Мировая атомная энергетика в 2021 году
В 2021 году было подключено к сети 6 новых атомных энергоблоков (суммарно 5,3 ГВт): три в Китае и по одному в Индии, Пакистане и Объединенных Арабских Эмиратах. При этом было окончательно остановлено 10 блоков (суммарно 8,7 ГВт) – по три блока в Великобритании и Германия, и по одному блоку в Пакистане, России, Тайване и США. Из них примерно половина была закрыты по истечении срока эксплуатации и/или из-за технических проблем, половина – по политическим мотивам.
Мировым лидером остается США – 93 АЭС и 11 закрыто с 2011 года.
Второе место – Франция – 56 АЭС и 2 закрыто с 2011 года.
Третье – КНР - 52 АЭС с 39 недавно введенными в строй.
Четвертое – РФ – 38 с 6 недавно введенными в строй.
Пятое – Южная Корея – 32.
Мощность мирового парка АЭС с 2011 года сократилась на 3,4 ГВт до примерно 389 ГВт, а количество действующих блоков составило на конец года 438 в 32 странах. Несмотря на это, выработка электроэнергии на АЭС в мире выросла на 3,5% по сравнению с 2020 годом и почти вернулась к уровню доковидного 2019-го. При этом в Китае выработка выросла примерно на 9%. А в Евросоюзе на 7%, так что доля АЭС в электроэнергетике ЕС поднялась до 27,4% – атом по-прежнему крупнейший единичный источник низкоуглеродной энергии в Европе.
В 2021 году начато строительство 9 новых блоков АЭС суммарной мощностью 8,8 ГВт, из них 5 в Китае, 2 в Индии и по одному в России и Турции. Всего в стадии строительства находится 54 блока в 19 странах. Из них 14 (25%) – в Китае, еще 25% – это Индия + Южная Корея + Россия. Еще в 15 странах строится по 1-2 блока.
А теперь подробнее о том что стоит за этими цифрами, какие технологические новинки появились, и какие основные важные события в атомной отрасли случились в паре десятков стран в ушедшем году. А в конце статьи будут выводы и прогнозы.
Китай
Начнем с Китая – лидера по строительству атомных мощностей на своей территории. Сейчас Китай практически догнал Францию по числу блоков АЭС, уже обогнал ее по обхему генерируемого атомного электричества и уступает по этим параметрам теперь только США. У Китая 54 атомных энергоблока, и вполне возможно, что по итогам года он обгонит по их количеству Францию.
Индия
В январе 21 года в Индии был подключен к сети третий энергоблок АЭС Какрапар (Kakrapar-3). Его особенность в том, что это первый тяжеловодный реактор мощностью 630 МВт собственной индийской разработки. У Индии вообще свой особенный атомный путь.
Из-за международных санкций после испытания своего атомного оружия в конце 1970-х Индии пришлось самостоятельно заниматься своей атомной энергетикой, и она стала дорабатывать канадскую технологию тяжеловодных канальных реакторов Candu, которые им успели до этого построить. Ну, как и у Пакистана тоже все начиналось с таких же реакторов. В итоге у Индии развилось свое направление тяжеловодных реакторов, очень дешевых, не требующих обогащения урана, но небольших и длительных в строительстве. Они самостоятельно построили 14 небольших тяжеловодных блоков по 200 МВт, потом два по 500 МВт. И вот сейчас запустили первый блок с полезной мощностью 630 МВт. Заявлено, что в будущем планируется построить еще 15 таких блоков. Но у Индии большие планы на атомную энергетику, и в одиночку их не вытянуть.
Япония
После аварии на АЭС Фукусима Дайичи в 2011 году все 54 ее атомных энергоблока были остановлены, а они давали около 30% всей электроэнергии. Затем часть блоков окончательно вывели из эксплуатации. Оставшиеся 33 блока затем после проверок, тестов и согласования с местным населением и властями постепенно планировали запускать вновь.
