АР-1000, ММР та атомний водень: перспективи впровадження інновацій у атомну енергетику. Репортаж з V Міжнародної конференції

05.10.2023
Фото: УкрЯТ
Наприкінці минулого тижня відбулась V Міжнародна конференція «Перспективи впровадження інновацій у атомну енергетику».  Партнерами конференції, яку провели Українське ядерне товариство разом із Радою молодих вчених при Відділенні фізико-технічних проблем енергетики НАН України, Інститутом проблем безпеки АЕС Національної академії наук, стали НАЕК «Енергоатом», НВП «Атомкомлексприлад», Група компаній Energy Safety Group, компанії Phoenix Contact, Аргус Сервіс, Synergoatom, Bresson та Czechatom. InfoAtom виокремив глобальні й проблемні теми, які підіймалися у виступах найчастіше та викликали цікавість та обговорення в залі та поза нею.
Про перспективи розвитку електроенергетики України, та, зокрема, про будівництво енергоблоків №№3,4 Хмельницької АЕС розповів Геннадій Самосей, заступник головного інженера з нових блоків ХАЕС. Більша частина його докладу була присвячена наявності території, енергозабезпечення та інших ресурсів для будівництва енергоблоків №5,6 за технологією АР1000. Щодо добудови енергоблоків №3,4 він нагадав, що ХАЕС розпочала «ремонтно-відновлювальні роботи, пов'язані із стабілізацією будівельних конструкцій, а також з обладнанням, яке там зберігається». Спільно із персоналом з ЗАЕС, який вимушено виїхав,  – загалом 150 осіб – «виконуємо роботи, пов'язані із демонтажем конструкцій», які раніше визначив в ході обстеження КІЕП. «Це дасть нам можливість в разі прийняття позитивного рішення стосовно подальшого будівництва, розпочати будівництво безпосередньо третього та четвертого енергоблоків, і ми уникнемо цього часу, який буде затрачений на демонтаж тих конструкцій, які не пройшли обстеження»,  – зазначив пан Самосей.
Попередню оцінку інвестиційної привабливості малих модульних реакторів презентував представник Науково-технічного центру НАЕК «Енергоатом» Валентин Кир'янчук. Він почав із застережень: «При впровадженні ММР слід враховувати кілька ризиків, наприклад наявна ліцензійно-нормативна база розрахована на водо-водяні реактори, для інших її потрібно адаптувати. Також велике питання для ММР – це їхня вартість, саме капітальна вартість одиничного енергоблока». Фахівець продемонстрував слайд, з якого випливає, що у 2029 році компанія «Енергоатом» розраховує мати 17 ГВт встановлених потужностей, а з 2030 року – почати реалізовувати проєкт «Український енергоблок».
Валентин Кир'янчук також зазначив, що наявний проєкт кадастру майданчиків не враховує будівництво ММР і потребує збільшення кількості передбачених майданчиків, включаючи ТЕС, що виводитимуться з експлуатації.  Так, для перспективного встановлення та підключення ММР, згідно з листом НЕК «Укренерго» від 3 березня 2023 року пропонуються наступні майданчики: Чорнобильська АЕС, Трипільська, Ладижинська, Зміївська, Слов'янська, Придніпровська та Криворізька ТЕС, Харківська ТЕЦ-2.  
Крім того, представник НТЦ «Енергоатома» підкреслив, що з огляду на війну, що веде росія проти України, захоплюючи ядерні об'єкти, у тому числі Запорізьку АЕС, розміщення нових енергоблоків та широке використання ММР підвищує ризики та невизначеності, мінімізацію яких слід врахувати в проєкті ММР та в підходах до вибору місця їх розташування.
Аналіз інвестиційної привабливості будівництва ММР включав оцінку вирівняної вартості одиниці електроенергії (LUEC). Аналізувалися три технології – NuScale VOYGR, SMR-160 Holtec International Rolls-Royce SMR у порівнянні із АР1000 та ВДЕ. За методикою НТЦ, з огляду на вартість електроенергії ВДЕ визначено більш привабливими ніж ядерні потужності. Хоча ця генерація має нерегулярний характер – як протягом доби, так і у річному вимірі, і не може на відміну від зазначених ядерних блоків використовуватися у маневрених режимах.
Але якщо врахувати необхідність установки накопичувачів електроенергії для вітрової та сонячної електроенергії, то атомна електроенергія стає значно конкурентоспроможніше.
