На прошедшей в Дюссельдорфе IХ конференции авторитетного Российско – Германского сырьевого форума с одним из ключевых и неожиданных докладов о перспективах энергетики будущего, основанной на российских разработках, выступил глава НП «Горнопромышленники России» Валерий Язев. С ним побеседовал наш корреспондент.
Валерий Афанасьевич, одна из основных тем на повестке дня сегодняшнего мирового сообщества – энергоресурсы. В Сирии, в Северной Африке идет война за углеводороды, разработка российских месторождений становится все затратней, Арктика - это вообще сумасшедшие деньги, добыча сланцевого газа через закачку цианидов отравляет землю, «зеленая энергетика» пока мало эффективна. Где выход?
Из всего многообразия ископаемых энергетических ресурсов только уран и торий позволяют генерировать энергию без выбросов парниковых газов. Из имеющихся и разведанных запасов урана можно произвести энергии больше, чем из нефти, газа и угля вместе взятых. Но мы используем открытый топливный цикл. А ведь энергетический запас урана можно уменьшить примерно в 150 раз. Мы сталкиваемся и с проблемой затратного хранения, так называемого, «отработавшего» ядерного топлива, в котором полезного ядерного материала почти столько же, сколько было загружено в реактор , и с проблемой обращения с радиоактивными отходами.
То есть эффективность АЭС можно увеличить на несколько порядков за счет снижения количества исходного продукта?
Да. Нужно строить реакторы на быстрых нейтронах, в которых деление атомных ядер осуществляют не тепловые нейтроны, а нейтроны с более высокой энергией. Кроме того, так называемое, «отработавшее» ядерное топливо необходимо очищать от продуктов ядерных реакций, а изотопы урана, плутония и актиноидов (америция, кюрия и нептуния) возвращать в реактор. Такой ядерный топливный цикл называют замкнутым. Однако при этом необходимо повышать надёжность атомных энергетических установок. И хотя немногочисленные аварии на атомных реакторах в США, Японии и СССР не приводили к большому числу жертв, экономике отселение жителей и временное прекращение хозяйственной деятельности на территориях радиационного заражения обходилось дорого.
После каждой аварии международное сообщество вырабатывало меры повышения безопасности атомных электростанций. Их модернизировали или строили по новым проектам. Станции становились безопаснее, но дороже. Очевидно, если число атомных электростанций будет увеличиваться, а Международное энергетическое агентство прогнозирует до 2040 года среднегодовой рост атомной энергогенерации примерно на 2,3%, то либо будет возрастать вероятность аварий, либо будет расти себестоимость вырабатываемой на АЭС электроэнергии.
Понятно, что безопасность первична, но в чем же экономический эффект новой технологии?
При переходе к замкнутому топливному циклу совокупную мощность атомных электростанций можно было бы увеличить в несколько раз, сократив, допустим, угольную генерацию. Но дилемма «аварийность или себестоимость» тогда превратится в гордиев узел. Можно ли его разрубить? И чем? Российские специалисты считают, что это можно сделать с помощью реакторов на быстрых нейтронах, обладающих «естественной безопасностью».
Вы говорите о стратегической идее или о конкретных промышленных разработках? И кто их осуществляет – «урановая Франция», энергетика которой почти на 80 процентов зависит от АЭС? Германия, где стоимость киловатт – часа в некоторых регионах уже доходит до 18 – 25 рублей в пересчете с евроцентов?
Строительство такого реактора идет в российском Северске. Это опытно-демонстрационный реактор на быстрых нейтронах с жидким свинцовым теплоносителем БРЕСТ-300 электрической мощностью 300 МВт.
Назову ключевые элементы конструкции этого реактора, обеспечивающие естественную устойчивость и безопасность:
Первое - интегральная компоновка первого контура с корпусом реактора. Ядерные материалы и радиоактивные изотопы не могут выйти за пределы корпуса реактора. Второе - свинцовый высокотемпературный теплоноситель. Низкое давление в первом контуре. В принципе невозможны взрывы водорода, как на реакторах АЭС «Фукусима-1».
Третье - плотное нитридное топливо. Реактор работает без избыточного запаса реактивности. Разгон реактора, подобно чернобыльскому, невозможен. При этом в случае остановки циркуляционных насосов, тепло снимается за счет естественной конвекции теплоносителя. Корпус реактора из свинца, а свинец поглощает много тепла без существенного роста температуры. И, наконец, конвективные воздушные теплообменники. Реактор расхолаживается сам.
То есть мир в перспективе перестанет бояться атомных катастроф?
БРЕСТ-300 будет самым безопасным за всю историю атомной энергетики. Его коммерческая версия БРЕСТ-1200 станет экономически эффективной, поскольку реактор на быстрых нейтронах, образно говоря, «сжигает» весь ядерный материал, в том числе высокоактивные и долгоживущие радиоактивные отходы. Для обеспечения приемлемого уровня безопасности ему не нужны сложные дублирующие системы.
Параллельно с реактором БРЕСТ-300 на этой же площадке создаётся опытный технологический комплекс для замыкания ядерного топливного цикла. Здесь отработавшее ядерное топливо будет перерабатываться и вновь возвращаться в реактор. При регенерации топлива плутоний-239 остаётся в смеси изотопов и поэтому не может использоваться в военных целях. Актиноиды — основная проблема обращения с долгоживущими радиоактивными отходами — будут возвращаться в реактор и вырабатывать энергию. Останутся лишь короткоживущие радиоактивные изотопы, поэтому радиоактивных отходов станет гораздо меньше, и они станут менее опасными.
Как известно, разведанных запасов нефти и газа у России, при сегодняшних темпах разработки на 35 – 40 лет. То есть по меркам истории - миг. Основные мировые запасы урана в Австралии и Казахстане. Нам хватит 9 процентов, чтобы строить на этом фундаменте будущее?
Атомная энергетика с замкнутым топливным циклом, увеличит запас полезно используемого ядерного сырья в десятки раз и обеспечит потребности в нём на столетия вперёд (оптимисты говорят о тысячелетиях). Будет решён вопрос долгоживущих радиоактивных отходов. Будет решён вопрос безопасности, по меньшей мере, в понимании надёжной локализации последствий аварий или диверсий внутри реакторного здания. Такая энергетика вполне приемлема для густонаселённой Европы с высокими экологическими стандартами. И тогда мы сможем говорить не только об общеевропейском энергопереходе (Energiewende), но и об энергопрорыве (EnergieDurchbruch). Кстати, в России, данную программу так и называют – «Прорыв».