Япония после Фукусимы не намерена отказываться от атомной энергетики и планирует восстановить ее долю в энергобалансе до 20-22% к 2030 году за счет перезапуска блоков и строительства новых – да, там сейчас два блока в стадии строительства. В настоящий момент работает 10 перезапущенных энергоблоков общей мощностью около 10 ГВт и они дают до 6% электроэнергии страны. При этом основные источники энергии Японии, как и на Тайване, это завозные уголь и газ, на них приходится более 80% произведенной электроэнергии.
Южная Корея
APR-1400 - это водо-водяные реакторы поколения 3 полезной мощностью около 1350 МВт. Т.е. это самые мощные из строящихся сейчас реакторов после французских EPR-1600. А сама 4-блочная АЭС Барака – главный экспортный проект Южной Кореи. Для них победа в этом тендере в 2009 году была огромным успехом. Сам реактор уже вполне серийный. В самой Южной Корее два таких блока уже работают и еще 4 строятся. На одном из них, на первом блоке АЭС Shin Hanul в конце 2021 года было загружено топливо и его пуск ожидается уже в первом полугодии 2022.
США
США остаются мировым лидером по числу атомных блоков, их у них 93. Однако парк АЭС довольно старый, строится сейчас с трудом всего два блока на АЭС Вогл (ожидаемые пуски в 2022 и 2023), а общая выработка на АЭС страны в 2021 году упала почти на 2%. В начале года ожидалось, что за 2021 будут закрыты 5 атомных энергоблоков. Однако закрыт был лишь один.
Весной, 30 апреля 2021, был окончательно остановлен третий и последний блок АЭС Индиан Пойнт С под Нью-Йорком. Ему хоть и было 45 лет, но он мог еще работать, лицензия позволяла ему работать еще минимум несколько лет. Да и вообще для такого типа реакторов возможно продление срока до 60 или 80 лет, такие примеры в США уже есть. Но по экономическим причинам и под политическим давлением владельцы закрыли станцию.
Тем не менее, несколько станций в США, которые предполагалось закрыть в 2021 году, удалось отстоять. Это четыре блока АЭС Байрон и Дрезден в Иллинойсе суммарной мощностью 4 ГВт. Сенат штата Иллинойс, после долгих разбирательств, проголосовал за поддержку станций поскольку они дают много рабочих мест и помогают штату выполнять цели по сокращению выбросов. В целом ожидалось, что в 2021 году будет закрыто пять атомных блоков в США, однако закрыт был лишь один.
К 2035 году энергетика США должна стать углеродно-нейтральной. Конечно, этот план включает в себя и атомную энергетику. Сейчас она дает 20% всей энергии США и больше половины всей чистой энергии страны. Планируется выделить $6 млрд. на поддержку и сохранение существующего парка АЭС, самого крупного в мире, а так же на новые технологии. В частности, $2,5 млрд будут выделены на демонстрационные проекты новых малых АЭС. Например, на проект TerraPower (компания Билла Гейтса) с быстрым натриевым реактором Natrium. И проект Xe-100 от X-energy. И это уже американский ВТГР с шаровыми твэлами, типа того что запущен в Китае.
Активно идет и продвижение американских атомных технологий за рубежом. В 2021 году были подписаны различные соглашения по изучению возможностей строительства американских малых модульных реакторов компании NuScale в Румынии, Болгарии, Польше, Казахстане, Украине.
Кстати, с Украинским Энергоатомом так же в конце 2021 года подписал соглашение Вестингауз о достройке двух блоков Хмельницкой АЭС с американскими реакторами AP-1000. Но об этом подробнее чуть позже, когда дойдем до Украины.
Великобритания
Остановили три устаревших газоохлаждаемых реактора AGR, отработавших вместо проектных 25 лет от 36 (Dungeness B-3,4) до 45 лет (Hunterston B-3). Причем последние 2-3 года они работали либо максимум на 30% мощности, либо вообще были остановлены из-за поломок. Так что потеря увы, вполне, ожидаемая. Такой тип реактора по сравнению с водо-водяными живет относительно недолго.
