Малки модулни реактори – мисията (не)възможна

12-11-2020г.

Гост-автор

Решението на правителството да се преговаря с американски компании за възможността да се инсталират малки модулни реактори на площадката, планирана за VІІ блок на АЕЦ "Козлодуй", провокира доста коментари. Внезапният порив на премиера за придобиване на подобни мощности дойде седмица след оферирането им от висш американски дипломат, който междувременно за изграждането на руския газопровод "Турски поток". Поради тази причина предположенията бяха, че става дума за поредния трик на премиера в опит да "омилостиви" САЩ.

Независимо какво се върти в главата на министър-председателя, експерти са на мнение, че малките модулни реактори са бъдещето на ядрената енергетика. И макар че все още са далеч от търговска експлоатация, сега е подходящият момент да се започне работа по внедряването на тези все още иновативни технологии, чието развитие в глобален мащаб напредва.

Евентуалното им инсталиране съвсем не е толкова проста задача, както я изкара премиерът. Предизвикателства има и на световно, и на национално ниво. Задачата за България е решима. Но само при ясен план за енергетиката в следващите 10 години – с конкретна посока, базирана на точни икономически и финансови анализи, за да е ясно какви видове мощности и с какъв дял влизат в енергийния микс на страната. Предложеният от Министерството на енергетиката проект за енергийната стратегия до 2030 г. не върши работа, тъй като повече прилича на мишмаш от несъвместими планове и идеи.

На тази нива ще е

Taзи нивa щe бъдe VII peaĸтop нa AEЦ "Koзлoдyй", обяви в средата на октомври Бойко Борисов насред поле</a> край ядрената централа, под поройния дъжд. "Искаме да направим VII блок с коренно различна технология от досегашната. 100% диверсификация, както направихме с газта. Разработваме система за малки модулни централи, които все още не са лицензирани в ЕС, но се работи по тях. Това ще е някъде 2027 г., живот и здраве", допълни Борисов и поясни, че става въпрос за един, вероятно американски реактор, а после и за малки модулни.

Ден по-късно "Българският енергиен холдинг" получи нареждане до края на януари 2021 г. да представи на енергийния министър Теменужка Петкова резултатите от преговорите си с компании от САЩ, които разработват нови ядрени технологии, в това число и такива, свързани с малки модулни реактори. Целта е да се проучи възможността за изграждане на нова мощност на одобрената вече площадка на АЕЦ "Козлодуй" в рамките на този ОВОС, който е направен и одобрен към настоящия момент, обясни Петкова пред парламента.

От големите обратно към малките реактори

Идеята за малки модулни реактори (ММР) у нас всъщност съвсем не е нова и неколцината ядрени новатори лобират за тях поне от десетина години. Но старата генерация в отрасъла ги смята за фантасмагория, хартиена възможност и нещо, което не е подходящо за България.

В голяма част от света обаче работата по малки, по-маневрени като мощности и по-сигурни реактори се подновява трескаво след аварията в японската АЕЦ "Фукушима" през 2009 г. Всъщност ядрената индустрия прохожда през 1950-те години именно с малки реактори, преди да се стигне до сегашния модел на огромни атомни мощности, скъпоструващи и бавни за изграждане с тежки лицензионни процедури. За мегамощностите се смята, че носят икономия от мащаба и цената на тока им ще е по-ниска, но темпът на изграждането им е толкова бавен, че стойността им нараства неимоверно. В зората на ядрената индустрия такива технологии се ползват и за военни цели като част от подводници, бойни кораби и др.

Трескава работа по над 70 проекта в света

Към днешна дата в света интензивно се работи по над 70 проекта за малки модулни реактори, които са в различна степен на развитие, според обявен само преди дни доклад по темата на Международната агенция за атомна енергия. Три руски проекта, индийски и пакистано-китайски дори са в експлоатация, а други два китайски и един аржентински са в процес на изграждане и очакванията са да бъдат въведени в експлоатация между 2021 и 2023 г. Останалите са на различни етапи, но всички големи компании от ядрената индустрия плюс редица иновативни компании и консорциуми участват в надпреварата да са сред първите във въвеждането им в експлоатация. Сред тях са световни имена като "Дженерал Електрик", "Тошиба", "Мицубиши", "Ролс-Ройс", "Фраматом", но и по-непознатите на широката публика "НюСкейл Пауър", "ТераПауър", редица руски компании, Китайската държавна ядрена корпорация, канадски, британски, южнокорейски, южноафрикански фирми, шведски и дори чешки проект.

