Применение ядерных технологий в глобальном энергетическом секторе активно расширяется. На данный момент, по оценке консалтинговой компании Kept, установленная мощность атомных электростанций в мире составляет 400 ГВт, и эта цифра будет расти.
В конце 1990-х и начале 2000-х годов атомную энергетику как стратегическую отрасль развивали всего несколько стран, отмечает руководитель группы по аналитике в энергетике Kept Сергей Роженко: «Ситуация коренным образом поменялась два года назад, когда крупнейшие индустриальные государства приняли декларацию об утроении атомных мощностей на конференции COP26. В базовом прогнозе до 2050 года — появление дополнительных 800 ГВт атомных мощностей».
Разворот к атомной энергетике эксперты объясняют целым рядом факторов. К ним относится в том числе способность станций работать в круглосуточном режиме на постоянной мощности, не выбрасывая парниковых газов и не требуя регулярного подвоза топлива (он требуется раз в полтора-два года), поясняет главный редактор «Атоминфо.ру» Александр Уваров.
Сегодня атомные электростанции (АЭС) распределены по миру неравномерно — более 70% их мощностей приходится всего на пять стран, в число которых входит Россия, отмечает Александр Уваров. До 2042 года в нашей стране, по его словам, планируется построить новые энергоблоки суммарной мощностью примерно 29,3 ГВт.
По данным «Росатома», на 2025 год установленная мощность российских АЭС составляет 28,5 ГВт, выработка электричества на атомных станциях за семь месяцев 2025 года выросла на 1,7%, до 123 млрд кВтч. Одной из ключевых задач ядерной энергетики на внутреннем рынке является покрытие растущего дефицита электроэнергии на фоне развития промышленности, транспортной инфраструктуры и цифровых технологий, отмечают в госкорпорации. До 2030 года общее энергопотребление будет расти в среднем на 2,1% в год и достигнет 1,3 трлн кВтч, следует из Программы развития электроэнергетических систем страны на 2025–2030 годы Системного оператора Единой энергетической системы (СО ЕЭС).
«В соответствии с генсхемой размещения энергомощностей нам поручено построить в России 38 атомных блоков большой, средней и малой мощности. Более чем удвоить парк действующих АЭС», — заявлял глава «Росатома» Алексей Лихачев в сентябре на конференции МАГАТЭ в Вене. Он напомнил, что за 20 лет доля выработки электричества на АЭС должна вырасти в энергосистеме страны с нынешних почти 20 до 25%.
Атомная отрасль адаптируется к приоритетам пространственного развития страны, поясняет заместитель директора Института энергетических исследований (ИНЭИ) РАН Федор Веселов: «АЭС появятся в Сибири, на Дальнем Востоке и в Арктике, дополняя гидро-угольную структуру генерации». По мнению ученого, качественно изменить энергоснабжение российской Арктики, влияя на экономику и качество жизни, могут малые АЭС (до 300 МВт) — как на плавучих платформах, так и наземных станциях.
Опыт создания атомных установок для ледоколов сейчас адаптируется для строительства АЭС в Арктике, рассказал Федор Веселов. В частности, единственная в мире плавучая теплоэлектростанция «Академик Ломоносов» (ПАТЭС) мощностью 70 МВт на Чукотке является центральным проектом серии мобильных энергоблоков малой мощности. Это новый класс энергоисточников на базе российских технологий атомного судостроения, объясняет эксперт. На ней используется две двухконтурные установки с интегрированным водо-водяным реактором КЛТ-40 С третьего поколения. ПАТЭС уже снабжает энергией горнодобывающие компании в энергодефицитном Чаун-Билибинском энергоузле и готова замещать мощности Билибинской АЭС, которая будет остановлена в конце 2025 года.
Кроме того, как сообщали в «Росатоме», малые АЭС в плавучем и наземном вариантах через несколько лет появятся на Чукотке и в Якутии — для энергоснабжения проектов развития месторождений полезных ископаемых.
Параллельно с развитием наземных технологий продолжит развиваться и атомное судостроение, обеспечивающее логистику в труднодоступных районах, прежде всего по Северному морскому пути (СМП), стратегическому для России кратчайшему морскому маршруту между европейской частью страны и Азиатско-Тихоокеанским регионом, отмечают эксперты.
Суровые условия Севера предъявляют особые требования к ходящим по СМП судам, отмечают в «Росатоме»: для возможности его круглогодичной эксплуатации в рамках проекта универсального атомохода 22220 строятся ледоколы «Чукотка» и «Ленинград» (сроки ввода в эксплуатацию в 2026 и 2028 годах соответственно). Эти ледоколы, как отмечают в госкорпорации, станут самыми большими и мощными в мире. За счет увеличенной до 34 м ширины (вместо 30 м на атомоходах типа «Арктика») такое судно в одиночку может проводить в Арктике танкеры водоизмещением до 100 тыс. т. Все суда планируется оборудовать реакторами малой мощности РИТМ-200.
В рамках другого проекта — 10510 «Лидер» — ведутся работы по строительству головного атомного ледокола «Россия» мощностью 120 МВт, который будет оснащен двумя реакторными установками «РИТМ-400» на 315 МВт.
Расширение использования ядерных технологий в энергетике и транспорте ставит перед отраслью вопросы обеспечения сырьем (природным ураном), а также утилизации отработанного топлива, отмечает Сергей Роженко. Большинство функционирующих и проектируемых реакторов, по его словам, водо-водяные и могут использовать только небольшую часть урана (0,7 из 100%) и всего один раз.
Одним из решений обеспечения растущих потребностей в источниках топлива для АЭС, по словам Сергея Роженко, являются технологии четвертого поколения реакторов на быстрых нейтронах (БН), которые способны нарабатывать дополнительное ядерное топливо, превращая уран-238 в плутоний. Они существенно увеличивают энергетическую сырьевую базу АЭС и формируют систему замкнутого ядерного цикла. Причем пока такая система рециклинга, по сути, реализована только в России, уточняет Александр Уваров. В России, по его словам, построены два реактора четвертого поколения типа БН и еще один будет построен на Белоярской АЭС.
На площадке опытно-демонстрационного энергокомплекса в Северске Томской области в стадии строительства находится еще один реактор нового типа — БРЕСТ/БР (Быстрый реактор естественной безопасности со свинцовым теплоносителем). В комплекс войдут реакторная установка на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300 мощностью 300 МВт, а также пристанционный завод, включающий модули по производству топлива и по переработке отработавшего топлива из реактора, сообщали в «Росатоме».
Переход на замкнутый ядерный топливный цикл с использованием реакторов на быстрых нейтронах и переработкой ОЯТ позволит атомной отрасли стать, по сути, безотходной и увеличить в десятки раз обеспеченность сырьем, говорит главный редактор отраслевого издания «Страна Росатом» Юлия Гилева.
Для атомной отрасли важно не только наращивать выпуск продукции и объемы вводов мощностей, но и оптимизировать стоимость объектов, удешевлять серийные блоки за счет роста масштабов производства, считает Федор Веселов. Эти требования особенно актуальны для технологий малых АЭС, популярность которых растет. Задача — превратить эту технологию в массовый продукт, отмечает эксперт.