Чи живуть українці на ядерній “бомбі”: наскільки небезпечно продовжувати строк експлуатації реакторів АЕС та що з ними робити

Атомна енергія — це основа української енергетики. Поки що за відношенням ціна-зручність до неї не наблизилось жодне джерело енергії (в основному, звичайно, через можливість державної регуляції). Тому для України дуже важливо зберегти ті атомні станції, які залишились на нашій території ще з часів Радянського Союзу. Проте майже всі реактори зараз працюють із подовженням терміну експлуатації. Розбираємось, наскільки це страшно та чим нам загрожує.

Навколо стільки розмов про зелену та альтернативну енергію, що вже виникають сумніви: "А чи потрібна нам ядерна енергія взагалі?" Її виробництво пов’язано із багатьма ризиками, шкодить екології, потребує спеціалізованого пального. Але, на жаль, поки що ніхто не вигадав більш надійного та водночас дешевого способу виробляти електроенергію в масштабах країни. Більш того, ядерну енергетику почали активно підтримувати європейські активісти, журналісти, лідери думок та навіть екологи. Проблема лише в одному — добігає кінця термін придатності багатьох атомних станцій по всьому світу. Будувати нові — дуже дорого, але утилізувати старі — ще дорожче і не зовсім зрозуміло, як це робити. Ось і подовжують терміни експлуатації енергоблоків ще на 20 років, а потім, можливо, подовжать ще на 20.

Всіма атомними станціями в Україні керує державне підприємство "НАЕК "Енергоатом"

До нього також належать Ташлицька гідроакумуляційна електростанція, тобто та Олександрівська гідроелектростанція. Загалом "Енергоатом" забезпечує нам приблизно 55% електроенергії, з яких атомної енергії — 51%, а в холодну пору року ця цифра може сягати 70%.

 

 

"Енергоатом" відповідає не лише за виробництво атомної електроенергії, а й за його безпеку, ремонт та реновацію реакторів, придбання та утилізацію ядерного палива. 

Українці отримують атомну енергію з чотирьох станцій, на яких майже у всіх енергоблоків вийшов гарантійний термін

Це — 15 енергоблоків різної потужності: 13 з них мають номінальну енергопотужність у 1000 МВт (ВВЕР-1000), а 2 — 440 МВт (ВВЕР-440). До речі, ВВЕР-1000 — це найпопулярніший у світі реактор, поміж інших кількість таких реакторів складає 7,5%.

 

Запорізька АЕС є найбільшою в Європі та шостою побудованою у світі атомною електростанцією. Її енергоблоки вводились в експлуатацію нерівномірно: чотири — з 1984 року по 1986, п’ятий — у 1989  році, а шостий — лише у 1995 році. Через це й закінчення проєктних термінів експлуатації різняться: відповідно до запуску термін експлуатації реакторів продовжувався у 2015, 2016, 2017, 2018, 2020 роках. Термін для шостого реактора закінчується в 2026 році. 

 

Рівненська АЕС почала виробляти електроенергію з 1980 року. Обидва реактори ВВЕР-440 знаходяться саме там. Третій енергоблок був запущений в 1986 році, четвертий — в 2004 році. Для перших трьох реакторів терміни експлуатації було подовжено в 2010, 2011 та 2017 роках. Останній реактор може спокійно працювати до 2035 року.

 

Южно-Українська АЕС має три реактори, які запустились в 1983, 1985 та 1989 роках. І всі три вже мають подовжений строк експлуатації з 2013, 2015 та 2020 років.

 

Хмельницька АЕС — найменша в Україні. Там розташовано всього два реактори, які були підключені в 1987 та 2004 роках. Відповідно в одного дату експлуатації вже продовжено — у 2018 році, а у другого ще триває — до 2035 року. За планами на АЕС мали б добудувати ще 2 енергоблоки, які мала проспонсорувати Росія. Проте до початку російської агресії почати будівництво не встигли, і все зависло у повітрі. У вересні 2020 року Президент Зеленський підписав указ, за яким блоки все ж мають добудувати. Але, враховуючи, що їх почали будувати ще у 1985-96 роках, вони ризикують бути "трошечки" застарілими.

 



Вважається, що після 20 років експлуатації реакторів ризики зростають з кожним роком

Проте більшість реакторів світу працює вже від 31 до 40 років, а майже 20% — понад 41 рік. 

