Атомная энергетика в России и вне её

Хрущёв-мл. о зарождении советской атомной энергетики.

---

...

Георгия Максимилиановича (Маленкова в 1956) с делегацией свозили в Центр ядерных исследований в Харуэлле, показали строящиеся атомные электростанции, не в пять киловатт, как наша Обнинская, запущенная в позапрошлом, 1954 году, а настоящие, промышленные.

...

В первый же вечер по возвращении в Москву Маленков поспешил к отцу поделиться впечатлениями от поездки. ... Затем речь зашла об атомных электростанциях. Еще в прошлом году всем, и правительству, и ученым, казалось, что мы тут занимаем передовые позиции. Рассказ Маленкова удивил отца, и удивил неприятно. До того ему никто не докладывал об успехах англичан в этой области.

...

В том первом разговоре 5 января 1956 года отец поручил Завенягину (они знали друг друга с 1920 года, тогда Аврамий Павлович секретарствовал в Юзовском уездном комитете, а отец ходил у него в заместителях) продумать возможность использования атомных реакторов для получения электроэнергии и главное просчитать, во сколько обойдется киловатт. Через пару месяцев ученые, атомщики и энергетики, доложили: атомные электростанции построить можно, но выработанное на них электричество дороже теплового, а уж тем более полученного на гидроэлектростанциях. Отец согласился лишь отчасти — по его мнению, мы уже построили и строим еще атомные реакторы для производства оружейного плутония, они охлаждаются водой, а затем этот водяной пар, разогретый энергией атома, охлаждается в градирнях и еще не остывшая вода сбрасывается без толку в реки. Все происходит так же, как и на тепловых электростанциях, только там паром крутят турбины, а тут его выбрасывают. Если реакторный пар заставить работать, то выработанная электроэнергия получится как бы даровой.

Атомщики вскоре доложили, что такой вариант возможен, правда, в силу технологических особенностей давление реакторного пара получается низким, всего в одну и одну десятую атмосферы, но и этого достаточно, чтобы на плутониевых реакторах начать вырабатывать электроэнергию. Для настоящих электростанций придется спроектировать в будущем специальные, рассчитанные под их требования атомные установки. 1 марта 1956 года отец поставил на обсуждение Президиума ЦК вопрос о строительстве в 1956–1960 годах атомных электростанций. Скорее не план, а прикидка плана не столько промышленного, сколько экспериментального строительства. Он считал, что, даже не имея возможности конкурировать с гидро— и теплоэлектростанциями, атомные станции могут оказаться рентабельными в районах, куда уголь приходится издалека везти по железной дороге, особенно добываемый из глубоких шахт «дорогой» уголь, такой, как донбасский. Первую станцию предполагалось заложить в районе Куйбышева (Самары), теперь мы знаем эту точку как Балаковская АЭС. Дальнейший план развертывания атомной энергетики предстояло еще уточнить, в марте наметили перспективные регионы: Уральский, Московский, после некоторых колебаний — Ленинградский.

Этот план касался промышленных атомных электростанций, пока же в качестве эксперимента поручили приладить турбины и электрогенераторы к строящимся в Сибири оружейным реакторам и тем самым разрешить проблему электроснабжения «закрытых» городов и прилегающих к ним «открытых» районов.

По мнению Маленкова, англичане занялись атомной энергетикой не от хорошей жизни: «У них нет больших рек, нефть везут издалека, со Среднего Востока, свой уголь дорогой, вот они и ухватились за атомную энергию. У нас же рек в избытке, мы начинаем добывать в разрезах дешевый уголь, часть станций переходит на мазут, тоже свой». Аргументы Маленкова прозвучали убедительно, но, тем не менее, отец попросил его еще раз все тщательно просчитать. Экономисты-энергетики подтвердили свои выводы: при существующих технологиях «атомное» электричество обойдется дороже.

Рассказ Маленкова об атомных станциях меня очень заинтриговал, все, связанное с атомом, в те годы окружал сказочно-фантастический ореол, и его выводы о нерентабельности атомной энергетики меня расстроили. В последующие месяцы при каждом удобном случае я приставал к отцу с расспросами о планах в этой области. С заключением экономистов я, без малейших к тому оснований, никак не соглашался. Оказывается, не согласился с ними и Курчатов. При очередной встрече с отцом он настаивал на продолжении работ. В отличие от меня, он приводил серьезные резоны: только так удастся отработать новую технологию и, по мере накопления новых знаний, удешевить производство «атомного» электричества.

