Малая плавучая АЭС запускает новый тренд — почему мир выстраивается в очередь за технологией

Россия налаживает серийное производство малых плавучих АЭС. Они необходимы для развития Северного морского пути. А за рубежом спрос обеспечат страны Глобального Юга и Востока.

Фото: Own work by Elena Dider, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

The first Russian floating nuclear power station being transported from Murmansk

Вопросы, которые стоят перед человечеством, на самом деле очень серьезные. Сегодня каждый десятый житель Земли не имеет доступа к электричеству. А к 2050 году миллиарды людей столкнутся еще и с дефицитом пресной воды. Ядерная энергетика — это и свет для тех, кто живет в темноте, и глоток чистой воды для тех, кого мучает жажда. Но строительство АЭС — сложная задача, и не везде ее можно реализовать. Хотя туда, где нельзя возвести атомную станцию, ее можно привезти по морю.

Технологический уклад цивилизации меняется, и Россия уверенно возглавляет новый тренд

В нашей стране созданием атомного сердца для плавучих АЭС занимается Опытное конструкторское бюро машиностроения им. И. И. Африкантова. Оно с момента своего создания специализировалось на атомных реакторах для ВМФ и ледоколов.

К судовым реакторам предъявляются особые требования. Они должны быть компактными и при этом иметь повышенную надёжность. В Советском Союзе такие реакторы создавались с прицелом на массовое серийное производство за счёт широкой унификации оборудования, агрегатов и блоков. Эти принципы остаются базовыми и сегодня.

Атомщики строят плавучие АЭС вокруг реактора блочной конструкции КЛТ-40С. Это водо-водяной энергетический реактор малой мощности является по сути усовершенствованной модификацией серийной установки российских атомных ледоколов. Термин "водо-водяной" означает, что в реакторе замедлителем нейтронов и теплоносителем является обычная вода. Внутри реактора она имеет температуру около 300 градусов Цельсия, но не кипит, поскольку находится под давлением 150 атмосфер.

Водо-водяной реактор разделен на два контура, изолированных друг от друга. В первом контуре вода нагревается от тепла, выделяемого атомной сборкой, а во втором — нагретый от первого контура пар вращает турбину, производящую электроэнергию. Конструкция такого реактора практически исключает выход радиации наружу. По многочисленным замерам, дополнительная дозовая нагрузка на население при нормальной эксплуатации ПАЭС на расстоянии одного километра пренебрежимо мало по сравнению с естественным радиационным фоном.

Причал для мирного атома

Плавучая АЭС — это атомная электростанция, размещенная на судне, которое стоит у берега. Она нужна там, где строить стационарный энергообъект нецелесообразно. Например, в удаленных районах — для обеспечения промышленных предприятий и портовых городов. Поэтому рядом с гаванью должна быть вся необходимая инфраструктура, чтобы подавать электричество и горячую воду от энергоблока в дома местных жителей и на производства. Нужны и защитные сооружения, чтобы не подвергать судно опасности, если на море начнется волнение или появятся дрейфующие льды (если мы говорим об Арктике).

Пожалуй, главные достоинства атомной электростанции — прогнозируемая низкая стоимость энергии, которая не привязана к ценам на углеводороды, а также экологичность этой самой энергии. В случае с плавучей АЭС сюда можно добавить мобильность, относительно небольшие сроки строительства объекта и инфраструктуры для него, низкие эксплуатационные расходы. Помимо электроэнергии, плавающая станция может вырабатывать опресненную и горячую воду. Другой немаловажный плюс такого объекта — отсутствие так называемого ядерного наследия. Иначе говоря, судно в любой момент может быть отбуксировано к причалам специализированного завода.

Первая плавучая АЭС была построена несколько лет назад именно в России. И аналогов ей в мире до сих пор нет. Это судно "Академик Ломоносов" с двумя реакторными и двумя паротурбинными установками общей мощностью 77 мегаватт.

"Академик Ломоносов" — первая ласточка перспективного направления в атомной энергетике

Российские атомщики разработали целое семейство плавающих атомных электростанций, которые по воде можно доставить практически в любую точку мира. Разные корпуса, мощности реакторов и элементы для компоновки дают возможность собрать мобильную АЭС под конкретного заказчика.

Новые плавучие АЭС российские инженеры создают для любых климатических зон. Например, ПАЭС "Академик Ломоносов" — головной проект серии мобильных транспортабельных энергоблоков малой мощности — предназначен для Арктики. Сейчас он стоит в бухте чукотского города Певек и вырабатывает электричество для городского хозяйства и ближайших промышленных производств.

А в тропическом климате при использовании тех же реакторной установки и турбины само судно будет другим — на 20-25 процентов легче "Ломоносова", у которого водоизмещение — 21 тысяча тонн. Это позволит снизить стоимость производства.

Через пару лет в строй войдёт модернизированная плавучая АЭС мощностью 106 мегаватт. Реакторы нового поколения "РИТМ-200" позволят увеличить мощность более чем на треть по сравнению с "Академиком Ломоносовым", при аналогичных габаритных показателях.

Еще одну плавучую АЭС строят под реактор "РИТМ-400". Энергоблок мощнее предшественника почти вдвое (180-190 мегаватт в зависимости от топливного цикла). Россия обладает компетенциями и технологиями для изготовления реактора, турбины и остального ключевого оборудования по полному циклу. Здесь даже не годится термин "импортозамещение". Нам нет нужды замещать иностранные разработки отечественными, поскольку россияне являются пионерами в этой области.

Срок службы плавающей АЭС — до 60 лет. Перегрузку отработанного ядерного топлива нужно проводить с интервалом в 5-10 лет. Все операции ведутся на специализированном предприятии в России.

Плавучими атомными электростанциями интересуются многие страны, в числе которых Индонезия, Катар, Китай, Малайзия, Объединенные Арабские Эмираты, Саудовская Аравия, Таиланд, Южно-Африканская Республика. Например, в Китае немало островов, которые необходимо развивать. В прибрежных районах на материке сосредоточены промышленные производства. Когда эти районы проектировались и строились, возросшие потребности в электроэнергии не закладывались в нужных объемах. Проблемы могут решить российские плавающие АЭС.

Впрочем, нужны ПАЭС и в России. Например, в Приморье. По словам экспертов, регион испытывает энергодефицит в 200 МВт. И плавучие АЭС могут стать решением проблемы. Власти региона предлагают разместить три у города Фокино для развития промышленных предприятий, одну — в Хасанском районе возле поселка Славянка для энергоснабжения туристических объектов. Пятый плавучий энергоблок будет заменять действующие во время перегрузки топлива.

Кроме того, есть идея разместить порядка 15 плавучих АЭС вдоль всего Северного морского пути, частью которого, кстати, является и упомянутый выше Певек. Эти энергоблоки будут обеспечивать работу крупных горнопромышленных кластеров по добыче золота, серебра, меди, свинца и цинка.

Главное преимущество плавучих АЭС — мобильность

При возведении стационарной атомной станции неизбежно возникают большие трудности с точки зрения требований к земельному участку и строительству. В то время как плавучие атомные станции могут быть установлены фактически на любом побережье, в зоне которого возможно крупнотоннажное судоходство. Единственное ограничение — внутриконтинентальные территории. Вести ПАЭС по рекам сложно и далеко не везде возможно. Самое главное, что даже самые развитые страны мира лишены возможности самим использовать российские технологии, поскольку у них нет необходимой производственной и научно-технической базы. Иными словами, Россия — единственный на данный момент владелец и эксплуатант передовой технологии, о которой другим развитым странам приходится только мечтать.