 

Через те, що атомки в різних країнах будувались у різний час, середній вік активних реакторів різниться від держави до держави. Наприклад, в США він становить вже понад 40 років, у Франції — 35 років, в Росії — близько 30 років, у Південній Кореї — трохи більше ніж 20 років, а у Китаї — навіть не сягнув 9 років. Тож практика подовження строків експлуатації енергоблоків досить розповсюджена. 

 

Американські спеціалісти взагалі стверджують, що немає жодних перепон для продовження терміну експлуатації їхніх реакторів навіть до 80 років. Проте все залежить від багатьох факторів: починаючи з матеріалів, які використовували для виготовлення реакторів, закінчуючи самою програмою подовження терміну роботи енергоблоків. 

 

<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/VKWZKptmCbA" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowfullscreen></iframe>

Проблема виведення атомок з експлуатації існує в усіх країнах, де вони є

Процес виведення з експлуатації рідко враховувався при проєктуванні реакторів, тому можна сказати, що жодна країна у світі точно не знає, як правильно це робити: тобто як максимально ефективно розібрати та утилізувати атомну станцію (ми навіть нормально відходи виробництва утилізовувати досі не навчилися). Тому часто атомки просто закривають, і залишають стояти "до кращих часів". Ось, наприклад, Бібліська АЕС в Німеччині, яка була зачинена ще у 2011 році, стоїть, як новенька, ніби нікуди й не збирається утилізовуватись.

 

 

На 1 липня 2020 року у світі існувало 189 закритих реакторів загальною потужністю 84 ГВт. 

 

Але кількість реакторів, які потрібно буде вивести з експлуатації, значно збільшиться протягом найближчого десятиліття. Якщо припустити 40-річний середній термін експлуатації, то 203 реактори закриються до 2031 року (реактори, підключені до електромережі між 1980 і 1991 роками),  і ще 122 будуть закриті до 2060 року. В ці категорії потрапляють і українські енергоблоки із продовженим терміном експлуатації.

 

 

До речі за розрахунками "Енергоатому", щоб замістити ці потужності, потрібно 20 років на будівництво та 55 млрд доларів. 

Утилізовувати АЕС — дуже складно довго та "боляче" для бюджету будь-якої країни

Існують дві основні стратегії виведення з експлуатації реакторів — це негайний демонтаж (ID) та довгострокове закриття (LTE, іноді його називають "безпечним зберіганням").

 

Загалом, демонтаж є кращим рішенням, оскільки навички та досвід персоналу можна використати для процесу виведення з експлуатації, існує чітка лінія відповідальності та певний суспільний інтерес. Інша перевага полягає в тому, що більш імовірно, що гроші, відведені на оплату виведення з експлуатації, відповідають необхідній роботі. 

 

"Безпечне зберігання" зазвичай призводить до ризику затягування процесу утилізації. Крім того, з часом зростає ймовірність того, що інвестиції у зберігання будуть вище, ніж прибуток, який можна буде отримати від проєкту.

 

Демонтаж атомних станцій складається з трьох етапів:

  1. "Теплий" етап (The warm-up stage) — це демонтаж систем, які не потрібні для процесу виведення з експлуатації. На цьому етапі починається демонтаж найбільш забруднених частин системи. Ключовим показником прогресу на цьому етапі є знезараження реактора, оскільки це є вирішальним для подальших дій. Знезараження — це видалення відпрацьованого палива з активної зони реактора та з басейнів.

  2. "Гарячий" етап (The hot-zone stage) — це демонтажні роботи в гарячій зоні, тобто демонтаж сильно забруднених або активованих частин, корпус високого тиску реактора, внутрикорпусні пристрої, біологічний щит.

  3. Етап "відпочинку" (The ease-off stage) включає видалення операційних систем, а також знезараження будівель. Цей етап в ідеалі закінчується знесенням будівель та відновлення майданчика до стану "зеленого поля". Завершення цього етапу визначає кінець технічного процесу виведення атомної станції з експлуатації.

 

Через високу капіталоємність та довгостроковість виведення з експлуатації реактора тісно пов’язане з фінансовими проблемами. На міжнародному рівні існує безліч різних підходів до забезпечення фінансування виведення з експлуатації АЕС, але всі країни більш-менш стикаються з однаковими проблемами: ризик недостатнього або недоступного фінансового ресурсу, недостатня ефективність використання коштів, можливе банкрутство компаній, які будуть займатись утилізацією, і, перш за все, недооцінка майбутніх витрат.

