Атомная энергетика в Арктике

18 Июля, 2020, 05:17
Атомная энергетика в Арктике
Реакторная установка «РИТМ-200». Фото: Росатом

 

6 июля 2020 года на верфи города Большой Камень Приморского края началось строительство сверхмощного атомного ледокола «Россия» проекта 10510 «Лидер». Оснащённое ядерной энергетической установкой с двумя реакторами РИТМ-400, судно будет способно развивать скорость 2 узла во льдах толщиной до 4 метров. Ледокол будет способен прокладывать канал шириной до 50 метров, благодаря чему станет возможной круглогодичная проводка крупнотоннажных транспортных судов грузоподъемностью от 50 000 тонн и газовозов класса Arc7 шириной корпуса 50 метров по Северному морскому пути.

Это стало знаковым событием, открывшим очередной этап освоения российской Арктики. Согласно недавно утвержденным «Основам государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года», одной из основных целей государственной политики в Арктике называется «ускорение экономического развития территорий Арктической зоны Российской Федерации и увеличение их вклада в экономический рост страны». Кроме того, Арктика рассматривается как один из регионов, который может и должен обеспечить социально-экономическое развитие страны в ближайшем будущем. По данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ, в российском сегменте Арктики запасы нефти составляют 7,7 млрд. тонн, газа – 67 млрд. кубометров. При этом остаются неразведанными 90% арктического шельфа и 53% территории на суше. Там же находятся залежи золота, никеля, меди, вольфрама, урана, платины, палладия, молибдена и других полезных ископаемых.

Но чтобы всё это достать из-под земли и транспортировать к месту переработки, нужны надёжные и одновременно дешёвые источники энергии. Традиционный «северный завоз» дизельного топлива, мазута и угля обходится в сотни миллиардов рублей каждый год. Кроме того, их использование наносит серьёзный урон окружающей среде: в атмосферу выбрасываются большие объёмы радионуклидов, углекислого газа и серы. Альтернативная энергетика также не может пока стать полноценным поставщиком электроэнергии. Суммарная мощность всех ветряных и солнечных электростанций Крайнего Севера сейчас очень мала и не позволяет обеспечить электроэнергией даже одно из 1000 поселений с населением более 1000 человек. К тому же, её использование сильно ограничено техническими и климатическими условиями. Остаются атомные энергетические установки. Их основными преимуществами считаются большая энергоёмкость, возможность повторного использования ядерного топлива и отсутствие парниковых выбросов.

«Атомные установки хороши тем, что могут работать автономно как вдали от крупных энергосетей, так и в их составе. Современные разработки имеют период автономности (т.е. не нуждаются в дозагрузке топлива) от 10 до 50-60 лет. При этом уровень мощности энергоустановки может быть выбран практически любой в интервале от 1 до 50 МВт (электрического эквивалента)», – отмечает начальница лаборатории перспективных реакторных концепций НИЦ «Курчатовский институт» Татьяна Щепетина.

Это очень актуально именно для Севера, поскольку большинство работающих и перспективных арктических месторождений либо удалены от всех источников энергии, либо находятся в труднодоступной местности.

 


Макет ледокола «Лидер». Фото: Центральное конструкторское бюро «Айсберг»

    

Атомные ледоколы, газовозы, плавучие атомные теплоэлектростанции

В декабре 2019 года Правительство РФ утвердило План развития инфраструктуры Северного морского пути (СМП) на период до 2035 года. Одной из основных задач станет освоение арктической сырьевой базы: например, в 2024 году на полную мощность заработает терминал по сжижению газа «Обский СПГ», источником сырья для него станут Верхнетиутейское и Западно-Сеяхинское месторождения. Начиная с 2020 года, «Газпром нефть» планирует ежегодно добывать 8 млн. тонн нефти на Новопортовском месторождении на Ямале. С 2025 года начнётся транспортировка нефти с проекта «Пайяха», включающего группу из 6-ти месторождений, через терминал Таналау в устье Енисея. Разработка старых и открытие новых месторождений неизбежно приведет к росту перевозок по Северному морскому пути: объём грузопотока, по словам заместителя министра РФ по развитию Дальнего Востока и Арктики Александра Крутикова, должен увеличиться к 2024 году до 80 млн. тонн, а к 2035 году – до 160 миллионов тонн.

Для его обеспечения понадобятся современные грузовые суда, в том числе атомные ледоколы. В 2019 году президент России Владимир Путин заявил, что Арктический флот страны к 2035 году должен будет насчитывать не менее 13 тяжёлых ледоколов, девять из которых будут атомными. Сейчас работают заложенные ещё в советские времена ледоколы «Таймыр», «Вайгач» и «Ямал». До 2026 года должны быть построены атомные ледоколы проекта 22220 – «Якутия», «Чукотка», «Арктика», «Сибирь» и «Урал». Их двухпосадочная схема позволит им работать как в Северном Ледовитом океане, так и в сибирских реках. Кроме того, началась работа над постройкой ледоколов проекта 10510 «Лидер», первый из них под названием «Россия» уже заложен на дальневосточной верфи «Звезда». Этот корабль станет самым мощным атомоходом в истории мирового судостроения. Он сможет круглый год проводить коммерческий флот по Северному морскому пути. Планируется, что все ледоколы проекта 10510 должны быть построены к 2032 году.

