АСММ: Мощность малая - возможности большие

Сегодня мы не можем представить свою жизнь без электричества. Провода буквально окутали нашу планету, и без энергии, текущей по «жилам» технологического прогресса, не решить рабочие задачи, не узнать новости по телевизору, не запустить ракету в космос. А в веке ХХ − не распространить идеи коммунизма в новом советском государстве…

Уже мало кто помнит о созданной по заданию Владимира Ленина в 1920 году Государственной комиссии по электрификации России (ГОЭЛРО). Около 200 инженеров во главе с Глебом Кржижановским разработали план электрификации страны и строительства сети электростанций. Каширская, Нижегородская, Шатурская и Челябинская районные тепловые электростанции, Волховская, Днепровская, две гидроэлектростанции на реке Свирь и другие точки плана ГОЭЛРО, возникшие на карте, запустили электродвигатели на производствах, зажгли свет в домах советских людей, изменив их повседневную жизнь и мировосприятие. Электричество воспевали в рассказах, пьесах, детских сказках, плакатах и кино, в живописи и скульптуре. Повсюду мелькала фраза вождя пролетариата: «Коммунизм − это есть советская власть плюс электрификация всей страны».

Спустя сто лет после запуска плана ГОЭЛРО прямо на наших глазах меняется энергетический уклад. Правительства ведущих стран нацелены совершить энергопереход. Он предполагает использование возобновляемых источников энергии, а также снижение выбросов парниковых газов. На фоне новых и традиционных источников энергии особняком стоит атомная энергетика. После аварии на Чернобыльской АЭС, а затем и на станции «Фукусима», ядерная энергетика утратила доверие. Тем не менее доля выработки электроэнергии атомными станциями в России составляет около 19% от всего производимого электричества. А это значит, что атомные станции снабжают электроэнергией каждую пятую лампочку в стране.

Если в больших городах электроэнергия максимально доступна, то в отдаленных уголках нашей страны жители получают ее нерегулярно, а порой не получают вовсе. Но с такой проблемой сталкиваются не только в России. По некоторым оценкам, около трех миллиардов человек зависят от устаревших, неэкологичных, а главное, небезопасных источников электроэнергии.

Понимая значимость энергии и необходимость перехода на ее экологически чистые источники, государства стремятся использовать надежную и высокоэффективную генерацию с минимальными выбросами СО2. Последнее условие в полной мере достигается при использовании атомной энергетики. Согласно оценкам, по размеру углеродного следа АЭС более экологичны в сравнении с ветровой и солнечной генерацией. Углеродный след АЭС − 9 грамм CO2 на киловатт-час, солнечных панелей − 44 грамма CO2 на киловатт-час, ветровых генераторов − 11 грамм CO2 на киловатт-час. По словам генерального директора госкорпорации «Росатом» Алексея Лихачева, атомная энергетика – не только базовый, гарантирующий на длительный срок устойчивую генерацию электроэнергии источник, но и один из самых безопасных. «Зелёное регулирование, которое мы сейчас запускаем в стране, работа, которая идёт на международном уровне, требует серьёзного государственного участия. Мы проанализировали в соответствии с международными методиками удельный вес выбросов СО2. Атомная энергетика делит первое место с ветрогенерацией и находится впереди относительно всех других видов. Поэтому нам бы очень хотелось, чтобы не только в России, но и на международном уровне мы продвигали атомную энергетику как зелёный источник энергии. Мы не стоим на месте, работаем с Организацией Объединённых Наций, присоединились к глобальному договору ООН и проводим там свою политику. Но понимаем, что в одиночку не справимся, и в этом смысле, конечно, в рамках международных переговоров, в рамках двух- и многосторонних контактов продвижение атомной энергетики как экологически чистой, как зелёной для нас крайне важно». В рамках проектного направления «Прорыв» Росатом стремится увеличить долю выработки энергии атомных станций до 25%, сделать атомную энергетику «зеленой» за счет замкнутого ядерного топливного цикла и минимизации радиоактивных отходов.  Но как решить проблему доступности электроэнергии в отдаленных населенных пунктах? Строить атомные станции малой мощности!

Интерес к реакторам малой мощности растет с каждым годом. И это неудивительно, ведь в сложных природных условиях традиционные источники энергии не могут в полной мере обеспечить население теплом, а производство − необходимым объемом энергии. В некоторых случаях затраты на передачу электроэнергии в сложных природно-климатических зонах могут в несколько раз превышать стоимость ее генерации. Поэтому всё большее внимание приковано к технологиям, обеспечивающим развитие атомных станций малой мощности. В России уже созданы уникальные реакторы нового поколения, которые превосходят существующие и по уровню эффективности, и по уровню безопасности.