...


А вот подключение «плутониевых» оружейных реакторов к выработке электроэнергии развернулось без проволочек. За него отвечал один Завенягин и в увязке с Маленковым не нуждался. В самом начале 1957 года в Томске-7 (Северске), взяв за базу оружейный реактор И-1, приступили к сооружению оружейно-энергетического реактора ЭИ-1 с прилаженной к нему паровой турбиной низкого давления и электрогенератором на 100 тысяч киловатт. 7 сентября 1958 года реактор в Томске дал ток в местную энергосистему и одновременно начал нарабатывать бомбовые плутониевые заряды. О первом событии возвестила «Правда» и другие центральные газеты, о втором — доложили отцу специальной шифровкой с грифом «Совершенно секретно. Особой важности». По завершении работ на первой экспериментальной атомной электростанции рассчитывали установить шесть таких установок с общей мощностью 600 тысяч киловатт.

...

Тем временем работа над чисто энергетическими атомными установками набирала силу. Они тоже оказались двойного применения: одним предназначалось крутить турбины на атомных электростанциях, другие вращали турбоагрегаты атомных подводных лодок и ледоколов. Всеми этими работами теперь руководил академик Александров. Летом 1962 года первая советская атомная подводная лодка «Ленинский комсомол» поднырнула под лед Северного полюса, и в том же 1962 году выработанная на атомных электростанциях электроэнергия стала экономически конкурентоспособной. «Атомное» электричество теперь стоило не дороже, чем «тепловое», — 10 копеек за киловатт ... Более того, начался обратный процесс. Пока атомный киловатт дешевел, на гидростанциях еще вчера «даровая» электроэнергия дорожала. В 1962 году за гидрокиловатт уже платили 15 копеек. Западнее Волги атомные электростанции становились все более выгодными.

---

Кому интересно годовой отчет индийского департамента по атомной энергии по итогам 2019 г.:

(гуглоперевод)

Основные направления политики и программы Департамента по атомной энергии (DAE) в течение 2019 года приведены ниже.

I. Ядерная энергетическая программа:
• Кайгаская атомная электростанция (КГС-1) установила мировой рекорд в 962 дня непрерывной работы.
• Блоки АЭС Тарапур (TAPS 1 и 2), подключенные к сети в апреле и мае 1969 года, завершили 50-летнюю безопасную эксплуатацию. TAPS-1 & 2 в настоящее время являются самыми старыми действующими энергетическими реакторами в мире, производя надежную мощность около двух рупий за единицу.
• В настоящее время в стране действуют 22 реактора с установленной мощностью 6780 МВт, работающих с коэффициентом загрузки станции выше 80%.
• Шесть реакторов на тяжелой воде под давлением (PHWR) мощностью 700 МВт каждый находятся на разных стадиях строительства, что добавит 4200 МВт.
• Четыре реактора ВВЭР (ККАЭС-3-6), каждый мощностью 1000 МВт, находятся в стадии строительства.
• Ядерный топливный комплекс (ЯТЦ) завершил поставку топливных пучков из 37 элементов на Какарапарскую атомную электростанцию (KAPP3), сначала PHWR мощностью 700 МВт, в соответствии с первоначальными потребностями в активной зоне, создав завод по производству топливного пучка из 37 элементов.
..........

V.Гражданское ядерное сотрудничество:
Был достигнут прогресс в двустороннем международном участии Индии в гражданском ядерном сотрудничестве с основными партнерами.
Россия:
• Ведутся переговоры с Госкорпорацией «Росатом» по строительству атомной электростанции мощностью 6х1200 МВт на новой площадке.
Франция:
• Переговоры находятся в продвинутой стадии для реализации проекта Jaitapur (6x1650 MWe).
США:
• Ведутся переговоры с Westinghouse о строительстве атомной электростанции 6x1100 МВт в Коввада (AP)

VI.Прогресс в закупках урана у крупнейших мировых поставщиков:
В рамках усилий правительства по введению в действие международного гражданского сотрудничества Индии в ядерной области были достигнуты значительные результаты в соглашениях о поставках топлива с крупнейшими мировыми поставщиками, а именно с Канадой, Казахстаном и Австралией.

