В прошедшем году в российской атомной отрасли можно выделить несколько ключевых тенденций. Это, во-первых, новый взгляд на IV поколение, подразумевающий, что это не просто реактор, а система, потребляющая минимум ресурсов и дающая максимальный энергетический и экономический эффект. Во-вторых, фактическое (а не «на бумаге») увеличение атомных мощностей как в России, так и во всем мире. В-третьих, развитие новых технологий и создание научных заделов. Подводим итоги 2024 года.
Системы IV поколения
«Стратегическая линия Росатома — это переход к двухкомпонентной атомной энергетике с широким внедрением технологий быстрых реакторов и замкнутого ядерного топливного цикла», — заявил на международном форуме «Атомэкспо-2024» в апреле этого года гендиректор Росатома Алексей Лихачев. Переход — процесс многоэтапный и многоаспектный, поэтому Росатом работает сразу во многих направлениях.
Во-первых, Росатом строит в Северске опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК), включающий быстрый свинцовый реактор БРЕСТ-ОД-300 и модули фабрикации-рефабрикации (МФР) и переработки облученного топлива. В апреле 2024 года была запущена линия карботермического синтеза МФР, в декабре модуль был введен в опытно-промышленную эксплуатацию. В шахту реактора установили последний ярус ограждающей конструкции корпуса реактора, идет монтаж конденсатора турбины. Монтаж основного оборудования силовой установки начнется в этом году.
ОДЭК продемонстрирует, как замкнутый ядерный топливный цикл (ЗЯТЦ) работает на практике. Он подразумевает переработку отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и изготовление из его компонентов (урана и плутония) новых порций топлива для реактора, размещенного на той же площадке.
Многократное рециклирование плюс вовлечение в ядерный топливный цикл обедненного (оставшегося после обогащения) урана позволяет максимально использовать энергетический потенциал каждого килограмма добытого из недр урана и минимизировать затраты на добычу и переработку, а также зависимость от природных запасов.
Во-вторых, Росатом продолжает эксплуатацию блока № 4 с быстрым натриевым реактором БН-800, работающем сейчас на МОКС-топливе (смешанном оксидном уранплутониевом). В июле 2024 года реактор вышел на 100-процентную мощность после перегрузки топлива.
В-третьих, Росатом начал перерабатывать токсичные минорные актиниды. Первые три сборки с ними были загружены в реактор БН-800 во время упомянутой выше перегрузки. Сборки с минорными актинидами будут облучать в течение трех микрокампаний (около полутора лет). Цель — экспериментально подтвердить возможность трансмутации минорных актинидов в быстрых реакторах. Трансмутация даст возможность снизить радиоактивность отходов, сократив сроки их изоляции в 2300 раз (с 700 тыс. лет до 300). Это делается, чтобы отказаться от сложного и дорогостоящего глубинного захоронения. Напомним, особенность радиоактивных отходов в том, что со временем они становятся все более стабильными и безопасными, и главный вопрос — когда это произойдет. Таким образом, замкнутый ядерный топливный цикл избавляет атомную энергетику от ее, строго говоря, единственного пока непреодоленного недостатка — накопления радиоактивных отходов.
Наконец, Росатом разрабатывает новое топливо, нацеленное на замыкание ядерного топливного цикла. Подробнее см. в статье «Топливная эволюция» в этом выпуске.
АЭС для стабильного энергоснабжения
В России Росатом строит новые энергоблоки, чтобы достичь к 2045 году 25-процентной доли атомной генерации в энергобалансе страны. Возводятся два энергоблока с реакторами ВВЭР-ТОИ (типовыми оптимизированными информатизированными) на Курской АЭС. Блок № 1 Курской АЭС-2 вышел на финишную прямую и готовится к физпуску. Блок № 2 строится. В марте залили первый бетон в фундамент блока № 7 Ленинградской АЭС. На Смоленской АЭС готовятся к заливке первого бетона (запланирована на 2027 год). Завершается проектирование энергоблоков с реакторами ВВЭР средней мощности для Кольской АЭС. В обновленной Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2042 года предполагается строительство новых блоков в дальневосточных регионах России — Приморском и Хабаровском краях.
Росатом остается лидером в зарубежном атомном строительстве: 22 блока в семи странах (более 90 % строек) приходится на долю госкорпорации. В январе был залит первый бетон на блоке № 4 АЭС «Эль-Дабаа» в Египте: на площадке одновременно возводятся все четыре блока станции. В октябре установили ловушку расплава на блоке № 3, в ноябре — на блоке № 4.
В сентябре на блоке № 8 АЭС «Тяньвань» в Китае установлен в проектное положение корпус реактора, в октябре введен в эксплуатацию тренажер блоков № 7 и 8, в ноябре завершена сварка главного циркуляционного трубопровода на блоке № 7.
В декабре на блоке № 4 АЭС «Сюйдапу» в Китае установлен в проектное положение корпус реактора.
