Аналитика

Атомное бессилие. Почему Украина за счет АЭС не избавится от угольной зависимости

Доля атомной энергетики в производстве электроэнергии в Украине резко возросла с 47 до 60%, похвалился в феврале президент Украины Петр Порошенко. В условиях острой нехватки антрацитового угля для теплоэлектростанций (ТЭС) возникает желание заместить тепловую генерацию атомной. Гипотетически определенные основания для этого есть.

В Украине работают 15 энергоблоков на четырех атомных электростанциях (АЭС).По итогам февраля они (вместе с небольшой Ташлыкской гидроаккумулирующей электростанцией) на 57,45% пополняли "общий котел" - оптовый рынок электроэнергии страны. При этом ТЭС давали ровно четверную часть всего электричества, остальное генерировали теплоэлектроцентрали, ГЭС и другие станции, производящие электричество из возобновляемых источников. Эти показатели всего на 2-3% отличались в феврале 2016 года.

И только летом прошлого года доля АЭС в энергетическом балансе резко падала - до 47,78% в июле, а ТЭС тогда производили почти 42,36% электричества. Но это было связано с отключением трех энергоблоков АЭС на плановые ремонты.

Отсюда вывод, что никаких глобальных изменений в соотношении источников электрической энергии не было. Но ровно до того времени, пока полностью не прекратились поставки угля с оккупированного Донбасса на украинские ТЭС, работающие на антраците. После этого, в первой декаде марта, доля тепловой электроэнергии резко упала до минимальных 17,97%, а атомной - чуть подросла до 61,68%. Казалось бы, вот оно - замещение, но все не так просто. 

Возникает вопрос, а могут ли существующие в Украине АЭС заменить ТЭС? Нет, из-за недостаточной общей мощности энергоблоков и их вынужденных простоев.

Возьмем пример: в феврале все АЕСи Ташлыкская ГАЭС вместе выработали и продали 7 348 387 МВт-ч, а могли бы выдать до 9 498 720 МВ-ч, если бы работали на полную мощность. Предположим, что наши планы сбылись и эти дополнительные мегаватт-часы заместили часть электричества, генерируемого на ТЭС. Тогда энергобаланс изменился бы так: АЕС - 74%, ТЭС - 8,5%. А если учесть, что только половина ТЭС работает на антраците, то на первый взгляд Украина бы достигла цели и стала независимой от угольных поставок с Донбасса. Но это все в идеале. На самом деле АЭС не смогут работать на полную мощность, еще часть электроэнергии уходит в атмосферу при передаче по высоковольтным линиям, в результате значительно увеличить выработку электричества на АЭС уже не получится.

Почему нельзя запустить все АЭС Украины на полную мощность? Потому что электростанции не могут все время работать на 100%, мощность энергоблоков специально снижается, чтобы не допустить резких перепадов в общей энергосистеме из-за неравномерного потребления электричества в разное время суток.

Дело в том, что энергии должно вырабатываться именно столько, сколько нужно потребителям в данный момент. Быстрее подстраиваются под график ТЭС, но и большие энергоблоки АЭС приходится периодически разгружать. Это так называемые "балансовые ограничения".

На полную использовать АЭС не получится еще и потому, что 13 украинских ядерных реакторов запущены еще при СССР и к 2020 г. закончится предполагаемый срок их эксплуатации. Он, конечно, будет продолжен, но все более частые отключения на ремонты неизбежны. Кстати, модернизация одного блока АЭС стоит около 4 млрд грн, обычно это кредиты "Евроатома" и ЕБРР. Эти и другие ограничения приводят к значительным потерям - боле 20%. По данным "Энергоатома", за 2016 г. украинские АЭС работали только на 65,5% от общей мощности, а в январе 2017-го - на 77,6%. Данных за февраль пока нет, но, судя по количеству отпущенного "Энергоатомом" электричества (7 348 387 МВт-ч ), реакторы работали всего на 2% эффективнее. И это уже край оптимизации, потому что все перечисленные ограничения остаются. А с ними и 60%-ная доля атомной энергии в энергобалансе Украины, при условии, что она не будет "искусственно" завышена из-за остановок ТЭС.

Так если нельзя обойтись существующими мощностями, может быть, Украине лучше построить дополнительные атомные энергоблоки или даже новую АЭС?