Тему ММР продовжив представник «Українських енергетичних машин» Сергій Пальков, який розповів про інноваційні технології свого підприємства при створенні маневрових парових турбін для малих модульних реакторів. Конструкторами підприємства, для застосування з SMR-160 було розроблено проект двохциліндрової турбіни к-160-3,45 на базі циліндру низького тиску з лопаткою останнього ступеня 1030 мм, яка встановлена на турбінах ВВЕР-440 РАЕС, АЕС Пакш, Ловііса. Конденсатори реалізовані з бічним виконанням. Також було представлено розробку турбіни в одноциліндровому виконанні з лопаткою 1200 мм. Підприємство працює над розробкою турбіни для американського ринку з лопаткою 780 мм.
Також тема ММР була представлена у доповідях директора ТОВ «Аргус Сервіс», майора ЗСУ Максима Сагдієва і Мартіна Гроха, який представляв Witkowitz Atomica та Czechatom. Максим Сагдієв розповів про вискокомобільні реактори SMR – реактори на колесах, ідея яких на сьогодні здається значно менш фантастичною, ніж у 60-тих роках, скажімо, мобільні телефони. А Мартін Грох презентував концепт чеського SMR David, який минулого року представляв на ІV Міжнародній конференції «Перспективи впровадження інновацій в атомну енергетику» головний інженер НТЦ НАЕК «Енергоатом» Олег Годун.
Крім того, заслужений енергетик України Віктор Шендерович у своїй доповіді розкрив проблеми ліцензування в Україні нових енергоблоків АЕС – тему, яку підняв раніше представник НТЦ Валентин Кир'янчук. Він акцентував, що представляє свою особисту позицію, а не ядерного регулятора чи ДНТЦ ЯРБ. Він констатував, що у питанні майбутнього ядерної енергетики зрозумілості на сьогодні немає. Є лише посилання на енергетичну стратегію до 2050 року, яка зі зрозумілих причин громадськості не доступна. Він нагадав тези з неї, які озвучувалися раніше: добудова енергоблоків №3,4 ХАЕС, будівництво ММР загальною потужністю 3,2 ГВт та 10 блоків з реакторами АР1000. «Невизначеність перспектив не дає змоги однозначно говорити про реальні данні розвитку атомної енергетики, але зрозуміло, що розвиток безумовно матиме місце і планується на базі поєднання енергоблоків великої та малої потужності. При цьому це поєднання вимагає об'єктивної оцінки», - зазначив доповідач.
Він підкреслив, що всі ці проєкти нових АЕС розроблені на нормативній базі, яку використовує постачальник технологій, і яка відрізняється від української. Українська нормативна база постійно вдосконалюється, відтак можна з високим ступенем впевненості говорити про відсутність принципових протиріч вимогам міжнародних документів.
Проте, на думку пана Шендеровича, постановка питання про доопрацювання вихідних проєктів нових реакторів виходячи з вимог національної нормативної бази є нереальною – у світі немає таких прикладів. Відтак у якості вихідних проєктів мають розглядатися вже ліцензовані чи сертифіковані проєкти або ті, що знаходяться на заключній стадії ліцензування (наприклад проєкти компаній NuScale, Rolls Roys). Або нарешті якщо є передумови ліцензування на момент реального розгляду в Україні – SMR-160. Такий підхід дозволить значно здешевити вартість та скоротить часові витрати на ліцензування.
Щодо будівництва великої кількості заміщуючих потужностей – навіть якщо це буде не 12, а 5 чи 6 реакторів, вирішальним фактором досягнення мети є серійне будівництво. Наш наявний досвід продемонстрував, що лише серійне будівництво дозволило звести таку кількість енергоблоків в Україні. Відомо, що цей досвід протягом десятиріч використовується і у Франції, - наголосив доповідач.
Він зазначив, що прийняте рішення про будівництво має відтворювати консолідовану позицію уряду та регулюючих органів.
Вбачається однозначним наступне: вибір майданчику та розробка ТЕО виконується у відповідності із національними вимогами; при адаптації проєкту мають бути визначені питання майданчику будівництва та його інфраструктури, які відсутні у вихідному проєкті. Крім того, слід урахувати заявлений високий рівень локалізації – ймовірні зміни технічних рішень, що принципово впливатимуть на вихідний проєкт. Буде змінено і структуру проєкту через різні підходи та потребу у розділах, яких вимагає українська нормативна база.