На двухблочной АЭС «Руппур» (Бангладеш) в декабре завершили строительство блока № 1. После опробования главных циркуляционных насосов протестируют реакторную установку на номинальных параметрах без топлива. На этом этапе должно быть подтверждено соответствие оборудования всем проектным характеристикам. После комплекса испытаний блок будет готов к началу пусковых операций.
Также в декабре на блоке № 1 АЭС «Аккую» в Турции завершен монтаж турбины, ее вал начал вращение на малых оборотах. Идет подготовка к предпусковым испытаниям с загрузкой имитаторов топлива.
Таким образом, два первых блока с реакторами ВВЭР-1200 на атомных станциях «Аккую» и «Руппур» практически вплотную приблизились к пуску.
Росатом лидирует в реализации проектов не только больших, но и малых АЭС. В мае 2024 года Росатом заключил с Узбекистаном первый в мировой истории экспортный контракт на строительство АЭС малой мощности. Он предусматривает строительство в Джизакской области Узбекистана шести энергоблоков с реакторными установками РИТМ-200 единичной электрической мощностью 55 МВт. Энергопуск первого блока запланирован на конец 2029 года.
В июне 2024 года Машиностроительный дивизион госкорпорации подписал меморандум о намерениях с партнерами из Республики Гвинея: стороны будут взаимодействовать по проекту строительства плавучих энергоблоков для электроснабжения республики.
Таким образом, Росатом на практике способствует увеличению безуглеродных атомных мощностей во всем мире.
Новые технологии
Росатом развивает не только традиционные, и но и полностью инновационные энергетические технологии. Так, Россия — инициатор и участник международного проекта строительства термоядерного реактора ИТЭР, а Росатом — исполнитель важнейших задач проекта.
Одна из таких задач, утвержденная в 2024 году, — замена материала первой стенки токамака с бериллия на вольфрам. Решение приняли из-за нюансов регуляторной базы Франции. Ранее российские ученые изготовили и испытали макет (один сегмент) бериллиевой стенки, сейчас готовятся к изготовлению вольфрамовой. Международная организация ИТЭР заключила с российской стороной контракт на исследования, в рамках которых предполагается создать технологию нанесения покрытия из карбида бора: оно необходимо для более эффективной работы токамака.
Кроме того, поскольку вольфрамовые примеси снижают температуру плазмы, понадобится больше гиротронов: вместо 24 — 80–87. Изготавливать эти уникальные аппараты с высокой вероятностью будут в России благодаря лидерству в этих технологиях.
Росатом в 2024 году продолжил строительство новых ветропарков в России. В марте введена в строй вторая очередь Труновской ВЭС (35 МВт) в Ставропольском крае. Мощность обеих очередей — 95 МВт. Всего Росатом построил в России более 1 ГВт ветроэнергетических мощностей. В ноябре в Дагестане началось строительство Новолакской ВЭС, крупнейшей в России (300 МВт). Также Росатом вышел на зарубежные рынки ветроэнергетики. Свой первый зарубежный ветропарк мощностью 100 МВт Росатом начал строить в Кыргызстане. Важно, что основные узлы, в том числе гондолы и лопасти, также изготавливаются в России на предприятиях госкорпорации.
В ушедшем году Росатом продвинулся и в развитии ядерных неэнергетических технологий. Так, в октябре в Боливии на площадке Центра ядерных исследований и технологий открылся центр облучения. Также начался монтаж корпуса исследовательского реактора. В том же месяце на Новосибирском заводе химконцентратов в России (входит в топливный дивизион Росатома) прошло приемку ядерное топливо для стартовой загрузки этого реактора.
В ноябре Росатом подписал с Министерством инноваций и технологий Эфиопии контракт на разработку технико-экономического обоснования Центра ядерной науки и технологий в этой стране.
Расширение международного сотрудничества и поддержки
Показатели высокого качества и эффективности предложений Росатома — новые контракты и партнерства с зарубежными игроками по самым разным направлениям. Так, в 2024 году Республика Беларусь, где Росатом построил первую зарубежную АЭС с реакторами ВВЭР-1200, подписала с госкорпорацией Комплексную программу сотрудничества в области атомных неэнергетических и неатомных проектов.
С Китаем, с которым Росатом давно сотрудничает в сфере атомной энергетики, прорабатывается освоение торговых маршрутов Северного морского пути. Так, в июне Росатом и китайская NewNew Shipping Line подписали соглашение о намерениях учредить совместное предприятие по строительству судов и организации круглогодичной контейнерной линии между портами России и Китая по СМП. В ноябре прошла первая подкомиссия по СМП (со стороны Китая — Минтранс, со стороны России — Росатом). Стороны намерены способствовать росту грузоперевозок, обеспечению безопасности судоходства и улучшению инфраструктуры. В 2024 году китайские судоходные компании нарастили число рейсов по Севморпути с восьми до 13.
Наконец, пример поддержки сотрудничества с Росатомом в целом: представители компаний атомного сектора Бразилии, Китая, ЮАР, Ирана, Эфиопии и Боливии поддержали инициативу Росатома о создании Платформы по атомной энергетике для развития сотрудничества.
