Астанинский инженер научно объяснил эффективность АЭС

Малик Калиекперов, инженер Астанинского филиала Алматинского института ядерной физики, представил научные обоснования необходимости развития атомной энергетики. По его словам, 80 процентов парниковых газов, загрязняющих атмосферу Казахстана, выбрасываются энергетическим сектором, передает Elordainfo.kz.

Атомная электростанция является, прежде всего, источником электроэнергии. В настоящее время 70% электричества в Казахстане вырабатывается на угольных электростанциях, средний износ которых превышает 70%. В ближайшие 10 лет планируется вывести из эксплуатации ряд таких станций. Кроме того, потребление электроэнергии в стране растет примерно на 3% ежегодно. В связи с этим Правительство утвердило План по запуску новых источников энергии до 2035 года. Согласно этому плану, в стране будет введено 26,5 ГВт новой мощности, включая реконструкцию существующих и строительство новых станций. Развитие возобновляемых источников энергии продолжится, и будут введены регулирующие мощности, включая газотурбинные и парогазовые установки. Крупные проекты по газогенерации реализуются в Туркестанской и Кызылординской областях, а также в городах Алматы и Шымкент. Также запланирована модернизация существующих угольных электростанций, в том числе расширение Экибастузской ГРЭС и строительство трех угольных электростанций.

К сожалению, из-за глобальной политики углеродной нейтральности в настоящее время сложно привлечь финансирование для строительства угольных электростанций. Международные финансовые институты отказываются выделять средства на их строительство из-за высоких выбросов парниковых газов. В связи с этим рассматривается проект по строительству одной атомной электростанции, относящейся к «зеленым» источникам энергии, с двумя реакторами большой мощности. Например, около 80% выбросов парниковых газов в Казахстане приходится на энергетический сектор. Если сравнить строительство угольных и атомных электростанций мощностью 1000 МВт, то это позволит сократить выбросы углекислого газа на 7 миллионов тонн.

В нашей стране активно развивается сектор возобновляемых источников энергии (ВИЭ). В настоящее время в Казахстане эксплуатируются 148 теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) общей мощностью 2900 МВт, включая 46 солнечных и 59 ветряных электростанций. Мы поставили цель достичь 6% доли ВИЭ в общей выработке электроэнергии к 2025 году, и уже в прошлом году нам удалось достичь этой цели. По итогам первого полугодия текущего года доля ВИЭ составила 6,5% от общего объема произведенной электроэнергии. Правительство принимает все меры для развития возобновляемых источников энергии, включая внедрение аукционного механизма для снижения цен на электроэнергию, производимую ТЭЦ. К 2027 году планируется запустить аукционные проекты по строительству электростанций мощностью 6700 МВт. Также в планах — реализация 1000 МВт крупных инвестиционных проектов для ветроэлектростанций в Жамбылской области. Однако у возобновляемых источников есть и недостатки. ТЭЦ в зависимости от погодных условий считается нестабильным источником энергии: когда нет ветра и солнца, электричества тоже нет. Установленный коэффициент использования мощности ветропарков составляет 35-40% даже в районах с высоким ветропотенциалом, достигая максимум 41-42%. Нам нужны устойчивые источники энергии, работающие круглосуточно и без выходных, для обеспечения стабильного развития промышленности и экономики в целом. Поэтому весь мир стремится развивать атомную энергетику.

К сожалению, Казахстан регулярно вынужден покупать электроэнергию у соседних стран в часы острой нехватки. По итогам 2023 года было израсходовано 115 миллиардов кВтч, из которых более 2 миллиардов кВтч было закуплено в России в плановом порядке. Нам необходимо предпринять меры сейчас, чтобы предотвратить подобные ситуации в будущем. В настоящее время многие страны активно строят атомные электростанции. В Китае возводятся 26 реакторов, Объединенные Арабские Эмираты построили свою первую АЭС, Турция также строит свою первую АЭС, а наш сосед Узбекистан объявил о планах по строительству атомной электростанции.

