Ядерное перевооружение энергетики

Казалось бы, после трагедий Чернобыля и Фукусимы на будущем атомной энергетики можно ставить крест. Многие страны свернули планы по строительству новых АЭС, а действующим реакторам решили дать доработать до конца срока, после чего закрыть.

Но вот пришли сообщения, что друзья-миллиардеры — Билл Гейтс и Уоррен Баффет —сообща инвестируют в инновационный проект создания ядерного реактора на быстрых нейтронах. Означает ли это начало ренессанса в атомной энергетике, незаслуженно признанной опасной и неэкологичной? Помогут ли новые технологии строительства АЭС преодолеть радиофобию и сделать атомную энергию более «зеленой»?

Война против мирного атома

Чуть более полувека назад на атомную энергетику множество людей во всем мире возлагали большие надежды. Казалось, что цепная ядерная реакция открывает человечеству неисчерпаемый источник сравнительно дешевой энергии, при этом не будет ни затопления огромных территорий, ни углеродного загрязнения атмосферы. Высокотехнологичные АЭС с персоналом в белых халатах сильно контрастировали с образами кочегара или слесаря, ассоциировавшимися в массовом сознании с ТЭС и ГЭС.

С тех пор иллюзии развеяны. Полтора десятка серьезных инцидентов на атомных станциях заставили многих задуматься о реальной цене мирного атома. В Европе набрало силу движение «зеленых», одним из пунктов программы которых был отказ от АЭС как от слишком опасных. Две крупные аварии с выбросом радиоактивных веществ — Чернобыль-1986 и Фукусима-2011 — добавили аргументов противникам атомной энергетики. И хотя радиофобия столь же иррациональна, как страх полетов на самолетах — известно, что летать самолетом безопаснее, чем ездить на авто — кое-где «зеленые» одержали верх в борьбе с реакторами.

Германия в 2011 году приняла программу полного закрытия своих АЭС и перевода всей энергетики на возобновляемые источники — ветрогенераторы и солнечные панели. Последние энергоблоки должны быть выведены из эксплуатации в 2022–2023 гг. В эту масштабную энергореформу инвестировано около триллиона евро.

Италия уже закрыла все действующие АЭС и отказалась от строительства новых. Бельгия планирует остановить последние семь реакторов где-то между 2022 и 2025 годами. Швейцария решила не строить новые станции, а действующие поэтапно вывести из эксплуатации. Даже во Франции, где на долю атома приходится две трети производства электроэнергии, планируют к 2035 году уменьшить его вес до 50%. Более 10 стран отказались строить АЭС у себя.

Атомный проект на миллиард долларов

Контрастом к этому «радиофобному» информационному фону выглядят сообщения из США — страны, где расположена пятая часть всех ядерных энергоблоков мира. Дело не только в том, что в Соединенных Штатах не собираются отказываться от атомной энергетики по надуманным поводам и раздутым страхам. Главное, что в ее перспективах уверены те, кто, образно говоря, формируют завтрашний день уже сегодня. И у кого для этого более чем достаточно ресурсов.

Энергетические компании — TerraPower, основанная Биллом Гейтсом, и PacifiCorp, принадлежащая Berkshire Hathaway Уоррена Баффета, объявили о строительстве экспериментального ядерного реактора Natrium в штате Вайоминг. Пилотный проект включает 345-мегаваттный реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем и накопитель энергии на основе расплавов солей, который может повысить выходную мощность системы до 500 МВт во время пиковой нагрузки. По оценкам TerraPower, стоимость установки составит около $1 млрд.

Реакторы на быстрых нейтронах (в отличие от традиционных аналогов) позволяют превращать отработанное ядерное топливо в новое, образуя на АЭС замкнутый цикл использования. Такая технология приносит меньше вреда окружающей среде, чем находящиеся в эксплуатации реакторы на медленных нейтронах. Кроме того, она позволяет вместо доступных ныне 3% задействовать около 30% потенциала ядерного топлива. Отчасти поэтому Билл Гейтс полагает, что технология с использованием быстрых нейтронов радикально изменит правила игры в энергетической отрасли.

Первый промышленный реактор на быстрых нейтронах БН-350 мощностью 350 МВт был запущен в СССР в 1973 году. Второй энергоблок — БН-600, установлен на Белоярской АЭС в 1980 году и работает до сих пор. Третий — БН-800 — введен в эксплуатацию на БАЭС в 2015 году. Во всех трех также используется натриевый теплоноситель.

При этом в России ведется разработка «быстрого» реактора нового типа со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-ОД-300, который будет работать на смешанном нитридном уран-плутониевом топливе (СНУП). Оно имеет ряд преимуществ по энергоэффективности и безопасности. Параллельно завершаются НИОКР по натриевому реактору БН-1200М мощностью 1 220 МВт. То есть в сфере «быстрых» реакторов США пока в роли догоняющего.

Кто заплатит за ошибки

Тем временем эксперты полагают, что отказ от атомной энергетики очень дорого обошелся Германии. Ученые из университетов Карнеги–Меллона и Беркли нашли, что сокращение выработки энергии немецких АЭС замещалось в основном за счет сжигания угля. И это привело к выбросам в атмосферу «лишних» 36 млн тонн CO₂. Которые обусловили дополнительные 1 100 смертей в год от сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний. В итоге это стоило немецкому бюджету $12 млрд ежегодно, и такие траты не идут ни в какое сравнение с расходами на поддержание АЭС в работоспособном состоянии — даже с учетом возможных последствий техногенных аварий и стоимости утилизации отработанного ядерного топлива.

О последствиях тотального перехода на альтернативную энергетику напомнили и недавние события в Техасе, США, где из-за аномальных холодов вышло из строя 40% генерирующих мощностей штата. В частности, из-за обледенения лопастей ветрогенераторов их выработка упала вдвое. Солнечные панели пострадали от инея и снегопадов. Впрочем, газовые и угольные ТЭС также встали из-за морозов.

Все больше людей сейчас приходят к выводу о том, что лучше не отказываться от атомной энергии, а делать упор на модернизацию энергоблоков и повышение их безопасности. И здесь роль реакторов на быстрых нейтронах трудно переоценить. В сравнении с собратьями на тепловых нейтронах они более надежны, поскольку теплоносителем выступает не вода, а легкоплавкие металлы — свинец или натрий.

То есть катастрофы по типу чернобыльской на таких установках невозможны в принципе: вода, используемая в паровых генераторах, не проходит через активную зону. При этом в «быстрых» реакторах может использоваться отработанное топливо с обычных АЭС, что решает ряд проблем с его утилизацией. И хотя действующие энергоблоки на быстрых нейтронах остаются еще во многом экспериментальными, Билл Гейтс и Уоррен Баффет голосуют за них деньгами. А значит, у атомной энергетики впереди большое будущее, что бы ни думали про это «зеленые».