Три из четырех циклов производства топлива для АЭС могут осуществляться в Казахстане
Наша страна имеет большие возможности для развития глубокого передела в атомной промышленности. Об этом в интервью ИА El.kz сообщил заместитель главного инженера комплекса исследовательских реакторов ВВР-К РГП «Институт ядерной физики» Асхат Бекбаев.
- В последнее время в правительстве говорят о строительстве трех атомных станций в Казахстане. Каковы предполагаемые места локации для них?
- Первое место, которое определено, это поселок Улкен Алматинской области. Строительство АЭС в этом районе будет закрывать южную потребность в электроэнергии. Но неправильно думать, что три АЭС будут располагаться в трех разных областях. Две атомные электростанции могут быть в одном месте. Например, в Улкене может быть не два атомных электроблока, а четыре. Это уже будет считаться как две атомные электростанции.
Другим местом для строительства атомной электростанции могут быть города Курчатов, или на западе Казахстана.
- Ранее глава Минэнерго говорил о том, что наша страна ждала предложений от компаний-претендентов, как сократить сроки строительства АЭС. В мире есть прецедент, когда китайская национальная атомная компания за шесть лет построила энергоблок в Пакистане. Насколько возможно сокращение сроков?
- Есть определенный регламент строительства. Я был в Англии на строящихся атомных электростанциях, эти сроки уже удлинились. 10 лет – это самый оптимистичный срок.
В настоящее время пока идет стадия выбора вендоров, которых определит специальная комиссия. В ее состав, как известно, входят представители министерства энергетики, Казахстанской атомной электростанции, ученые. Она определяет критерии по мощности, безопасности, по которым будут отобраны вендоры, кто может построить такого рода реактор. Изначально было четыре вендора: Франция, Россия, Китай, Южная Корея. Как отметил Президент Казахстана, возможно, АЭС будет строить консорциум.
Почему остановились на данных четырех вендорах – как известно, китайская компания China National Nuclear Corporation (CNNC) сейчас строит по миру 11 реакторов. Компания из Южной Кореи Korea Hydro & Nuclear Power (KHNP) строит 4 реактора, российский «Росатом» строит 19 реакторов, французская Électricité de France (EdF) –3 реактора. Это компании, которые зарекомендовали себя на мировом уровне, и при этом имеют хорошие отзывы.
- Какова значимость АЭС? Предположительно сколько электроэнергии будет генерироваться, и какую роль это играет в системе энергоснабжения Казахстана?
- Если мы будем рассматривать строительство из двух блоков по 1,2-1,4 гигаватт каждый, это как одна атомная станция, то данные два блока будут давать нашей стране порядка 10% от общей электроэнергии Казахстана.
Если мы будем смотреть с точки зрения экономики, посмотрим на примере Южной Кореи, которая по площади занимает чуть больше Алматинской области по старым меркам, до образования области Жетісу. Это 100 тысяч квадратных километров. На территории Южной Кореи сейчас действует 26 атомных электростанций.
При этом Южная Корея, мы знаем, экономически очень развитая страна по электронике, по автомобилестроению, по кораблестроению, по бытовой технике. Это говорит о том, что такого рода генерация электроэнергии будет способствовать росту экономики. Может быть, не в экспоненциальной степени, но в геометрической точно.
Чтобы получить электроэнергию мощностью 2,8 гигаватт, сопоставимо с тем, что может дать АЭС была, нам необходимо построить ветроэлектростанцию мощностью 8 гигаватт. Потому что ветроэлектростанции нестабильны и зависят от погодных условий: ветер есть – электричество будет, ветра нет – не будет. Поэтому чтобы она выдавала 2,8 ГВт, нам построить нужно мощность 8,8 ГВт.
Ветроэлектростанции необходимо менять каждые 15 лет, так как выходят из стоя лопасти и мачты, на которых они стоят. Это затратные мероприятия. В отличие от них, атомная электростанция работает от 60 лет и выше, 60-80 лет. При этом меняется только топливо и расходные материалы. То есть при такой логике мы должны ветровую электростанцию такой же мощности 4-5 раз поменять за 80 лет.
Обычно споры идут о том, что ветроэлектростанции обойдутся дешевле, но это в долгосрочной перспективе не соответствует действительности.
При этом в министерстве энергетики развитие идет параллельно во всех направлениях. Сейчас на повестке дня не только атомные электростанции, строятся также ветровые и солнечные станции. По состоянию на 2024 год уже порядка 6-7% генерации всего Казахстана выдают возобновляемые источники энергии. То есть здесь надо говорить о том, что мы не только на АЭС заточены, но и в других направлениях, которые развиваются во всем мире.
По площади ветроэлектростанции необходимо более 4 тысяч гектар, а для атомной электростанции достаточно будет всего 100 гектар земли.
Если мы с точки зрения топлива будем говорить, для того чтобы окончательный продукт иметь, топливо для атомной электростанции, необходимо четыре цикла. Это добыча урана, обогащение урана, производство урановых таблеток, и сама сборка тепловыделяющих сборок (ТВС).