Какви са видовете ММР

Малките модулни реактори са водно-водни; високотемпературни с газово охлаждане; с бързи неутрони, които могат да използват отново извлечените от отработеното ядрено гориво уран и плутоний; с разтопени флоурни соли, използвани и за гориво към обогатения уран и за охладител. Работи се и по иновативни технологии като "бягаща вълна", в която инвестира Бил Гейтс. При него обогатен уран, разположен в ядрото на реактора, дава старт на верижната реакция от вътре навън като започва постепенното оползотворяване на останалото гориво, което може да е природен уран, обеднен уран, отработено гориво, торий или комбинация от всички тях. Сходна е концепцията и на реактора свещ, разработена в Япония, посочват в книгата си "Бъдещето на ядрената енергетика" един от бившите директори на АЕЦ "Козлодуй" Йордан Йорданов и Йордан Янков.

Като пречка пред реализирането на всички тези проекти обаче Световната ядрена асоциация посочва липсата на стандарти за лицензирането им. В момента то трябва да става по националните тромави и скъпи процедури като за големите реактори.

Американската "НюСкейл" най-близо до реализация

Компанията "НюСкейл" е най-бързо напредващата в САЩ с малките модулни реактори (ММР) - тя вече има одобрение за своя проект от американския ядрен регулатор. Компанията получи огромно финансиране – 217 млн. долара, от американските власти през 2013 г. за лицензиране на технологията си.

Канада също предоставя държавно подпомагане на своите компании, работещи в тази сфера. През юли 2020 г. британското правителство отпусна по 10 млн. паунда на "Уестингхаус", на консорциума "Ю-батери" и на руската "Токамак Енерджи" за разработването на техни проекти за малки модулни реактори. Други 5 млн. паунда правителството ще даде на британски компании и стартъпи за развитие на нови начини за производство на оборудване на малките модулни реактори.

Най-напреднала е технологията на "НюСкейл", сн. "НюСкейл"

Българският бюджет не може да си позволи подобни разходи, но е добре да е в час с тези технологии, макар че информация за тях може да събере и младши експерт, без да се дава мандат на БЕХ, коментира пред Mediapool научният консултант на Института за изследване на риска към Виенския университет проф. д-р Георги Касчиев. Той е първият председател на българския ядрен регулатор, а също така е работил в АЕЦ "Козлодуй" и за американската "Уестингхаус". Според него идеята за ММР е интересна, но към нея не трябва да се подхожда авантюристично, а да се изчакат резултатите от реално работещ проект.

Енергийният експерт Йордан Янков от Института за публични политики, който от години работи по прогнози, модели и стратегии в енергетиката и притежава консултантската компания "Нуклеон", отдавна настоява, че малките модулни реактори са енергийното бъдеще. Той смята, че един или повече подобни проекти са реална възможност за страната чак след 10, дори 20 години, но още отсега трябва да започнат оценките и подготовката за внедряването им.

Касчиев: Да не се подхожда авантюристично

Проф. Касчиев не смята за сериозни приказките на премиера за малките модулни реактори. "Никой не поглежда доклади и решения и се отива на едно предизборно говорене – ето какви велики работи правим", коментира той пред Mediapool.

Откъде идва скептицизмът му към самите технологии?

"Авантюристично е да се действа така, сякаш тези реактори вече са се утвърдили и доказали. Ако 2030 г. (каквито са плановете) се пусне такъв, трябва да минат поне три години, за да се оцени опитът в експлоатацията, презарежданията, ремонтната пригодимост на тези модули. Има доста нови решения при тях, които трябва да се докажат в практиката как сработват", обяснява той.

Според Георги Касчиев България трябва да проучи внимателно този вид технологии и да изчака: "Не знам защо е този апел да изпращат в САЩ специалисти, помпозност правителството да дава мандат за преговори на БЕХ. Всичко го има в интернет. Да поръчат на младши експерт да изкара всичката налична информация. Има я от самите компании, от анализатори, от критици. Странна е позицията – не могат да дойдат инвеститорите за АЕЦ "Белене" да гледат документите на проекта заради Covid-19, но ние ще изпращаме наши хора героически да ходят в САЩ да проучват ММР".