 

Просто - очень хорошая новость.

Премьер-министр ОАЭ и правитель Дубая Мухаммед бен Рашид Аль Мактум в субботу объявил о запуске первой в арабском мире атомной станции "Барака".

"Сегодня публично объявляем об успехе ОАЭ в запуске первого мирного атомного реактора в арабском мире на станции Barakah в Абу-Даби. Специалистам удалось загрузить ядерное топливо, провести комплексные испытания и успешно завершить операцию по запуску", — написал премьер в социальной сети Twitter.
Он отметил, что ОАЭ собираются "эксплуатировать четыре атомные электростанции, которые обеспечат четверть потребности государства в электроэнергии безопасным, надежным и экологически чистым способом, назвав атомные станции и исследования космоса со стороны ОАЭ "сообщением миру, что арабы способны возобновить свой путь в науке и конкурировать с остальными великими нациями".
АЭС в Бараке будет состоять из четырех энергоблоков общей мощностью 5600 мегаватт.
Ранее генеральный директор Федерального агентства ОАЭ по регулированию атомной деятельности FANR Христер Викторссон сообщил РИА Новости, что первая в арабском мире атомная станция Barakah может быть запущена в начале 2020 года, после того как агентство выпустит лицензию на ее эксплуатацию и после загрузки ядерного топлива.

Первая эмиратская АЭС с четырьмя реакторами строится на западе страны, на побережье Персидского залива в регионе Аль-Гарбия эмирата Абу-Даби, расположенном в 250 километрах от столицы страны.
Строительство электростанции стоимостью 25 миллиардов долларов началось в 2011 году, ожидалось, что в 2017-м станция уже начнет вырабатывать электроэнергию.

На Белорусской АЭС началась загрузка ядерного топлива в реактор первого энергоблока. Фото: Росатом

Еще чуток о ранней истории мировой атомной энергетики.

---

20 февраля 1956 года Игорь Курчатов впервые появился перед публикой. Более десяти лет, с 1942 года, отец советской атомной бомбы был окружен завесой государственной тайны, работая в засекреченных лабораториях Москвы и Обнинска и на полигонах в Казахстане. Теперь он стоял перед делегатами XX съезда КПСС в Москве и рассказывал о фантастических перспективах СССР, который получит ядерную энергию67. В короткой зажигательной речи Курчатов рисовал впечатляющую картину строительства новейших реакторов и футуристической Коммунистической империи, просторы которой будут бороздить корабли, поезда и самолеты на атомной тяге. Он предсказывал, что дешевое электричество вскоре придет в каждый уголок Союза. Он обещал, что всего через четыре года ядерный потенциал страны достигнет 2 млн киловатт — в 400 раз больше, чем производила станция в Обнинске.

Для реализации этого захватывающего замысла Курчатов — назначенный главой Института атомной энергии — убедил руководство Средмаша построить четыре различных прототипа реакторов68. Из них он надеялся выбрать конструкцию, которая ляжет в основу советской ядерной отрасли. Но сначала нужно было завоевать расположение экономических бонз Госплана, которые контролировали распределение ресурсов в СССР69. Отдел энергетики и электрификации Госплана определял все — начиная с сумм, которые будут выделены на строительство каждой станции, и заканчивая количеством электроэнергии, которое она должна вырабатывать по завершении строительства. В Госплане мало интересовались идеологией, престижем страны или триумфом социалистических технологий. Там добивались рациональной экономики и ощутимых результатов.

И на Западе, и в СССР заявления ученых о том, как атомная энергия уже скоро и без особых затрат составит конкуренцию традиционной электроэнергетике, основывались на ничем не обоснованных иллюзиях: «электричество будет таким дешевым, что его даже не нужно будет измерять» (too cheap to meter)70. Но энтузиасты развития атомной энергетики в СССР не могли рассчитывать на доходы от продажи акций или на рыночные инвестиции. Экономика была не на их стороне: расходы на строительство каждого ядерного реактора были колоссальными, в то время как СССР был богат ископаемыми углеводородами — особенно в Сибири, где находили все новые месторождения нефти и газа.

