируют, так как хлориды воздействуют на конструкционные материалы примерно как ртуть. Она быстро разъедала конструкции, поэтому от нее отказались еще на заре развития атомных технологий в СССР.
Низкая степень проработанности проекта – высокий риск перерасхода средств инвесторов или даже отказа от проекта. Так, в марте этого года Urenco объявила о том, что отказывается поддерживать проект высокотемпературного микрореактора (4 МВт) с газовым охлаждением U-Battery «из-за вынужденных изменений в стратегических приоритетах». Еще пример: цена проекта CFPP, который ведет американская NuScale, выросла до $9,336 млрд, а отпускная цена на электроэнергию – с 58 до 89 млрд долларов.
Конечно, необходимо развивать реакторные технологии, искать новые решения, пробовать новые конструкции. Однако, не стоит каждый новый проект называть «усовершенствованным». «Новый» не означает автоматически, что он «лучше» существующих, поэтому подмена понятий недопустима. Не надо заниматься дискредитацией технологических понятий в маркетинговых целях. «Продвинутым» можно назвать реактор, который подтвердил свою эффективность и потому на него есть спрос. К числу таких относятся в сегменте больших реакторов – ВВЭР-1200, а в сегменте малых – РИТМ-200. ВВЭР-1200 возводятся и готовятся к строительству на трех континентах. А РИТМ-200 уже используется на российских атомных ледоколах. В ближайшие несколько лет РИТМ-200 будут установлены и на плавучие энергоблоки для снабжения электроэнергией Баимского ГОКа, а наземная версия появится в Якутии.
Анализ публикаций портала World Nuclear News показал, что термин advanced применительно к реакторным технологиям стали использовать в 2014 году в США. В августе южнокорейские конструкторы договорились с Аргоннской национальной лабораторией о разработке реактора на прототипе EBR-II. А в ноябре пять научно-исследовательских проектов получили 13 млн долларов от DoE США.