Според него всички експерти споделят мнението, че думите на Борисов са знак към САЩ – "Аман заман, още изтребители ще купим, малки модулни реактори, само и само не налагайте санкции на газопровода "Турски поток".

Той обърна внимание и на практическата невъзможност при сегашното положение да се инсталират ММР на площадката, отредена за VІІ блок на АЕЦ "Козлодуй".

"Много е съмнително колко може да има правна сила това желание. В Оценката за въздействие върху околната среда (ОВОС) за нова ядрена мощност в АЕЦ "Козлодуй" са оценени три проекта – седми блок с доставеното от "Белене" оборудване с нова турбинна инсталация, руски ВВЕР и американският АР-1000", отбеляза Касчиев. "Малки модулни реактори не са предвиждани и без нова ОВОС е проблематично да се разглеждат за тази площадка. Освен това тази ОВОС вече е загубила правно действие. Тя е от 27 януари 2015 г. и според Закона за опазване на околната среда губи правно значение, ако не е започнато осъществяването на инвестиционното намерение", предупреди експертът.

Мащабът, икономиката, инвеститорите

Според проф. Касчиев завръщането към малките реактори се обуславя от това, че окрупняването на проектите за ядрени мощности до 1600 МВ и дори до 1800 МВ е довело до проблеми със сложността на изпълнение, огромните разходи, срока за изграждането. Той цитира изследване, според което от 180 разгледани ядрени проекта, при 175 има нарастване на началните разходи с повече от 110%. Времето за изграждане е увеличено със 67%.

"По тая причина трудно се намират инвеститори, много скъпа става електроенергията и затова индустрията тръгна по обратния път – към по-малки проекти. Което осигури финансиране от правителства и от богати хора – Бил Гейтс също финансира такъв проект през компанията "Терапауър", даде пример експертът.

"За най-успешен се счита проектът на "НюСкейл", който обаче също увеличава разходите си. Тръгна от 45 МВ, но стана 50 МВ. Мина първа фаза на одобрение, но проектът е под натиск за вдигане на мощността на един модул на 60 МВ и трябва ново лицензиране. Първите намерения бяха проектът да е готов 2010 г., отиде се на 2018 г., после на 2023 г., заговори се за 2027 г., вече е 2029 г. срокът за инсталиране на първият модул и надежди 2030 г. да започне промишлена експлоатация", обясни Георги Касчиев.

Избистряне на технологиите и цените

Той смята, че ако проект за ММР е лицензиран в САЩ, не е проблем да бъде припознат, дори и да се налагат допълните проучвания от българската Агенция за ядрено регулиране.

"Има много хвалби, че ще е евтино и цената на един мегаватчас произведена по този начин енергия ще е 65 долара, но има анализи, според които тези сметки са прекалено оптимистични. Анализ на "Айдахо къмпани" за такава централа, която САЩ смятат да строят, показва, че цената на електроенергията ѝ отива на 121 долара, което е много скъпо. Потвърждава се правилото, че намалявайки мащаба, се губи от икономията", допълва Касчиев.

Според цитирани от Йордан Янков оценки, себестойността на електроенергията от малки модулни реактори би била около 44-45 евро/МВтч, а при въвеждане на модулите за тези реактори в серийно производство, може да падне и до 32 евро/МВтч, което я прави напълно пазарна.

"Надеждите са, че строителството ще е двойно по-бързо от това на големите реактори и няма да има това натоварване на лихвите за осигуреното финансиране. Очаква се и да е по-евтино, защото изработката на модулите ще е фабрична и сглобяването им ще става на място. Но опитът с АР-1000, който също се изработва на модули и се монтират на площадката, не е много убедителен", коментира Касчиев. Той все пак признава, че при ММР е по-различно и може да се окаже преимущество.

Плюсове или минуси

"Ако компанията има поръчки за над 100-200 модула, ще се влезе в серийно производство и цената наистина ще падне. Но никой не може да гарантира, че ще има толкова поръчки. Засега има само един проект - този в Айдахо и този проект се подпомага от американското правителство. САЩ са налели 300 млн. долара в "НюСкейл". Преди седмица правителството обяви, че ще отдели 1.4 млрд. долара, за да подпомогне изграждането на тази централа", каза Касчиев.

Експертът посочва и излезли преди дни данни, че цената на проекта на "НюСкейл" от 12 модулни реактора с производствена мощност 60 МВ в Айдахо скача от 4.2 млрд. долара на 6.1 млрд. долара. В информациите се цитира обещанието на компанията, че ще реализира проекта само ако цената на тока ме ну надвишава 55 долара/МВтч.

Според Янков обаче не бива да се вадят прибързани заключения от този проект, тъй като е много сложно структуриран. "А и в цитираната напоследък в медиите ескалация на капиталовите разходи е включена голяма част от бъдещите оперативни разходи, което не е коректно. Ако има реално увеличаване на стойността на този конкретен проект, то няма да бъде заради технологията, а заради политически фактори извън нея. Това също подчертава вниманието, с което такива проекти трябва да бъдат планирани още от сега, за да се намалят политически рискове в бъдеще", посочва той.

Касчиев поставя под въпрос и дали като са по-малки реакторите няма да се налага използването на повече ядрено гориво. "Колкото активната зона на реактора е по-голяма, толкова използването на ядреното гориво е по-оптимално, защото много малка е оттечката на неутрони", отбелязва ядреният физик.

Според него не е добро и намерението от една командна зала да се управляват всички ММР, защото "като стане нещо на единия блок и започнат разните сигнализации и трескава работа по отстраняването на проблема, се създава суматоха и напрежение, които пречат на операторите на останалите реактори".

Касчиев посочва безопасността на ММР като една от привлекателните им страни, но по думите му засега не е ясно как ще се презарежда такъв модул с гориво: "Планира се това да става чрез откачване на целия модул и транспортирането му за презареждане на специално място и да се върне на мястото и да се присъедини отново към всички кабели, паропроводи и прочие. Възможно е това технологично решение, но е важно да се докаже, че е работещо. Това е изключително важно за ядрената енергетика. В историята има много интересни и иновативни решения, които са останали на хартия - или защото са много скъпи, или защото не са проработили ефективно".

Янков обаче смята за предимство именно това, че ММР могат да работят с едно зареждане със свежо ядрено гориво по 7 до 20 години, след което активните им зони се подменят изцяло с нови. "Процедурата все още не е позната в гражданската ядрена енергетика", обяснява той.

Според Касчиев е много важно всички бъдещи намерения в енергетиката да се правят с ясен план, симбиоза, график, анализи, разчети и яснота за източниците на финансиране.

Йордан Янков: Шанс за постигане целите на Зелената сделка

Йордан Янков е на мнение, че България трябва ясно да ориентира енергийната си стратегия към новите реалности на Зелената сделка на ЕС и прехода към климатичен неутралитет. За да се реализират иновативни проекти, за тях трябва да започне работа още отсега, предупреди той.

"Всеки ММР има свои технологични особености и производни икономически показатели, които е трудно да бъдат анализирани без целенасочена съвместна работа с компаниите-производители на съответния ММР", коментира Янков в подкрепа на решението за директни преговори с компаниите, работещи по такива проекти. Причината е, че всяка от тях пази ключово важна информация само за себе си и за своите потенциални партньори. "Просто публично известната информация не може да бъде основа за експертна оценка на потенциална на един или друг ММР. Смятам дори, че поставеният срок до края на януари 2020 е твърде кратък и нереалистичен. До тогава може да се събере и анализира само най-обща информация от 3-4 компании, но тя е безсмислена, ако не бъде разгледана в контекста на развитието на енергийната ни система като цяло с перспектива от поне 10-20 години", допълва специалистът.

"Груба грешка е да се смята, че ММР са просто по-малки мощности. В много случаи активната им зона е сравнима или малко по-малка от тази на големите реактори. Това води до много по-малка мощностна плътност на реактора и значително по-голям резерв от охладител. Което пък позволява защита, които са много по-надеждни и лесни за управление и това има каскадно отражение в ред показатели, засягащи сигурността и икономиката на експлоатация", отбелязва още Янков.

Според него така не само практически се изключва възможността за тежки аварии, но и се опростяват конструкциите и строителните дейности, което прави доста по-евтина една ММР централа. По думите му това води до много по-лесни процедури за управление на няколко модула от един общ команден център, което също сваля значително оперативните разходи на такива централи. "Ако в момента нормата за брой служители на 1000 мегавата е около 700 човека, при ММР тя спада дори над два пъти, в зависимост от типа ММР", казва експертът.

За разлика от скептицизма на експерти, според които е нереалистично ММР да се разполагат в гъсто населени места заради страховете на хората и специфичния режим на изграждане и охрана на подобни проекти, Янков твърди, че това не е никакъв проблем.

Поръчай си мощност по мярка

Представителят на "Нуклеон" посочва, че ММР засега се промотират като подходящи за откъснати региони, което оскъпява доставката на електроенергия през стотици километри мрежа, и като ефективни за отдалечени производства - например за разработване на петролни находища, които имат нужда от енергия.

Тези реактори обаче са напълно възможни за инсталиране и в големи заводи и дори да станат квартални електроцентрали, убеден е Янков: "Така индустриалните консуматори на електроенергия ще си осигурят собствено производство и няма да зависят от цените на борсата за ток и от доставчици".

По думите му инвестицията в малки модулни реактори е между 2100 и 3000 долара за инсталиран киловат, което е около 1/2 под цената на АЕЦ "Белене".

Компактността им позволява инсталиране в специално изградени подземни помещения, където ще са защитени както от земетресение, така и от ракетни удари и падане на пътнически самолет. При зона за сигурност от 300 до 500 метра, формулирана от Международната агенция за атомна енергия, няма опасност от терористични атаки и не е проблем местни общности също да се възползват от тези технологии, посочва Янков.

Реална оферта за реактор, използващ отработило ядрено гориво в АЕЦ "Козлодуй"

Според Йордан Янков в инициативата на правителството да се проучат възможностите за такива американски малки модулни реактори има смисъл като част от подготовката за енергийната трансформация на страната.

Неговата фирма дори вече е предложила на АЕЦ "Козлодуй", дъщерното му дружество "АЕЦ Козлодуй Нови мощности" и на енергийното министерство оферта за проучване възможността за управление на отработеното ядрено гориво (ОЯГ) с ММР на "Дженерал Електрик Хитачи", наречен PRISM, който може директно да изгаря ОЯГ. Така се решава проблемът с натрупания ОЯГ от работата на АЕЦ "Козлодуй", чиито два реактора могат да просъществуват най-много до 2047 и 2049 г.

В момента ОЯГ от атомната централа се извозва в Русия за съхранение и преработка. За това АЕЦ "Козлодуй" плаща на руската ТВЕЛ, която реално извлича урана и плутония от отпадъка и го използва за производство на гориво, използвано в реактори на бързи неутрони, каквито има в руската Белоярска АЕЦ. Останалият отпадък се остъклява и би трябвало да се връща за депониране в България, но у нас не се работи активно за строеж на хранилище за високорадиоактивни отпадъци.

"По груби сметки, ако сега се спре извозването на отработеното ядрено гориво на АЕЦ "Козлодуй", до 2040 г. там ще са се натрупали 1800 тона тежки метали, които могат директно да се ползват като гориво в проекта PRISM", разказва Янков. Според него при построяване на централа с няколко ММР с обща мощност от 1800 МВ това натрупано ОЯГ ще е достатъчно за работа на мощността в продължение на 40 години. Освен това отпадъкът от повторното изгаряне на 1800 т ОЯГ ще е едва 70 тона и радиоактивността му ще се изравни с естествения гама фон след 300 години, посочва експертът.

Каква би била цената на подобна мощност, Янков не се ангажира, но твърди, че ще е далеч под тази за АЕЦ "Белене".

Липсата на регулаторна база за лицензирането на ММР е една от сериозните институционални пречки, но за МААЕ и другите международни организации в ядрената енергетика това е задача с особен приоритет. Друг проблем е застраховането на този вид реактори, тъй като съществуващите стандарти за застраховка "ядрен риск" са за големи реактори, а приложени към ММР ще ги оскъпят излишно. ММР в много от случаите обаче предлагат напълно нови възможности в това отношение и те трябва да залегнат в нормативната база, смята експертът.

Според Янков идва краят на големите скъпи и трудни за балансиране ядрени проекти и страната ни трябва да е подготвена напълно за момента, когато ММР влязат в търговска експлоатация.

Дали обаче правителството на Борисов, чийто мандат изтича следващата пролет, има истински намерения да работи в тази посока, или това са поредните приказки нахалос за политическа употреба, предстои да си види.

Източник: Mediapool

{BANNER_ID-4}

{BANNER_ID-3}