И все же гигантские размеры и неразвитость инфраструктуры Советского Союза были аргументами в пользу атомной энергии71. Ученые напоминали, что сибирские месторождения расположены за тысячи километров от тех регионов, где они востребованы, ведь основная часть населения и производственного потенциала располагались в западной части страны. Транспортировать сырье или электроэнергию на такие расстояния было дорого и неэффективно. Кроме того, главные конкуренты атомных станций — гидроэлектростанции — требовали затопления огромного количества ценных сельскохозяйственных площадей. АЭС, пусть и дорогие в строительстве, оказывали незначительное воздействие на окружающую среду, мало зависели от природных ресурсов, их можно было строить рядом с крупными городами с их производствами, и в перспективе они могли давать огромное количество электроэнергии.

Очевидно убежденные обещаниями Курчатова, руководители Госплана выделили средства на два прототипа станций: одну — с реактором с водой под давлением (ВВЭР), того образца, что уже становился стандартом в Соединенных Штатах, и другую — с водно-графитовым реактором канального типа — увеличенную версию АМ-172. Но, как это случилось и на Западе, стоимость строительства многократно возросла, и в Госплане заподозрили, что ученые ввели их в заблуждение73. Планы пересмотрели, работы по созданию ВВЭР были остановлены, и атомное будущее, которое живописал Курчатов, стало рушиться. Он требовал возобновить финансирование, писал начальнику Госплана, что эти планы жизненно необходимы для определения будущего советского атома. Но просьбы его не были услышаны, и в 1960 году Курчатов умер, не дождавшись осуществления своей мечты.

Тем временем Министерство среднего машиностроения завершило новый проект в Западной Сибири, спрятанный на секретной площадке, известной как Комбинат № 816 или Томск-7VII, 74. ЭИ-2, он же «Иван Второй», был большим военным водно-графитовым реактором75. Его предшественник, И-1, «Иван Первый», был моделью, построенной исключительно для производства плутония для ядерных боеголовок. Реактор ЭИ-2 выполнял две задачи одновременно: производил оружейный плутоний, а в качестве побочного продукта еще и генерировал 100 мегаватт (МВт) электроэнергии. Через два года после смерти Курчатова работы по советской гражданской ядерной программе были возобновлены (уже с отставанием от конкурентов в Соединенных Штатах). Упор делался на недорогие в строительстве и дешевые в эксплуатации реакторы76. На тот момент это были не сложные экспериментальные реакторы гражданской ядерной программы Игоря Курчатова, а мощный «Иван Второй», готовый нести атомное знамя Советского Союза.

Менее чем через год после того, как Игорь Курчатов представлял свое имперское видение вооруженного атомной энергией СССР делегатам партсъезда в Москве, улыбчивая молодая королева Елизавета II участвовала в церемонии открытия атомной электростанции «Колдер Холл» на северо-западе Англии77. Потянув рычаг ручкой в элегантной перчатке, она увидела, как стрелка на большом счетчике начала вращаться, показывая, что первое атомное электричество вливается в Британскую национальную сеть от одного из двух реакторов станции с газовым охлаждением. Было объявлено, что это запуск первой коммерческой АЭС в мире, заря новой промышленной революции и триумф тех, кто хранил веру в мирный атом, пока остальные боялись, что он принесет только разрушение. «Это эпохальный день!» — сказал радиокомментатор.

Это был пропагандистский маневр. Правда заключалась в том, что АЭС «Колдер Холл» построили для производства британского оружейного плутония. Электричество, которое она вырабатывала, было дорогостоящим фиговым листком78. Корни гражданской ядерной отрасли не только тесно переплелись с военными технологиями, на которые она опиралась, но и опутали умы ее участникам. Даже на Западе ученые-ядерщики продолжали работать в сфере секретности и нескончаемой гонки: в среде, где рискованные эксперименты подчас заканчивались нежеланием властей признавать, что что-то пошло не так.