Из этих четырех три вполне мы можем сделать у нас в Казахстане. Первая у нас есть, а третью и четвертую мы уже можем внедрить на нашем заводе Ульбинском металлургическом заводе (УМЗ), так как всем известно, что наша страна занимает первое место в мире по добыче урана, а по его запасам мы на втором месте.
Второе: обогащения урана, к сожалению, у нас нет. Это высокотехнологический процесс. Его делают всего в двух-трех странах по всему миру. Это Франция, Россия, сейчас Китай какие-то наработки делает, и США.
Четвертое – изготовление урановых таблеток. Такого рода производство мы можем делать на УМЗ, так как там уже опыт есть. На нем в настоящее время производят тепловыделяющие сборки для атомных электростанций в Китае.
- Чем отличаются четыре страны, которые предлагают свои технологии и оборудование для АЭС? Стандарты безопасности всех стран одинаковые, или есть какие-то особенности?
- У каждой АЭС есть свои особенности, но если в общем усредненно говорить, они все почти одинаковые. Они все являются водо-водяными реакторами поколения 3, 3+. По безопасности они показали свою значимость по всему миру, где сегодня действует более 200 атомных электростанций такого типа.
За годы эксплуатации таких реакторов сильных, значащих аварийных ситуаций не было. Это говорит о том, что такого типа реактора зарекомендовали себе с точки зрения безопасности, поэтому и выбрали такой тип реактора. Главное на повестке дня – это вопросы безопасности.
Так же, как и в электронике, атомная отрасль каждый год развивается. Каждый год внедряются какие-то новшества в атомных электростанциях как по безопасности, так и по эксплуатации. То есть атомная отрасль также не стоит на месте. И вопрос иногда бывает такой, что к примеру, сегодня выбрали вендора, и строительство АЭС стоит 12 миллиардов долларов, но в течение 10 лет велика вероятность того, что сумма увеличится, потому что новшества время внедряются, и поэтому как правило постоянно в процессе строительства начинают вноситься корректировки, которые увеличивают стоимость. Это мы должны понимать с точки зрения экономики, безопасности, эксплуатации, и так далее.
- Какие есть экологические риски и что делается, чтобы их предотвратить?
- Во-первых, все такие объекты под присмотром международной организации МАГАТЭ. При соблюдении всех норм экологических рисков почти не будет, так как у АЭС нет таких выбросов по СО2, как у ТЭЦ. Причем есть один нюанс по отработавшему топливу, но на сегодняшний день эти проблемы тоже уже решаются. То есть это топливо временно захоранивают. Через определенное время, когда проходят физические процессы и радиоактивный полураспад, это топливо можно снова использовать в качестве топлива, то есть замкнуть этот цикл. То есть навсегда его захоранивать не надо, выжидается определенное время, дорабатывается, и обратно используется уже на другого типа реакторах.
Например, наш исследовательский реактор уже работает 57 лет. Он находится в поселке Алатау, но входит в черту города. И экологическая обстановка там, я бы сказал, лучше, чем в городе Алматы. Потому что я каждый день туда хожу, каждый день работаем. У нас рядом прыгают белки, летают фазаны. В маленьком пруду есть рыба. Даже летом стрекозы летают. Стрекозы – это индикатор чистого воздуха. В Алматы я уже давно их не видел. Около реактора растут яблони, урюк, их можно есть. Рядом, в специальных лабораториях, их можно при желании проверить, сделать заключение.
Радиоактивный фон даже вокруг нашего небольшого реактора вполне благоприятный, нежели в городе в нынешней ситуации.
Кроме того, есть еще один аспект по экологии. Когда на теплоэлектростанциях сжигают уголь, остаётся зола как продукт переработки. Экологи почему-то не говорят о том, что эта зола тоже радиоактивна. И при этом это всё находится в открытой местности, и ветром начинает разноситься и по городу, и в близлежащих местах. Если на Сейфуллина около ТЭЦ сделать наблюдение, например, зимой видно, что снег становится черным.
От атомной электростанции таких отходов нет.
Касательно экологии по Балхашу, обычно говорят, что испортим Балхаш, высказывают опасения, что он обмелеет, и так далее. Это, конечно, обывательское мнение. Эти все реакторы водо-водяные, двухконтурные. Первый контур омывает активную зону, которая находится сердце самого реактора, где и происходят все ядерные реакции и вырабатывается большое количество энергии. То есть этот контур омывается водой, он замкнутый, ни с чем не соприкасается, он циклический. Один раз туда вода набирается, и всё. Она никуда не выливается. Есть только какой-то процент естественного испарения этой воды.
Второй контур снимает тепло с первого контура через теплообменники. То есть две воды никак не перемешиваются и не соприкасаются. Есть теплообменники, через которые тепло первого контура переходит во второй контур.