Просто модернизация

Что нам стоит блок построить? Потребуется $4-6 млрд и пять лет. И это только на один ядерный блок мощностью 1000 МВт-ч, который увеличит суммарный потенциал АЭС лишь на 7%. В Энергетической стратегии Украины до 2030 г. запланирована постройка новых ядерных энергоблоков общей мощностью от 2 000 МВт-ч (по худшему сценарию) до 7 000 МВт-ч (по лучшему сценарию). Но часть из них должна всего лишь заменить выведенные из эксплуатации блоки. И доля атомной энергетики в энергобалансе Украины, по прогнозам, не вырастет, а наоборот, будет не более половины. Это значит, что ее не хватит, чтобы покрыть возможные потери из-за остановок ТЭС.

Сегодня же в Украине только планируют возобновить строительство двух новых атомных реакторов на Хмельницкой АЭС, которые были законсервированы в 1999 г. В "Энергоатоме" рассчитывают на достройку их до 2020 г. чешской компанией Skoda за 4 млрд евро. Но это пока разговоры. Ввести первый блок в эксплуатацию в 2018 г., как предусмотрено Энергетической стратегией, явно не получится.

И совсем свежая идея - заказать у американской компании Holtec малые реакторы мощностью не более 300 МВ-ч. Правда, производитель только к 2022-24 гг. будет готов их сертифицировать для третьих стран. Так что это перспектива на 30-е годы, когда этими мобильными реакторами, возможно, придется заменять по два отслуживших блока на Ровенской и Южно-Украинской АЭС. Словом, нет предпосылок, чтобы в ближайшие пять и даже более лет настолько увеличить выработку электроэнергии за счет постройки атомных энергоблоков, чтобы заместить электричество, генерируемое на ТЭС.

А можно ли вообще положиться на АЭС как источник энергии? Нет, потому что большинство из них нуждаются в российском ядерном топливе.

Это герметичные циркониевые трубки с таблетками обогащенного урана внутри - твэлы (тепловыделяющие элементы), собранные вместе по нескольку сотен.Сегодня 12 украинских атомных реакторов работают на российских твэлах, изготавливаемых на одноименном заводе "ТВЭЛ". И только три реактора Южноукраинской АЭС с 2015 г. в экспериментальном режиме используют топливо американско-японской компании Westinghouse. Еще идут переговоры о поставках ядерного топлива из Америки для Запорожской АЭС.

И тут плохая новость: быстро перейти на американские твэлы тоже нет возможности из-за правил безопасности. Новые сборки в украинских реакторах, которые раньше всегда работали только на российском топливе, должны пройти испытательный срок в шесть лет. 
Нельзя сбрасывать со счетов и чистую экономику: полностью отказываться от продукции "ТВЭЛ" и переходить на топливо Westinghouse - значит попадать под влияние другого монополиста. А в мире только сборки этих двух производителей подходят для украинских водно-водяных атомных реакторов (ВВЕР).

И здесь возникает еще одна проблема - а может ли Украина производить ядерное топливо? Только с 2020 г. и в сотрудничестве с другими странами. В Украине добывают цирконий и уран, но нет мощностей для производства циркониевых трубок, изотопного обогащения урана и в целом изготовления ядерного топлива. Нужно строить завод, закупать технологии и оборудование, импортировать часть комплектующих.

Согласно утвержденной в 2016 г. Госпрограмме развития атомного-промышленного комплекса, для организации производства ядерного топлива в Украине потребуется 9 млрд  грн, в том числе 302 млн грн из госбюджета. Предполагается купить на мировом рынке услуги по обогащению урана на условиях кооперации. Но это только один из возможных вариантов, и найдутся ли на него деньги - покажет время. 

В общем, как видим, Украина сегодня практически полностью использует потенциал своей атомной энергетики. Так что действующие АЭС не смогут полностью заменить ТЭС в производстве электричества. А на постройку новых ядерных реакторов и замену устаревших потребуется столько времени и денег, что, им, возможно, составят конкуренцию электростанции на возобновляемых источниках энергии. Со временем траты на строительство последних снижаются. Согласно той же Энергетической стратегии до 2030 г. "экономически целесообразный" потенциал ветровых, солнечных электростанций, малых ГЭС и биоэнергетики в сумме достигает 13 ГВт-ч, что сравнимо с мощностью всех украинских АЭС.

Алексей Шевнин