Четвертый подобный реактор (Hunterston B-4) был остановлен буквально в самом начале января уже 2022 года, отработав 46 лет. Так что эти блоки остановлены по естественным причинам и ушли на заслуженный покой в преклонном возрасте. Мощность подобных блоков была порядка 500 МВт каждый. Закрытие реакторов в 2021 привело к падению выработки АЭС страны на 9%.
В то же время Великобритания рассчитывает сохранить атомную энергетику как важную составляющую своей чистой энергетики. Сейчас в Великобритании идет крупнейшая в Европе атомная стройка – это строительство АЭС Хинкли пойнт С с двумя реакторами EPR-1600. Два блока EPR-1600 будут давать больше энергии, чем три закрытых в 2021 году реактора AGR. В планах строительство еще одной аналогичной АЭС с двумя блоками EPR-1600 – АЭС Sizewell C. Так что Великобритания планирует активно обновлять свой атомный парк.
Германия
Главные новости по закрытию АЭС конечно в уходящем году связаны с Германией. Эта страна последовательно отказывается от атомной энергетики. В соответствии с ее законами, в ушедшем году, ровно 31-го декабря, были закрыты три атомных энергоблока, или половина всех действующих АЭС. В конце следующего года буду закрыты и последние оставшиеся три энергоблока. При этом закрытые три блока (BROKDORF, GROHNDE и GUNDREMMINGEN-C) имели довольно небольшой возраст в 35-36 лет, т.е. вполне могли еще работать десятки лет. И при этом это мощные водо-водяные блоки, почти по 1300 МВт каждый. И один из них, энергоблок Гронде (Gronde) – это мировой рекордсмен по суммарной выработанной электроэнергии среди атомных блоков. За свои 36 лет он выработал более 370 ТВтч – примерно столько электроэнергии выработали за прошлый год все АЭС Франции.
Интересно, что в ушедшем 2021 году, из-за менее ветренной погоды, выработка возобновляемой энергетики была меньше чем ожидалось. В итоге доля возобновляемой энергетики в энергобалансе Германии в 21 году снизилась до 45%, хотя в 20-м она превышала 50%. При этом этот провал приходилось компенсировать более надежными источниками, в первую очередь грязным углем – прирост выработки угольных станций был самым большим. По сравнению с 20 годом каменного угля пришлось сжечь на 30% больше, а бурого на 20% (см график ниже, там же прирост выработки АЭС на 7,4%).
Суммарное увеличение выработки угольных станций по сравнению с предыдущим годом +27 ТВч. Это примерно столько же, сколько вырабатывали три закрытых блока АЭС. Так что теперь ситуация с выбросами парниковых газов, с которыми борется вся Европа, в Германии только ухудшится, по крайней мере в ближайшие годы. А она и сейчас не очень – треть всех выбросов углекислого газа в энергетике Европы приходится на Германию.
Не удивительно, что новый министр экономики Германии в недавнем интервью заявил, что скорее всего в ближайшие годы Германия не сможет выполнить свои климатические цели.
Франция
Количество атомных энергоблоков во Франции в ушедшем году не изменилось, их 56 на 18 АЭС, а выработка электроэнергии выросла на 7,5% по сравнению с 2020-м, несмотря на технические сложности в конце года. Общая доля АЭС в энергобалансе Франции по итогам года по-прежнему более 70%. Один блок с EPR-1600 на третьем блоке АЭС Фламанвилль (Flamanville) по прежнему строится, но его сдача опять откладывается, теперь на 2023 год.
Однако страна остается европейским лидером в атомной энергетике и основные новости были связаны именно с этой ее ролью. Во-первых, Франция и президент Макрон по сути возглавили альянс из десятка европейских стран (включая Польшу, Чехию, Румынию и т.д.), которые лоббируют включение атомной энергетики в европейскую Таксономию и признание ее зеленой, чтобы позволит упросить получение инвестиций для ее развития. И тут были достигнуты большие успехи. Несмотря на противодействие другого альянса из стран, выступающих против атома, в первую очередь это Германия и Австрия, несмотря на то что вопрос этот неоднократно затягивался Еврокомиссией, под самый конец года, буквально вечером 31-го числа, был разослан черновик предлагаемого решения, который попал в СМИ.