Наша страна обладает высоким потенциалом для развития атомной энергетики. Казахстан занимает первое место в мире по добыче природного урана, а топливные таблетки производятся на Ульбинском металлургическом заводе в городе Усть-Каменогорск с времен Советского Союза. С 2021 года завод производит готовое ядерное топливо. Ядерное топливо является самым критическим элементом атомной электростанции, и наши высококвалифицированные специалисты в настоящее время изготавливают готовое ядерное топливо для экспорта в Китай. Первые партии уже были отправлены на атомные электростанции в этой стране.

В целях выполнения поручения Главы государства по изучению возможностей развития атомной энергетики в Казахстане была проведена работа по актуализации ранее выполненных исследований. Это включает выбор реакторных технологий, определение мощности и площади для строительства атомной электростанции. В результате проведенных исследований была выбрана территория села Улькен Жамбылского района Алматинской области как наиболее подходящая для строительства АЭС мощностью до 2800 МВт.
В числе потенциальных поставщиков находятся компании CNNC (Китай, реактор HPR-1000), Росатом (Россия, реакторы ВВЭР-1200 и ВВЭР-1000), KHNP (Южная Корея, реактор APR-1400) и EDF (Франция, реактор EPR1200). В настоящее время ведутся переговоры с поставщиками ядерных технологий для обсуждения условий реализации проекта строительства АЭС.

Важно отметить, что в Послании народу Казахстана «Экономическое направление справедливого Казахстана» от 1 сентября 2023 года Глава государства провел предварительное общественное обсуждение вопроса строительства атомной электростанции и инициировал общенациональный референдум по этому поводу. В своем обращении Президент Республики Казахстан подчеркнул, что даты референдума будут определены позднее. Порядок проведения референдума регулируется Конституционным законом Республики Казахстан «О республиканском референдуме» от 2 ноября 1995 года.

В Казахстане рассматривается строительство атомной электростанции нового поколения III или III+ с использованием современных достижений и разработок, соответствующих всем требованиям безопасности, что позволит снизить риск аварий. Главная особенность реакторов нового поколения заключается в уникальном сочетании активных и пассивных систем безопасности, которые делают станцию более устойчивой к внешним и внутренним воздействиям. На современных атомных станциях третьего поколения вероятность серьезной аварии составляет менее 10^(-7) событий в год — всего одна авария за 10 миллионов лет. При этом до 40% стоимости станций уходит на системы безопасности. Для сравнения, Чернобыльская АЭС была построена в 1977 году, а АЭС Фукусима — в 1971 году; они представляли собой реакторы старого поколения с гораздо меньшими уровнями безопасности и, соответственно, более высоким риском аварий, чем современные атомные электростанции.

Все реакторы, рассматриваемые для строительства в Казахстане, являются двухконтурными. В таких реакторах вода циркулирует в первом контуре и непосредственно контактирует с активной зоной. Тепло воды в первом контуре передается без соприкосновения с водой второго контура. В этом случае турбина приводит в движение пар, вырабатываемый во втором контуре реактора. Обычно на атомной электростанции вода циркулирует в закрытой системе, где отработанный пар конденсируется и используется повторно.

Важно отметить, что размещение атомной электростанции на берегу озера Балхаш приведет к значительно меньшим необратимым потерям воды в процессе эксплуатации, чем потери от естественного испарения с поверхности озера. Например, в 2023 году восточная часть водного баланса озера Балхаш представлена испарением, составившим 18,7 км³. По данным поставщиков, необратимые потери воды (испарение) при работе двухблочной АЭС составляют около 63 млн м³ в год, что соответствует 0,32% от общего объема испарения озера Балхаш. Следует отметить, что общий объем воды в озере Балхаш составляет примерно 108,3 млрд м³, что значительно превышает объем, необходимый для охлаждения АЭС. Таким образом, строительство атомной электростанции существенно не повлияет на уровень воды в озере.
 

Райхан Рахметова