Нові енергоблоки АЕС – шлях до декарбонізації

Міжнародна агенція з атомної енергії вбачає необхідність швидкого розгортання ядерної енергетики для забезпечення поетапної відмови від викопного палива. А Європейська економічна комісія ООН вважає, що світові кліматичні цілі недосяжні без розвитку атомної галузі, тому радить державам, які прагнуть досягти суттєвого скорочення СО2, втілювати довгострокові програми та сприяти розробкам нових технологій у цій сфері.

ПЕРЕДУМОВИ

Сьогодні вже багато країн розглядають атомну енергію в поєднанні з ВДЕ як основу для енергетики майбутнього. Для України ядерна генерація має велике значення, вона забезпечує понад 50% всієї електроенергії в країні. Наша держава займає 3-є місце у світі за часткою атомної енергії.

Енергетична стратегія України до 2035 року розглядає АЕС як найефективніше в економічній площині низьковуглецеве джерело енергії й прогнозує збереження частки ядерних потужностей в країні не менше теперішнього рівня, а то й більше. Це дозволить залишати тариф для населення доступним та гарантуватиме баланс і стійкість вітчизняної енергосистеми. 

Енергетична стратегія передбачає продовження терміну експлуатації діючих енергоблоків АЕС, проєктування й будівництво нових. З першою частиною «атомних» завдань на сьогодні зрозуміла ситуація. Терміни експлуатації 12 з 15 енергоблоків, проєктний строк служби яких закінчувався, продовжено. Згідно з міжнародними правилами та нормами ведеться їх довгострокова експлуатація. Кожні 10 років проводиться переоцінка безпеки енергоблоків, яка визначає економічну та технічну доцільність подальшої роботи. Нині вже доведено, що корпуси реакторів витримують щонайменше 60 років, а будівельні конструкції розраховані на 100. Провідні наукові інститути країни здійснили серйозні дослідження стану критичних елементів енергоблоків, щоб дійти певних розрахунків.

«Остаточне рішення щодо окремих енергоблоків прийматиметься у 2025 році, коли повністю закінчиться програма досліджень усіх зразків і будуть зроблені висновки. Але ми бачимо прогноз, що енергоблоки можна експлуатувати й 80 років. Звісно, за умови заміни важливих систем та обладнання», – повідомив Микола Власенко, керівник ВП  «Науково-технічний центр» НАЕК «Енергоатом» під час форуму Атомпрофспілки.

Нині енергоблоки з продовженим строком експлуатації в Україні  працюють стабільно й безпечно, та до 2040 року постане питання їх зупинки для подальшого виведення з експлуатації. Ядерні реактори сумарною потужністю 4-5 ГВт необхідно буде замінити на нові. Через проблему глобального потепління гідроенергетика в Україні не матиме перспектив. А бурхливий розвиток сонячних та вітрових станцій створює проблему генерації потоків незбалансованої електроенергії, що призводить до дефіциту маневрових потужностей в об’єднаній енергосистемі країни. Нові атомні технології пропонують значні можливості як для задоволення вимог базового навантаження електроенергії, так і використання їх у маневрових режимах.

ІСТОРІЯ

Тема будівництва атомних енергоблоків в Україні порушувалася неодноразово, та всі плани донедавна залишалися тільки декларативними. Питання жвавіше стало обговорюватися після підписання між Енергоатомом та Westinghouse Меморандуму про будівництво 5-ти енергоблоків за американською новітньою технологією АР1000. До цієї події можливу співпрацю щодо зведення енергоблоків на атомних станціях України енергогенерувальна компанія обговорювала у 2020-му році з представниками Korea Hydro & Nuclear Power (КHNP). З корейською компанією ще у 2016 році був підписаний Меморандум про взаєморозуміння, який спрямований на розширення взаємодії в ядерноенергетичній сфері. У 2019 році переговори щодо можливих інвестицій у будівництво на Хмельницькій АЕС велися з представниками Національної ядерної корпорації Китаю (CNNC). 

Наприкінці серпня 2021 року під час відвідин США українська делегація мала можливість оглянути обладнання енергоблоків АР1000. На АЕС «Вогл» за цією технологією вже побудовано енергоблок №3. Спорудження четвертого енергоблока завершується. На атомній електростанції «Ві-Сі Саммер» спорудження двох енергоблоків за технологією АР1000 розпочалося у 2012 році та у 2017-му було призупинено через проблеми з подальшим фінансуванням проєкту. 

«Обладнання, яке поставив Westinghouse на цей майданчик, знаходиться в дуже хорошому стані, я сам дивився. Зберігається воно належним чином, його можна використовувати в будь-якому місці. У принципі ми говоримо про те, що будемо використовувати це устаткування в нас. І не потрібно буде витрачати час на його виготовлення, бо воно вже готове до використання. Брати та встановлювати тут», – повідомив т.в.о. президента Енергоатома Петро Котін під час чергового візиту на Хмельницьку АЕС. 