Найбільшу кількість АЕС повністю утилізували в США

З 38 зачинених в США реакторів 14 повністю виведені з експлуатації. На даний час триває робота з виведення з експлуатації ще на 12. В середньому процес тривав 17 років після закриття реактора. У шести випадках виведення з експлуатації було завершено менш ніж за 10 років, що вважається дуже швидким. АЕС Шиппінгпорт взагалі вивели з експлуатації всього лише за сім років, а її демонтаж коштував 98 мільйонів доларів за оцінками 1985 року. В середньому виведення з експлуатації ядерного реактора коштувало США $700/кВт для комунальних підприємств та $850/кВт — для приватних.

 

Україні знадобиться десь 5,5 — 9,7 млрд доларів, щоб вивести з експлуатації всі атомні станції

Їх загальна потужність — 13880 МВт. Ми рахували по нижчий границі вартості з досвіду США (9,7 млрд доларів загалом). "Енергоатом" нарахував по-іншому: від 288 до 367 млн доларів за виведення з експлуатації одного енергоблоку. Тобто 5 млрд 505 млн за всі 15. 

 

Звичайно, ці гроші не доведеться викласти в один день, а сплачувати роками ("Енергоатом" пропонує виділяти не менше 52 років на демонтаж одного енергоблоку), але й вартість такого проєкту, як показує досвід інших країн, завжди суттєво більше за початкові розрахунки.

 

Але в українського уряду ще є час змінити плани, а світових у вчених — винайти нові способи швидшого та дешевшого демонтажу АЕС, адже перші енергоблоки почнуть виводити з експлуатації не раніше за 2042 рік.

Альтернатива великим АЕС — малі модульні атомні реактори

Здається, що українські атомки зачинять ще не скоро — ще 21 рік до початку завершення експлуатації перших блоків (а, може навіть їхній термін експлуатації ще подовжать). Проте для такої великовагової галузі як енергетика — цей час промайне дуже швидко. Адже хоча й здається, що винаходів багато, й людство активно рухається до нових технологій, поки що вони не можуть замінити атомну енергетику повною мірою.

 

ВДЕ — перспективна, але поки що нестабільна альтернатива. Окрім поганої прогнозованості з цими джерелами енергії можуть виникати й інші складнощі, як показує нещодавня ситуація із вітряками в Техасі.

 

Вугільні станції дуже шкідливі для екології, тому від них всі відмовляються. 

 

Газ — чисте та зручне, але досі доволі дороге джерело енергії. 

 

А ось атомні станції не шкодять екології (якщо не брати до уваги радіаційні відходи, звичайно) і стабільно виробляють велику кількість енергії. Насправді проблема полягає не в самих станціях, а в тому, що людство поки не навчилось повністю контролювати процеси розщеплення атомів та досі не вигадало, як ефективно утилізовувати ядерні відходи. Але якщо ми відмовимось від ядерної енергетики як концепції, то так і не вигадаємо. Тому потрібно шукати альтернативи гігантським АЕС. І вони вже розроблені — це малі модульні реактори.

 

<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/cbrT3m89Y3M" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowfullscreen></iframe>

 

Ці конструкції мають зменшити прямі інвестиційні витрати на будівництво та запуск, спростити процес ліцензування, скоротити строки будівництва та зробити можливим розміщення атомних електростанцій у віддалених районах.

 

Такі реактори можна виготовляти на заводі, що має безліч переваг щодо кращої якості виготовлення, спрощення стандартизації та спрощення транспортування реакторів до місця їх розташування. Вони також безпечніші за великі АЕС та потребують менше персоналу для обслуговування.

Зараз понад 50 малих модульних реакторів проходять різні етапи ліцензування в Канаді, Китаї, США, Фінляндії, Франції, Великобританії та Росії

Прикладом роботи невеликого модульного реактора є перша у світі плавуча атомна електростанція Академік Ломоносов, який почав виробляти електроенергію в грудні 2019 року.

 

Однак критики ядерної енергетики стверджують, що малі модульні реактори мають багато таких самих проблем, як великі реактори. Зокрема це проблеми безпеки та невирішена проблема того, що робити з радіоактивними відходами. Також вони зазначають, що навіть у меншій формі ядерна енергетика є дорогою для держави — вона вимагає значних державних субсидій на будівництво та експлуатацію станцій, не кажучи вже про страхування.

 

Проте наразі це — найперспективніша альтернатива для розвитку ядерної енергетики, і для України в тому числі.

 

Хочеш поринути глибше в захоплюючи глибини української енергетики? Тоді тисни на банер та безкоштовно завантажуй інфографічний довідник "Енергетика України 2020":

Дослідження підготувала контент-маркетингова агенція Top Lead за підтримки партнерів: юридичної фірми AEQUOBaker Tilly та ДТЕК.

А ось це читав?!