Новый подъем мирного атома
Атомная энергетика продолжает успешно развиваться
2016 г. стал для мировой атомной отрасли рекордным по вводу мощностей. Запущено десять блоков – самое большое количество с начала 90-х годов. Их суммарная мощность составила 9570 МВт, что на 573 МВт больше, чем в 2015 г., и на 4807 МВт больше, чем в 2014 г.
Владимир МИХАЙЛОВ
На сегодняшний день в 31 стране мира работают почти 450 коммерческих ядерных реакторов суммарной мощностью 391.4 ГВт, что составляет около 11.5% общемировой выработки электроэнергии. В 55 странах работают 245 исследовательских реакторов, еще 180 реакторов установлены на морских судах и подводных лодках.
Число ядерных реакторов в разных странах и потребность в уране
Рабочие реакторы – подсоединенные к сети. Строящиеся реакторы – в состоянии строительства или капитального ремонта. Планируемые реакторы – для строительства получены разрешения, финансирование или обязательства, и ввод которых в эксплуатацию запланирован в течение 8-10 лет. Предложенные реакторы – предложено место строительства или разработана программа, но сроки начала эксплуатации не установлены.
* Включая шесть реакторов, работающих на Тайване с общей мощностью 4927 МВт, которые в 2015 г. выработали в общей сложности 35.1 млрд кВтч (что составляет 16.3% от общего объема производства электроэнергии в стране). На Тайване также строятся еще два реактора суммарной мощностью 2700 МВт. Потребность атомной энергетики Тайваня в уране в 2016 г. должна составить 783 т.
Источник: World Nuclear Association, International Atomic Energy Agency
Порядка шести десятков реакторов находятся в состоянии строительства, что эквивалентно 16% существующих мощностей, а более 160 реакторов запланировано построить, что эквивалентно почти половине мощности работающих сегодня реакторов.
Рост эффективности
Повышение нагрузки и эффективности работы, наряду со строительством новых ядерных блоков, является важным фактором роста общей выработки. С 2000 г. по 2006 г. она выросла на 210 ТВтч, что эквивалентно тридцати крупным станциям, но за этот период число реакторов не выросло, а их совокупная мощность увеличилась лишь на 15 ГВт. В основном выработку удалось увеличить за счет повышения производительности уже существующих блоков.
Если взять период с 1990 г. по 2010 г., то во всем мире мощность АЭС выросла на 57 ГВт или на 17.75% благодаря как строительству новых, так и повышению производительности работающих блоков. Общемировая выработка электроэнергии на атомных станциях выросла на 755 млрд кВтч (40%). Более половины – 57% – этого роста обеспечено повышением эффективности использования АЭС, на строительство новых блоков пришлось лишь 36%, а на повышение мощности блоков – 7%. После фукусимской аварии и мощность, и общая выработка упали из-за вывода из работы АЭС в Японии и Германии.
С учетом 400 реакторов мощностью свыше 150 МВт, для которых имеются данные, среднемировой коэффициент их использования с 1980 г. по 2000 г. вырос с 68% до 86% и продолжает оставаться на уровне 85%. Фактические коэффициенты нагрузки несколько ниже. В 2012 г. в среднем в мире (за исключением Японии) этот показатель составил 80%, поскольку реакторы по разным причинам эксплуатировались не на полную мощность. Четверть реакторов в мире имеют коэффициент нагрузки более 90%, а почти две трети – выше 75% (в 1990 г.– всего около четверти). По этому показателю лидирует американская ядерная энергетика, на втором месте – корейская. Четыре из десяти реакторов с самыми высокими коэффициентами нагрузки за все время эксплуатации работают в Южной Корее.
Производительность американских АЭС стабильно растет последние 20 лет. В США в 2012 г. средний коэффициент нагрузки составил 81% по сравнению с 66% в 1990 г. и 56% в 1980 г. Средний коэффициент мощности в период с 2000 г., как правило, превышал 90% и в 2015 г. составил 92.7%.
В 2015-2016 гг. насчитывалось двенадцать стран с четырьмя или более реакторами со средним коэффициентом нагрузки выше 80%. Поскольку реакторы останавливаются каждые 1.5-2 года для замены топлива и планового технического обслуживания, такие цифры свидетельствуют об эффективности, близкой к максимальной. Средний срок остановки реакторов в США за последние 10 лет составил всего 40 дней, хотя когда-то он превышал 100 дней.
Атомная энергетика и ее перспективы в разных регионах мира
В шестнадцати странах на АЭС приходится не менее четверти общей выработки электроэнергии. Во Франции их доля составляет около трех четвертей, в Бельгии, Чехии, Финляндии, Венгрии, Словакии, Швеции, Швейцарии, Словении и Украине – более трети. В Корее и Болгарии выработка АЭС обычно покрывает около 30% потребности в электроэнергии, в США, Великобритании, Испании, Румынии и России – почти 20% потребности. Япония ранее обеспечивала почти четверть свой потребности за счет АЭС и, вероятнее всего, вернется к такому показателю в обозримом будущем. Из стран, не имеющих собственных АЭС, Италия и Дания покрывают около одной десятой своих потребностей за счет импорта электроэнергии, выработанной АЭС в соседних странах.
В приведенной таблице обращает на себя внимание довольно хорошая позиция Украины – по выработке и рабочим мощностям наша страна находится на восьмом месте в мире, а по потребности в уране – на шестом. До сих пор, несмотря на все не горазды, атомная энергетика в таком виде, в каком она досталось Украине от СССР, является одной из сильных сторон ее экономики. По доле атома в общей выработке Украина на втором месте после Франции. Сложно себе представить, что было бы, если бы состояние атомной отрасли и ее роль в обеспечении страны энергией соответствовали нынешнему состоянию экономики в целом.
Хуже всего обстоят дела у японских атомщиков. Отрасль в этой стране так и не оправилась после Фукусимы. Несколько блоков были закрыты, оставшиеся работают, скажем, символически. 43 блока за прошлый год выработали 4.3 млрд кВт, что сравнимо с уровнем Пакистана (4.3 млрд кВт), Ирана (3.2 млрд кВт) и Нидерландов (3.9 млрд кВт) – стран, где блоков на порядок меньше (соответственно 4, 1 и 1).
Атомная энергетика в разных регионах мира
По вводу мощностей лидирует Китай. В 2016 г. в этой стране было запущено пять новых реакторов. По одному блоку было запущено в России, Индии, Южной Корее, США и Пакистане. Новые реакторы в России и Корее относятся к т.н. поколению III+, т.е. имеют усовершенствованные системы обеспечения безопасности.
В 2017 г. будет запущено больше реакторов – пять в Китае, по два в Индии, России и Южной Корее, по одному – в Словакии, Пакистане и ОАЭ. Общая их мощность составит 13 ГВт, а с их запуском суммарная мощность АЭС во всем мире превысит 400 ГВт.
В будущем темпы ввода новых мощностей, скорее всего, увеличатся. Согласно одному из сценариев прогноза World Energy Outlook 2016, опубликованному World Nuclear Association, к 2050 г. будет введено в эксплуатацию порядка 1000 ГВт новых мощностей АЭС, на атомную энергетику придется порядка 10 тыс ТВтч или четверти общей выработки электроэнергии в мире. Для этого потребуется ежегодно с 2021 г. вводить от 25 до 33 ГВт мощностей, что сравнимо с темпами ввода в восьмидесятых годах. Таким образом, после некоторого спада, в атомной отрасли начинается новый подъем.