Согласно документу, предлагается признать зелеными атомную энергетику и природный газ, правда как переходные и временные технологии. Тем не менее многие проатомные организации и активисты называют это победой, а Во-вторых, как бы показывая пример всей остальной Европе, президент Макрон осенью 2021 года анонсировал планы по возобновлению во Франции строительства новых АЭС, а до этого анонсировал планы по финансированию разработок малых модульных реакторов. Пока эти планы без конкретики. Но компания EDF весной 2021 представляла правительству планы по строительству шести блоков во Франции, а оператор сетей RTE осенью представил отчет о том, что самый экономически эффективный план для Франции достичь углеродной нейтральности к 2050 году включает строительство 14 крупных атомных блоков и серии малых реакторов.
Украина
Выработка 15 АЭС Украины в 2021 году выросла на 13%, рост идет уже 6 лет подряд. Важное событие года – ввод весной этого года в эксплуатацию хранилища ядерного топлива ХОЯТ-2. Это сухое хранилище, построенное компанией Holtec возле Чернобыльской АЭС. Предполагается, что туда будет перемещено топливо из мокрых хранилищ первых трех блоков Чернобыльской станции.
Вообще, Украина постепенно отказывается от отправки отработавшего топлива в Россию на переработку и планирует размещать его у себя, хотя это контракты и деньги, которые будет терять Росатом. Еще более острая ситуация с поставками свежего топлива. Уже 6 ВВЭР-1000 из 15 атомных блоков Украины используют американское топливо Westinghouse вместо российского, а в 2021 начались поставки и для 7-го блока. Уже прорабатывается вопрос по переводу на новое топливо и реакторов ВВЭР-440.
В принципе, с технической и экономической точек зрения это нормальная практика диверсификации поставок. Росатом тоже производит и поставляет топливо ТВС-квадрат для реакторов западного дизайна в Швецию и США. Но украинская история с переориентацией на западных партнеров в атомной сфере получает яркую политическую окраску, как по объективным причинам из-за, мягко говоря, сложных отношений России и Украины, так и из-за нездоровой реакции пропаганды на все что касается отношений Украины и Запада.
Объективно же Украина отворачивается от России уже не только в вопросах ядерно-топливного цикла, но и в вопросах нового строительства. Ранее уже были подписаны соглашения по изучению вопросов строительства малых ректоров с американскими компаниями NuScale и Holtec. А в ноябре 2021 было подписано соглашение с Westinghouse о достройке двух блоков Хмельницкой АЭС с реакторами AP1000, а ранее – меморандум о суммарном строительстве в общей сложности 5 американских блоков на Украине. До 2014 года предполагалось, что Хмельницкую АЭС будет достраивать Росатом, но эти договоренности по понятным причинам были расторгнуты.
Конечно, будут ли все эти новые соглашения реализованы пока говорить рано. Но можно уже уверенно сказать, что участие России в атомной отрасли Украины сокращается и ее рынок, в том числе нового строительства, для нас на ближайшие годы, если не десятилетия, закрыт. Хотя сотрудничество еще остается, продолжаются поставки топлива для украинских АЭС и сохраняется некоторое технологическое партнерство и поставки в атомном машиностроении.
Россия
В России в 2021 году был поставлен очередной рекорд по выработке атомного электричества – 222,4 ТВтч. Это + 3,1% к прошлому году. Непрерывный рост идет уже 10 лет подряд. Однако в ближайшие годы он может сократиться. Дело в том, что темпы ввода новых мощностей начинают отставать от темпов вывода старых блоков. В декабре 2021 был остановлен отработавший 45 лет первый блок Курской АЭС с РБМК-1000. Это уже третий остановленный за три года реактор РБМК. Первые два – это первые блоки Ленинградской АЭС, остановленные в конце 2018 и 2020. Им на смену построены 5-й и 6-й блоки с реакторами ВВЭР-1200, последний из которых в марте 2021 года был введен в промышленную эксплуатацию, хотя к сети он впервые был подключен еще в 2020.