Во втором контуре происходит механическое движение, то есть за счет образовавшегося пара начинают крутиться турбины. Турбины дают механическую энергию. При этом механическую энергию переводят в электрическую через генератор, потом это электричество подается потребителям.
Как используется вода Балхаша? В данном случае это также будет третий контур воды, который будет охлаждать второй контур. Там же у нас пар превращался во втором контуре. Теперь, чтобы его охладить, нужна будет вода, которая будет охлаждать второй контур. Тут также эта вода никак не будет соприкасаться со вторым контуром. Она в эту систему будет входить, охлаждать то пространство, где образовался пар, и выходить обратно. При этом там, где идёт охлаждение пара, он будет превращаться в воду и обратно заходить во второй контур. Это тоже такой циклический процесс.
Использование этой воды, если в цифрах говорить, если мы говорим об естественном испарении Балхаша, это порядка 19 миллиардов кубических метров в год. Та вода, которая используется для охлаждения атомной электростанции, всего будет занимать 0,33% от естественного испарения самого Балхаша. То есть от 19 миллиардов – 0,33%. Это порядка 6 миллионов кубических метров.
Если про экологический аспект говорить, например, на теплоэлектростанции происходит выделение окислов серы. На теплоэлектростанции это от 7 тысяч до 120 тысяч тонн ежегодно. А на атомной электростанции это ноль. Окислы азота – от 2 до 20 тысяч тонн в год на теплоэлектростанции, пепел – 500-700 тыс тонн в год, окислы газа 3-7 млн тонн в год, зола свыше 300 тысяч тонн. Это все по теплоэлектростанции. При этом у атомной электростанции таких вредоносных веществ нет, выбросы нулевые.
Также при использовании теплоэлектростанции ежегодно выделяется около 400 тонн токсичных металлов: мышьяк, кадмий, свинец, ртуть, но об этом тоже никто ничего не говорит, почему-то экологи молчат.
- Если в нашей стране в итоге будет построено три АЭС, какова потребность в кадрах, чтобы соблюсти все требования безопасности?
- На два блока, то есть на одну атомную электростанцию, необходимо порядка двух тысяч рабочих, из которых порядка 20% - это люди с высшим образованием по ядерной физике, ядерной инженерии: теплофизике и так далее. Это порядка 350-400 человек. Остальные 1400 человек – это люди, имеющие средне-технические специальности: инженера, пультовики. И 200 человек – это вспомогательный персонал: администрация, обслуживание зданий и проведение ремонтных работ, работ по уборке и озеленению.
Подготовка кадров для атомной отрасли велась всегда, еще с советских времен. Потом это передалось уже независимому Казахстану. В Казахском национальном университете им. Аль-Фараби сейчас проводится подготовка кадров, в Евразийском национальном университете им Л. Н. Гумилева, в Satbayev University, Восточно-Казахстанском техническом университете имени Д. Серикбаева и Восточно-Казахстанском университете имени С. Аманжолова.
Также сейчас в эту структуру по подготовке кадров активно включаются Казахстанско-Британский технический университет и Алматинский университет энергетики и связи.
Кадры всегда должны проходить практику. Она проводится на базе нашего Института ядерной физики, так как у нас есть водо-водяной реактор. Он такой же, какой предлагают вендоры, но исследовательский, и меньше по мощности. С его помощью начинающие специалисты легко будут получать опыт, как работать.
Институт всегда должен коллаборировать на международной арене. У него должны быть международные партнеры, потому что наука не делается определенными странами, определенными людьми. Это всегда коллаборация.
Если таких коллабораций нет научных, международных, то грош цена таким институтам. Иногда журналисты пишут, они говорят «казахстанская наука». Вообще нет такого понятия, что наука привязана к какой-то нации или к стране. Наука всегда международная. Тогда, наверное, точнее писать «казахстанские ученые», так как казахстанская наука – это не совсем правильно это звучит. И не совсем правильно это с точки зрения науки. Потому что, например, когда совершается какое-то открытие, ему всегда предшествуют какие-то другие работы, которые кто-то уже сделал до этого человека. Он на основании этого еще сделал что-то новое.
Наш «Институт ядерной физики» сотрудничает с такими университетами, как Объединенный институт ядерных исследований под Москвой. Это не столько российский институт, сколько международный, куда входят 18 стран-участниц. Я тоже там работал долгое время. Потом есть европейская CERN, это межгосударственная научная организация Европейского союза, крупнейшая по размерам в мире лаборатория физики высоких энергий.
Кроме того, у нас налажены хорошие связи с институтом Лауэ-Ланжевена (ILL, Франция) и с Международным агентством по атомной энергии. Это агентство, которое присматривает за атомными электростанциями, исследовательскими реакторами, и так далее.
Мы также тесно сотрудничаем с японскими организациями, с французскими организациями, с Министерством энергетики Соединенных Штатов Америки, у нас проводятся определенные курсы, и таких организаций-партнеров более 50-ти, я обозначил лишь наиболее крупных.
- Спасибо за интервью.