Через год после запуска «Колдер Холл», в октябре 1957 года, техники на близлежащем реакторе-размножителе в Виндскейле пытались решить почти невозможную задачу — произвести в срок необходимый для британской водородной бомбы тритий. Персонала безнадежно не хватало, и люди работали с технологиями, которые не полностью понимали сами. В условиях цейтнота не всегда выполнялись и требования безопасности. 9 октября на реакторе № 1 в Виндскейле загорелись 2000 т графита79. Графит горел двое суток, разнося радиацию по Соединенному Королевству и Европе и загрязняя окрестные молочные фермы радиоактивным изотопом йод-13180. Наконец директор станции распорядился залить кучу графита водой, не зная, потушит ли это огонь или вызовет взрыв, от которого значительная часть Великобритании станет непригодной для жизни. Когда впоследствии комиссия, назначенная расследовать происшествие, подготовила подробный отчет, премьер-министр Великобритании приказал изъять все экземпляры, кроме двух или трех, и рассыпать набор81. В опубликованной выхолощенной версии отчета вину за пожар возложили на операторов АЭС. Масштаб этой аварии британское правительство отказывалось признавать еще 30 лет82.

---

Еще из истории экономики и политики атомной энергетики.





металлург, членкор, один из крупных советских организаторов производства (после войны в атомпроме) Василий Семенович Емельянов, мемуары "С чего начиналось" (издано в 1978, что ли)

---

В 1959 году, будучи в США в штате Нью-Мексико, я встретился с сенатором Клинтоном Андерсеном, который в то время занимал пост председателя объединенной атомной комиссии сената и палаты представителей. Тогда мы вместе с ним провели целый день, и он рассказал мне о ситуации, сложившейся в США в атомной области.

— Ваши дипломаты не понимают нас в вопросах использования атомной энергии, — начал он, когда мы сели с ним в машину и направились осматривать урановые рудники. — Вы инженер, и поймете меня. Не можем мы немедленно прекратить производство ядерного оружия. Не можем!

— Почему? — спросил я.

Мы ехали по великолепной, прямой, как стрела, автомобильной дороге. В этом штате автомобильные дороги не загружены, и машина мчалась со скоростью сто миль в час.

— Как вы думаете, что с нами случится, если я сразу заторможу машину? — спросил Андерсен вместо ответа на мой вопрос.

— Видимо, мы перевернемся, — ответил я.

— Вот это же случится и с нашей экономикой, если мы сделаем full stop[24] в области производства ядерного оружия. Это производство занимает очень большое место в нашей экономике. Многие штаты живут выполнением работ и оказанием услуг атомной промышленности, занимающейся производством вооружений. Завтра вы поедете в штат Теннесси — там у нас находится Ок-Риджские диффузионные заводы. Они стоили нам более двух миллиардов долларов. Что же вы хотите, чтобы мы их разрушили? Да?

— Зачем же разрушать заводы в Ок-Ридже. Насколько мне известно, никто этого не предлагал и не предлагает. Речь идет о другом — о мирном, а не военном использовании урана-235, который они производят. Почему нельзя обогащенный уран использовать в атомной энергетике? — задал я вопрос Андерсену.

— А зачем нам нужна атомная энергия? — вопросом на вопрос ответил сенатор. — Вот здесь, где мы с вами едем, под нами огромное количество природного газа, а там, за горами, нефть, в штате Теннесси, где вы завтра будете, много дешевого угля. На шахтах уголь стоит всего три доллара тонна. Мы его теперь продаем даже Европе. Правда, транспорт обходится в 16 долларов за тонну, но все равно продавать можно. Европа сидит без топлива, как вы, вероятно, знаете.

Потом, несколько задумавшись, он продолжил:

— Конечно, перевозки угля в Европу обходятся дорого. Вот тогда у нас и возникла идея строительства в Европе атомных электростанций. Сжигать дешевый уголь штата Теннесси у себя, энергию использовать на обогащение урана, а уран-235 поставлять для европейских атомных электростанций. Один грамм урана-235, как вам известно, эквивалентен 3–3,5 тоннам угля, а перевозка одного грамма ничего не стоит. Это могло бы быть экономически очень выгодным делом.