А вот замена выбывающим курским блокам пока не готова. 5-й и 6-й блоки Курской АЭС с реакторами ВВЭР-ТОИ судя по всему будут сданы не раньше 2024 года. Так что до этого времени повышать выработку можно будет только за счет повышение эффективности работы существующих блоков. Но там уже подойдут сроки новых отключений 45-летних блоков РБМК – Курска-2, ЛАЭС-3 и 4…
Так что в ближайшие годы для сохранения атомных мощностей и для достижения заявленной цели довести долю атома до 25% в 2045 году придется очень много строить. По словам Лихачева, это потребует введения 24 новых блоков, в том числе на новых площадках.
Другое важное событие атомной энергетики России 2021 года – это, конечно, начало строительства блока БРЕСТ-ОД-300 в Северске. В июне там начали заливку первого бетона. Это работа на перспективу по замыканию топливного цикла. В конце года было так же заключен контракт на постройку четырех новых плавучих энергоблоков для снабжения Баимского ГОКа на Чукотке.
Короткие выводы
По событиям ушедшего года обозначим несколько трендов без претензии на глубокую аналитику и выводы:
1. Идет обновление парка АЭС. Выводятся старые и зачастую относительно маломощные блоки предыдущих поколений (AGR в Великобритании, первые CANDU в Пакситане, РБМК в России). Ну если не считать те, что выводятся по политическим мотивам раньше срока, хотя и они не самые молодые. Вводятся блоки новых поколений, но центр развития давно сместился в развивающиеся страны, в первую очередь в Китай.
2. Серийно строятся новые мощные блоки поколений 3 и 3+ (ВВЭР-1200, Hualong One, APR-1400, и на подходе EPR-1600). Так что выбор современных, безопасных и проверенных решений для наращивания атомных мощностей в мире есть, особенно выбор велик у стран-новичков.
3. Растет интерес к малым модульным реакторам и АЭС – они строятся (серия ПАТЭС), увеличивается финансирование прототипов (США, Франция и др), растет как выбор предложений (более 70 проектов в базе МАГАТЭ), так и спроса в виде потенциальных площадок.
4. Уже работают (БН-800), вводятся в эксплуатацию (HTR-PM) или строятся (БРЕСТ) прототипы серийных блоков 4-го поколения.
Хотя опросы показывают рост поддержки во многих странах, и политики тоже меняют риторику на фоне климатического и энергетического кризисов. Многие крупные экономики, такие как США, Китай, Франция, Великобритания, Япония, Россия и др., рассматривают атомную энергетику как важную и обязательную часть своего энергобаланса. Новые страны тоже проявляют интерес. И речь не только о развивающихся странах, куда сместилось основное строительство АЭС. Ситуация меняется и в Европе. Включение атомной энергетики в Таксономию может усилить интерес к атому. Порой можно даже услышать от сторонников атомной энергетики о новом атомном ренессансе.
Прогнозы аналитиков
Чтобы более точно понять перспективы отрасли, полезно, конечно, опираться не на собственные ощущения или подборку ярких событий одного года, а посмотреть на прогнозы аналитиков из различных энергетических агентств. Они как раз обобщают все случившиеся события, ищут в них тенденции и пытаются предугадать во что они выльются, хотя делают это, конечно, с некоторой задержкой.
Тем не менее, например, в большом обзоре МАГАТЭ, вышедшем в 2021 году, был пересмотрен оптимистичный сценарий развития мировой атомной энергетики до 2050 года в сторону увеличения на 10%. По этим прогнозам, в оптимистичном сценарии мировая атомная энергетика к середине века удвоит свои мощности. В пессимистичном – останется на том же уровне по установленной мощности, что и сейчас, хотя выработка ее вырастет.
Другие статьи в литературном дневнике:
