Новости

План развития новых технологий в атомной энергетике опубликован в рамках европейской промышленной инициативы по устойчивому развитию мирного атомного сектора.

Стратегические цели и технологические задачи

План предполагает значительное укрепление устойчивости развития атомной энергетики за счёт демонстрации технологической, промышленной и экономической целесообразности быстрых реакторов четвёртого поколения.

В случае успеха плана будет подтверждено, что атомная энергетика сможет остаться долгосрочным участником в будущей экономике малых выбросов парниковых газов. Будут также подтверждены безопасность, надёжность и конкурентоспособность ядерных реакторов.

С точки зрения отрасли, план должен обеспечить коммерческое внедрение быстрых реакторов поколения IV, начиная с 2040 года. Доля атомной энергетики в общем балансе Евросоюза должна поддерживаться на уровне 30%. Должно начаться распространение реакторных технологий для производства тепла.

Задачи технологического характера, сформулированные в плане, выглядят следующим образом.

Требуется спроектировать, построить и ввести в эксплуатацию прототипный быстрый реактор с натриевым теплоносителем (SFR). Кроме этого, необходимо создать демонстрационный реактор для альтернативной быстрой технологии, в качестве которой могут выступать либо газоохлаждаемый быстрый реактор (GFR), либо реактор с тяжёлым металлическим теплоносителем (LFR).

При помощи данных установок необходимо продемонстрировать потенциал быстрых реакторов с точки зрения полного использования энергетических резервов урана (до 100 раз более, чем способны тепловые реакторы).

Необходимо также показать способность быстрых реакторов выжигать (трансмутировать) младшие актиниды, накапливающиеся в ОЯТ. Это позволит упростить задачу окончательного захоронения радиоактивных отходов, образующихся при работе АЭС.

Для быстрых реакторов требуется достичь уровня безопасности, как минимум, сравнимого с наилучшими показателями реакторов второго и третьего поколений.

Риски, связанные с распространением, должны быть устранены путём отказа от выделения оружейных материалов на любой стадии топливного цикла.

Наконец, по экономическим показателям производство электроэнергии и тепла в реакторах должно быть сопоставимо с аналогичными показателями других энергоисточников с малыми выбросами парниковых газов.

Помимо развития быстрых реакторных технологий, планируется также создание топливной инфраструктуры для прототипных и демонстрационных быстрых блоков и проведение всеобъемлющей программы НИОКР.

Действия

Страны Евросоюза имеют значительный опыт развития технологий быстрых реакторов и переработки ОЯТ. Ведётся международное сотрудничество в рамках таких инициатив, как форум "Generation IV" (GIF). Реализация плана по развитию новых технологий может начаться, используя эту солидную базу.

Проектирование, строительство и эксплуатация прототипного быстрого натриевого реактора, подключённого к сети

По данному направлению в Евросоюзе предполагается закончить проектирование и получить лицензию на строительство прототипного блока с SFR мощностью от 250 до 600 МВт(эл.). Начало эксплуатации блока - 2020 год.

Безопасность натриевых реакторов должна быть подтверждена расчётными и экспериментальными методами. Особый упор должен быть сделан на предотвращение и управление тяжёлыми авариями, включая те, что имеют прямое отношение к натриевому теплоносителю.

Эксплуатация блока в период с 2020 по 2030 годы позволит набрать опыт, нужный для демонстрации экономической эффективности быстрых реакторов, а также для дальнейшего снижения их стоимости.

Также должно быть на практике показана возможность значительного уменьшения объёма радиоактивных отходов, предназначенных для окончательного захоронения.

Проектирование, строительство и эксплуатация демонстрационного быстрого реактора с альтернативным теплоносителем - тяжёлым металлом или газом

Если прототипный быстрый натриевый реактор должен быть подключён к сети для выработки электроэнергии, то реактор с альтернативным теплоносителем станет исследовательским и к сети подключён не будет.

В 2012 году следует завершить сравнительную оценку двух типов быстрых реакторов - GFR и LFR - и выбрать один из них для сооружения демонстрационной установки.

После этого будет выполнено проектирование и получена лицензия на строительство демонстрационного исследовательского реактора мощностью 50-100 МВт(тепловых). Начало работы реактора - 2020 год.

Задача реактора - подтвердить надёжность альтернативной технологии и выявить направления для модификаций проекта. Должна быть также подтверждена безопасность новой технологии.

Опыт эксплуатации исследовательского реактора за период 2020-2030 годов должен стать основой для проектирования прототипа.

Если в качестве альтернативы будет выбран газоохлаждаемый реактор, то необходимо рассмотреть возможности его высокотемпературных применений для неэлектрического сектора энергетики.

Топливная инфраструктура и другие направления

Цеха по фабрикации топлива для прототипного и демонстрационного быстрых реакторов должны войти в строй в 2017 году. Ежегодная производительность цехов должна составлять тонны основного топлива и десятки килограмм топлива с младшими актинидами.

Одновременно необходимо строить новые и модернизировать существующие экспериментальные установки для нужд проектирования быстрых реакторов и валидации расчётных кодов.

К 2025 году должно быть показано, что достигнутая себестоимость генерации электроэнергии на быстрых реакторах в замкнутом топливном цикле будет сравнима с себестоимостью генерации электроэнергии другими источниками энергии с малыми выбросами парниковых газов.

Цены

На проектирование, лицензирование, строительство и ввод прототипного быстрого натриевого реактора потребуется от 2 до 4 миллиардов евро в зависимости от выбранной мощности и других технических параметров.

На нужды создания исследовательского быстрого реактора с альтернативным теплоносителем потребуется 600-800 миллионов евро.

На нужды топливного производства потребуется 600 миллионов евро (U+Pu топливо) и от 250 до 450 миллионов евро (прототипное топливо).

Экспериментальные установки потребуют от 0,6 до 1,6 миллиардов евро.

На НИОКР необходимо выделить 1-2 миллиарда евро, то есть, 100-200 миллионов евро ежегодно в течение 10 лет.

Общие затраты на исполнение всего плана оцениваются как 5-10 миллиардов евро.