Вообще первые атомные станции работали именно на базе реакторов малой мощности. Еще в 1954 году в Обнинске заработала первая атомная станция мощностью в 5 МВт. Успех в освоении мирного атома заставил руководство страны задуматься о создании малых и мобильных энергетических установок для работы в отдельных и труднодоступных регионах страны, например, на Севере. Так, в 1966 году началось строительство первой атомной станции малой мощности – Билибинской атомной теплоэлектроцентрали на Чукотке. Она до сих пор работает, но постепенно энергоблоки выводят из эксплуатации. Часть мощности уже замещена энергией, вырабатываемой на новейшем плавучем атомном энергоблоке «Академик Ломоносов».

ПЭБ «Академик Ломоносов» стал первой плавучей станцией, показавшей свою эффективность и надежность. По сути плавучий энергоблок полностью создается на судостроительном предприятии, где используются освоенные технологии строительства атомных ледоколов. Когда судно готово, специалисты загружают топливо и проводят необходимые испытания. Остается доплыть к месту эксплуатации, где ПЭБ подключается к энергосетям и начинает передавать тепло и энергию местному населению и производствам.

На самом деле идея плавучих энергоблоков не нова. Так, в Южной бухте Севастополя судно-отопитель подает пар на корабли Черноморского флота в холодное время года, а плавучая станция заряжает аккумуляторы подводных лодок.

На сегодняшний день «Академик Ломоносов» работает на реакторных установках КЛТ-40С. На одной загрузке топлива установка может работать до 3 лет. А плавучее исполнение станции позволяет снизить до минимума объемы и стоимость строительства.

Но Росатом не останавливается на достигнутом. Прямо сейчас ведется разработка улучшенного Оптимизированного плавучего энергоблока, на котором будут установлены две реакторные установки нового поколения РИТМ-200М. Общая мощность двух реакторов составит 100 МВт.

РИТМ-200 уже прошел испытание арктическими льдами. Два реактора установлены на ледоколе «Артика». В дальнейшем такие же реакторы будут использоваться на других атомных ледоколах и атомных станциях малой мощности, в том числе наземных. Совсем скоро наземная станция малой мощности появится и в Якутии. Согласно данным, централизованным энергоснабжением не охвачено 64% территории, на которой проживает 15% населения Якутии. Это зона локальной энергетики, где расположены 143 единицы дизельных электрических станций. А на электроснабжение этих территорий тратится свыше 11 млрд. рублей. Глава Якутии в одном из выступлений отметил: «Симбиоз промышленного, социального, территориального освоения Арктики и надежной, экологически чистой атомной станции малой мощности станет первым шагом к преодолению энергетического голода, по крайней мере в арктической зоне Якутии».

Конечно, управляться с реакторными установками нового типа не так просто. Поэтому помогать специалистам будут так называемые цифровые двойники. Ученые и инженеры АО «ВНИИАЭС» уже приступили к разработке цифровых двойников атомных станций малой мощности с реакторной установкой РИТМ-200Н и Шельф-М. Цифровой двойник отработает проектные и конструкторские решения до их воплощения «в металле», проверит совместимость оборудования, обучит персонал и поможет работникам станции обеспечить безопасность.

Планы по развитию малой атомной энергетики напрямую связаны с ее преимуществами. Так, АСММ позволят стабилизировать на социально приемлемом уровне тарифы на тепловую и электрическую энергии, сократить экологическую нагрузку, а также обеспечить теплом сельскохозяйственные помещения для выращивания продукции в защищенном грунте. Плюс ко всему, в прибрежных регионах станции могут опреснять морскую воду.

Наши энергетические потребности растут стремительными темпами, а это значит, человечеству потребуется еще больше разных источников генерации и накопителей энергии. Конечно, универсального решения не существует, но среди разнообразия используемых нами форм генерации энергии атомные станции малой мощности точно займут достойное место.

Фото на главной странице: Росэнергоатом

Источники:

1. Встреча Михаила Мишустина с генеральным директором государственной корпорации «Росатом» Алексеем Лихачёвым / Портал правительства России

2. Первая в мире плавучая атомная ТЭС отправляется на Чукотку / Ведомости

3. Айсен Николаев: Малая атомная энергетика ускорит развитие Арктики / Официальный информационный портал Республики Саха (Якутия)

4. Атомные станции малой/средней мощности и плавучие атомные теплоэлектростанции / Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова"

5. Бюро конструкторских находок: топ-6 разработок ОКБМ / Страна Росатом

6. В России заработала первая в мире плавучая атомная станция / Ведомости

7. Наши на Чукотке: проект сооружения первой плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС) завершен / Нижегородская ассоциация промышленников и предпринимателей

8. Первая в мире АЭС в Обнинске становится памятником-музеем / ТАСС

9. Малый источник большой энергии / ТАСС

Фото на странице: Прибытие ПЭБ «Академик Ломоносов» в Певек. Источник: Алексей Башкиров/«Страна Росатом»