Віктор Шендерович окремо наголосив, що незважаючи на статус проєктів, ліцензування нових об'єктів має здійснюватися у відповідності із вимогами національного законодавства, включаючи етапи, вимоги, процедури.
Особливо важливим він вважає аналіз технічних рішень вихідного проєкту при його використанні для умов України. Оптимальним варіантом Віктор Шендерович вважає аналіз відповідності технічних рішень вихідного проєкту вимогам української нормативної бази. Ключовим в цьому аналізі є граничні умови виконання аналізу з точки зору національних документів, що враховуються, - аби вимоги не були нескінченні. Окрім законодавства та рішень президента, уряду і парламенту, слід враховувати НПА з ЯРБ, зареєстровані в Мінюсті та нормативні документи регулюючих органів, які визначені як ключові. Окремо Шендерович пропонує розглянути та визначити доцільність адаптації окремих зарубіжних технічних документів у форматі ДБН та ДСТУ.
На завершення доповіді він констатував необхідність найближчим часом виробити консолідовану позицію регулюючих органів у частині питань ліцензування та погодження діяльності зі створення нових об'єктів атомної енергетики із використанням зарубіжних проєктів. А також передбачити у разі потреби розробку та погодження (у тому числі з експлуатуючою організацією) додаткових організаційно-технічних документів.
Широко на конференції була представлена й тематика виробництва водню на існуючих атомних потужностях, що безумовно є актуальним для всіх країн, що прагнуть скоротити викиди парникових газів. Доклади на водневу тематику представили: технічний директор ТОВ "Енергобезпека Груп" Олександр Мазурок, старший науковий співробітник Інституту технічної теплофізики НАН України Михайло Уланов та аспірант Інституту газу НАН України Олексій Загребельний.
У своїй доповіді Олександр Мазурок представив перші результати для України реалізації міжнародного дослідницького проєкту NPHyСo (Nuclear Powered Hydrogen Cogeneration), який присвячений атомній водневій когенерації та фінансується програмою Європейського Союзу з досліджень та навчання (2021-2025 роки). Лідером консорціуму з реалізації поєкту є французька компанія Framatome. Завдання ТОВ «Енергобезпека Груп» в рамках проєкту – пропрацювати можливість впровадження водневої когенерації на АЕС України разом з провідними європейськими учасниками проєкту – як операторами АЕС, так і кінцевими споживачами, науковими інституціями та промисловими компаніями. За рік, який минув зі старту проєкту, вже виконано перші дослідження та аналітичні роботи, результатами яких буде обрахунок доцільності виробництва водню за участі діючих АЕС та вибір АЕС, де буде реалізовано пілотний проєкт атомної водневої когенерації. В ході проєкту визначаються проблеми, з якими можуть стикатися АЕС в ході його реалізації, та шляхи їхнього розв'язання.  
«Наразі розглянуто всі концепції електролізних установок. Для України оптимальним буде водний електроліз», - повідомив технічний директор ТОВ «Енергобезпека груп». Він зазначив, що оскільки основними потребами водневої станції є електроенергія, живильна та охолоджувальна вода, відвід стічних вод, повітря під тисом та азот, а також безпечна локація, їх частину якраз може задовольнити діюча атомна станція.
На даному етапі реалізації проєкту проаналізовано можливість підключення водневої станції потужністю 45МВт, а також особливості забезпечення потреб водневої станції та ліцензування.
Фахівець резюмував, що попередній аналіз показав, що впровадження водневих технологій в рамках санітарно-захисної зони є можливим, але існує низка технічних нюансів та необхідності підтвердження безпеки розташування водневих станцій поблизу АЕС.
Крім того, стало відомо, що починається офіційне оформлення раніше декларованого Фонду CESTA Synergoatom для підтримки ядерної енергетики України. Очікується, що фонд розпочне свою роботу на початку жовтня. Про це у своїй доповіді повідомив Броніслав Куліков, очільник Центру енергетичної стабільності Synergoatom.

Докладніше про Фонд CESTA Synergoatom: Розпочав діяльність українсько-чесько-польський Центр енергетичної стабільності Synergoatom 

Репортаж підготувала Олена Василькова, InfoAtom

Нове будівництво