АР1000 – двоконтурний водо-водяний ядерний реактор електричною потужністю 1100 МВт. Новітня реакторна технологія III+ має покращені техніко-економічні показники, підвищену безпеку та здатність працювати в маневровому режимі. Особливістю енергоблока є насиченість «пасивними системами безпеки», які здатні функціонувати навіть у випадку повної втрати електропостачання та без втручання оператора. Це єдина з технологій реакторів покоління III+, що ліцензована Комісією з ядерного регулювання США. АР1000 обрали для будівництва шести енергоблоків у Індії, її розглядає низка американських, європейських і азійських країн. Чотири енергоблоки, що працюють у Китаї, показують рекордні показники з тривалості планово-попереджувальних ремонтів та перевантаження палива, яке вкладається у 20-24 доби. На типових українських енергоблоках ця технологічна процедура може тривати 36-56 діб. Коефіцієнт використання встановленої потужності  АР1000 сягає 90%, що фактично на чверть вище показника вітчизняних ВВЕРів. Енергоблок досить компактний, для його розміщення необхідна менша площа, ніж під малий модульний реактор. Зводиться конструкція блоками, вага кожного з яких складає від 1000 до 1200 тонн. АР1000 завдяки спеціальному крановому обладнанню будуються, зазвичай, у парі. Різниця між уведенням в експлуатацію енергоблоків становить шість місяців – рік. Виходить швидко та  економічно вигідно. 

У довгостроковій перспективі використання випробуваної американської технології АР1000 з пасивними системами безпеки й унікальними особливостями щодо стандартизації, які дозволяють скоротити строки та вартість будівництва, за словами очільника НАЕК «Енергоатом» Петра Котіна, дасть можливість компанії поєднати найвищий рівень безпеки та надійності атомної генерації з інноваційністю та турботливим ставленням до довкілля.

В енергокомпанії зазначають, що підготовку до нового масштабного будівництва розпочали давно. Разом з науковцями провідних інститутів займалися вивченням в ядерній енергетиці світу найкращих новітніх технологій, які можна було б застосувати для заміщення старих потужностей вітчизняних АЕС. Паралельно проводилася масштабна робота зі створення кадастру майданчиків для будівництва енергоблоків нових атомних електростанцій. У 2020 році науково-технічну працю завершено й викладено в 32-х томах. У документі визначені вимоги до спорудження об’єктів ядерної енергетики, встановлені критерії з ядерної та радіаційної безпеки. Під час оцінки придатності майданчиків розміщення атомних станцій враховувались усі можливі зовнішні впливи техногенного й природного характеру на населення та довкілля. Досліджувалася техніко-економічна ефективність будівництва атомних електростанцій, зокрема обґрунтування необхідності спорудження на новому майданчику АЕС в енергосистемі, де на підставі прогнозу рівнів споживання електроенергії та електронавантажень очікується дефіцит потужностей тощо. 

За результатами детального вивчення місцевості, точних вимірів та розрахунків в Україні виявлено 33 можливі пункти розміщення атомних електростанцій. Шляхом ранжування майданчиків виокремлено 14 найбільш придатних, з них обрано 6 пріоритетних. 

Наявність кадастру дає можливість попередньо узгоджувати з зацікавленими органами влади й громадськістю можливість розташування атомної електростанції та розпочати розробку техніко-економічного обґрунтування проєкту вже без зміни самого місця спорудження. У підсумку це дозволить скоротити термін будівництва енергоблоків майже на 2 роки.

За інформацією Тетяни Амосової, директорки з інвестицій та перспективного розвитку НАЕК «Енергоатом», під час розробки кадастру як перспективні проєкти для будівництва атомних електростанцій були розглянуті інноваційні енергоблоки покоління III+, а саме: АР1000 компанії Westinghouse, Atmea1 потужністю 1100 МВт виробництва Areva & Mitsubishi (Франція/Японія), HPR1000 Hualong One виробництва CNNC & CGN (Китай). Серед цих енергоблоків АР1000 визначений як базовий для розробки кадастру. «За основу було взято конструкцію самої реакторної установки, площу, яку можуть займати АЕС з двома та чотирма такими енергоблоками, враховувались забезпеченість майданчика водою, під’їзні шляхи, необхідність інфраструктури на промисловому майданчику та будівництва міста для персоналу атомної станції. На завершальному етапі було визначено також капітальні витрати на спорудження об`єктів і наведена характеристика умов будівництва атомних електростанцій з урахуванням впливу АЕС на довкілля», – повідомила Тетяна Амосова під час перебування на ХАЕС. 

ВИБІР

Згідно з  Меморандумом між НАЕК «Енергоатом» та американською компанією Westinghouse загальна вартість проєкту зі спорудження 5-ти енергоблоків АР1000 складатиме 30 млрд доларів США. Пілотний проєкт у складі двох енергоблоків будуть реалізувати на Хмельницькій АЕС. Майданчиком для нового будівництва може стати земельна ділянка поруч із недобудованим колишнім Х4, споруду якого можна використати для потреб будівництва, розмістивши там допоміжні цехи, тренажер, склади тощо. Таке рішення для компанії є оптимальним і найекономнішим: не доведеться витрачати час і кошти на перероблення фундаментної частини наявного майданчика. Керівник Енергоатома Петро Котін під час візиту на Хмельницьку АЕС поінформував, що виробництво обладнання для АР1000 може на 50-60% локалізуватися в Україні. Американська сторона постачатиме устаткування для «реакторного острова» та систем безпеки, решта буде вітчизняного виробництва. Будівельні роботи також виконуватиме сама енергокомпанія. Для спорудження енергоблока залучатимуть майже 6 тисяч осіб. 

Ще 3 енергоблоки АР1000 мають намір побудувати на інших вітчизняних АЕС – по одному на Запорізькій АЕС, Южно-Українській і Рівненській атомних електростанціях. Однозначно АР1000 будуть споруджуватися на заміну тих потужностей, які виводитимуться з експлуатації. Загалом, за будівництва п’яти нових енергоблоків, в Україні буде створено понад 50 тисяч робочих місць.

Третій енергоблок з реактором ВВЕР-1000 Хмельницької АЕС (його конструкції готові на 75%) споруджуватимуть за участі компаній Skoda JS та  Westinghouse. Розпочати процес буде можливо після прийняття Верховною Радою закону про спорудження Х3Х4. Westinghouse вирішив взяти участь у цьому проєкті, щоб дослідити стан наявного обладнання енергоблока та допомогти в придбанні решти технологічного устаткування задля досягнення високих показників надійності та безпеки, приведення у відповідність до державної нормативно-правової бази. Міністерство захисту довкілля та природних ресурсів України вже погодило оцінку впливу на довкілля Хмельницької АЕС щодо планованої діяльності. Четвертий енергоблок ХАЕС, будівельна готовність якого на момент спорудження складала 28%, поки що буде знаходитись у такому стані, як є.

Щоб впровадити новітню технологію в українських реаліях, потрібні висококваліфіковані спеціалісти з проєктування, конструювання, експлуатації установки. За словами Олега Бояринцева, виконавчого директора з персоналу НАЕК «Енергоатом», на атомних електростанціях будуть сформовані групи фахівців, які володіють англійською мовою. Їх навчатимуть працювати на АР1000. Між Україною та США планується велика програма обміну спеціалістами. Зміняться й підходи до навчання студентів у профільних вишах.

22 листопада поточного року під час міжнародної конференції «Атомні можливості для розвитку країни» НАЕК «Енергоатом» і американська компанія Westinghouse підписали Угоди щодо будівництва двох нових атомних енергоблоків на майданчику Хмельницької АЕС. На урочистій церемонії були присутні міністр енергетики України Герман Галущенко і тимчасова повірена у справах США в Україні Крістіна Квін. Документом ініційовано вже проєктування та закупку довгострокового обладнання для першої реакторної установки Westinghouse AP1000 на майданчику ХАЕС. 

«Угода, підписана з нашими партнерами з Westinghouse, дає старт новому етапу в розвитку атомної енергетики України, – наголосив керівник Енергоатома Петро Котін. –Будівництво нових енергоблоків – необхідність для енергетичної незалежності нашої держави. Більше того, ми стаємо рушійною силою, яка відкриє Європі шлях до вуглецевої нейтральності. Енергоатом у співробітництві з американськими партнерами готовий здійснити «зелений перехід» до чистої та доступної енергії».

У підсумку

Стратегічні проєкти атомної енергетики розвиватимуться з огляду на основні світові тенденції – очікуване збільшення глобального попиту на електроенергію та декарбонізацію в масштабах планети заради скорочення викидів парникових газів.

За словами очільника Енергоатома Петра Котіна, більшість кліматичних сценаріїв, які зіставні з метою Паризької угоди, передбачають, що понад 80% електроенергії після 2050 року мають вироблятися за допомоги низьковуглецевої генерації з суттєвим збільшенням частки атомних електростанцій. Нині у світі будують або планують спорудити понад 200 ядерних енергоблоків. 

Фактично рішення про нове атомне будівництво в Україні  буде приймати уряд та громади, що проживають на визначених місцевостях. Згідно з західною практикою населення отримує 10% від спорудження ядерних об’єктів на розвиток своїх територій. Це досить великі кошти. За правильної роз’яснювальної роботи про безпечне використання ядерних установок, громади здебільшого бажають мати у своїх регіонах такі високотехнологічні об’єкти. І зрозуміло, адже це нові робочі місця, шлях до економічного процвітання та соціальної стабільності.

Марія Володимирова