— Не только экономически, — заметил я, — но и политически — это позволило бы вам привязать экономику Европы к Ок-Риджским диффузионным заводам.

Андерсон посмотрел на меня сердито и проговорил:

— А вы не иронизируйте, профессор. Что же вы хотите, чтобы мы уничтожили эти заводы? Мы в них вложили огромные средства и хотим вернуть их. Оказывая содействие строительству атомных электростанций в Европе, мы вместе с тем будем держать под контролем и обогащенный уран и плутоний, чтобы предупредить возможность использования этих материалов для военных целей.

— А что же тогда мешает вам начать строительство атомных электростанций в Европе? — задал я сенатору новый вопрос.

— Что мешает? — и Андерсен задумался, а затем нехотя, как мне показалось, начал свои объяснения — Видите ли, недавно в Сахаре открыты крупные месторождения нефти и природных газов, и группа бизнесменов, занимающихся органическим топливом, обдумывает проект эксплуатации этих месторождений и подачи газа и нефти в Европу.

— Но ведь это не ваши месторождения. Они принадлежат государствам африканского континента, — заметил я.

— Ну, этот вопрос мы легко отрегулируем, — парировал сенатор. — Его не трудно разрешить. Договоримся!


...


А несколько лет спустя, в 1965 году я встретился в Вашингтоне с сенатором М. Прайсом, До этого он посетил Советский Союз, и я вместе с ним был в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. В Вашингтоне мы встретились как старые знакомые.

Прайс предложил мне осмотреть сенат. Во время экскурсии он, обращаясь ко мне, сказал:

— Профессор, не лезьте с атомной энергией в область опреснения воды. Мы вас в этот бизнес не пустим. Вы, конечно, понимаете, что я имею в виду не лично вас, а всех, кто занимается атомной энергетикой.

В это время в США широко обсуждалась проблема опреснения морской воды, так как во многих штатах ощутимо сказывался недостаток пресной воды, в особенности в Калифорнии. В печати появился ряд статей о возможности решения проблемы пресной воды путем использования для этих целей энергии крупных атомных электростанций.

— Использование атомной энергии для целей опреснения воды определит в конце концов экономика. Если это окажется выгодным, сенатор, вы остановить этот процесс не сможете, — сказал я.

— Сможем! — запальчиво ответил Прайс. — Мы снизим цены на уголь, но вас, атомщиков, в эту область не допустим, ищите себе иной бизнес, — уже с каким-то раздражением произнес он.

---

Вроде от 2019

Даже самые сдержанные прогнозы МАГАТЭ говорят, что к 2030 году на планете может быть построено до 600 новых энергоблоков (сейчас их насчитывается более 436). На увеличении доли ядерной энергетики в мировом энергобалансе могут сказаться такие факторы, как надежность, приемлемый уровень затрат по сравнению с другими отраслями энергетики, сравнительно небольшой объем отходов, доступность ресурсов.

 

Хотя по другим источникам масштабы ожидаются куда более скромные.

Себестоимость электроэнергии, производим

И наиболее интересный - чувствительность величины себестоимости к изменению цены топлива:

Цифирки по себестоимости походу устаревшие, но характер зависимости почти наверняка сохранился.

За 4 месяца 2022 г. Ленинградская АЭС отпустила в энергосистему 9,34 млрд кВтч (104,71% от плана ФАС). Такой объем выработки позволяет сэкономить выбросы СО2-эквивалента в объеме около 4,56 млн тонн (если бы аналогичный объем электроэнергии вырабатывался угольной генерацией).
Коэффициент использования установленной мощности Ленинградской АЭС в январе-апреле 2022 г. составил 79,61% при плане 77,41%. Всего с начала эксплуатации по состоянию на 1 мая 2022 г. Ленинградская АЭС выработала 1,124 трлн кВт*ч электроэнергии. Это крупнейший показатель за всю историю отечественной атомной энергетики.
В настоящее время на Ленинградской АЭС работают все 4 энергоблока, которые несут нагрузку согласно диспетчерскому графику в 4215 Мвт. Энергоблоки № 1 и № 2 РБМК-1000 остановлены для вывода из эксплуатации.