«Атомных ледоколов ни у кого в мире нет, только у России. Они уже сегодня работают на Северном морском пути, и строительство новых создаёт основу для усиления нашего положения в регионе. Кроме того, мы строим ещё и другие суда ледового класса, в том числе газовозы, которые провозят наш газ по Северному морскому пути, танкеры и пассажирские суда ледового класса. У нас большая, обширная и эффективная программа для освоения Северного морского пути», — отмечает военный обозреватель ТАСС Виктор Литовкин.

Атомные энергетические установки могут ставиться и на другие суда, например, на газовозы, буровые платформы, плавучие атомные теплоэлектростанции. Крыловский государственный научный центр разработал проект надводного газовоза с атомной энергетической установкой. С 2018 года в КБ «Малахит» разрабатывается проект первого в мире атомного подводного газовоза.  По замыслам его создателей, его использование существенно снизит стоимость доставки газа, поскольку не нужно будет привлекать ледоколы для проводки по льдам. С помощью ядерной энергии может осуществляться энергообеспечение буровых платформ и подводных комплексов: либо на самих платформах с помощью атомных станций средней и малой мощности, либо по кабелю с судов, оснащенных ядерной энергетической установкой.

Россия обладает единственным в мире атомным контейнеровозом «Севморпуть», предназначенным не только для прокладки пути в ледовых полях, но и для перевозки различных грузов. 22 мая 2020 года в чукотском Певеке в промышленную эксплуатацию была введена первая в мире и одновременно самая северная плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) «Академик Ломоносов». Энергетическая мощность станции, состоящей из плавучего энергоблока и береговой инфраструктуры, составляет 70 МВт, а тепловая 50 Гкал/ч. Сейчас она обеспечивает 20% потребности Чаун-Билибинского энергоузла, а в 2021 году станет основным источником энергоснабжения Чукотки, заменив работающие ещё с советских времен Билибинскую АЭС и угольную Чаунскую ТЭЦ.

 

Плавучая атомная теплоэлектростанция «Академик Ломоносов». Фото: Павел Львов, РИА Новости

 

Будущее за малой энергетикой

Однако наиболее перспективными энергетическими источниками для работы в Арктике считаются атомные станции средней и малой мощности (АСММ) мощностью от 1 до 700 МВт. В условиях редких и немногочисленных поселений, бездорожья и удалённости от крупных объектов электроэнергетики именно АСММ смогут обеспечить надёжное энергоснабжение. Они компактны, что позволяет размещать их в удаленных районах и на ограниченных площадках, затраты на их создание относительно низки, возведение не займёт много времени. Помимо выработки электричества, они могут быть использованы для опреснения морской воды и генерации тепловой энергии. Большим плюсом является модульность их конструкции, что позволяет ставить нужное количество энергоблоков. Основой АСММ могут стать реакторы атомных ледоколов и подводных лодок. Специалист НИЦ «Курчатовский институт» Татьяна Щепетина отмечает:

«Все характерные преимущества ядерной энергии проявляются в полной мере: и компактное топливо с высокой удельной энерговооружённостью, и длительный запас ресурса энергоустановки, и нетребовательность расходных материалов. Достаточная мощность энергоустановки даёт на длительное время судну полную автономность с учётом необходимого жизнеобеспечения и даже относительного комфорта для всех систем».

АСММ можно использовать не только на море, но и на суше: для работы на буровых платформах, горно-обогатительных комплексах и металлургических заводах. Они могут заменить и технически отсталые углеводородные станции. АСММ уже работают в народном хозяйстве. Так, ПАТЭС «Академик Ломоносов», в своём составе имеет две реакторные установки малой мощности КЛТ-40С, общей мощностью 70 МВт. На четырёх энергоблоках ЭГП-6 мощностью по 12 МВт каждый работает Билибинская АЭС. Несмотря на их конструктивную схожесть с энергоблоками Чернобыльской АЭС, за более чем сорок лет работы не было никаких опасных инцидентов. В ОКБМ им. Африкантова разработали АСММ на базе реактора РИТМ‑200 мощностью от 50 МВт. Срок её эксплуатации составляет ​60 лет. Первая станция на основе РИТМ‑200 будет запущена в 2027 году на ​территории золотомедного месторождения Песчанка на Чукотке. ​Есть проект блочно-модульной АСММ мощностью 6–10 МВт с реакторной установкой «Шельф», разработанный Научно-исследовательским и конструкторским институтом энерготехники имени Н. А. Доллежаля и АБВ‑6Э от ОКБМ им. Африкантова. Их планируют размещать на изолированных и труднодоступных территориях Крайнего Севера.

Понятно, что всем вышеназванным дело вряд ли ограничится, ведь научно-технический прогресс в области атомной энергетики не стоит на месте. Вполне возможно, что скоро мы узнаем и о других видах атомных энергетических установок, которые также займут достойное место на просторах Арктической зоны России. Но и этого вполне хватит для того, чтобы обеспечить выполнение поставленных перед государством и обществом задач по освоению богатейшего арктического потенциала. И это не может не радовать, поскольку конкуренция за Арктику в ближайшем будущем будет только обостряться, и обладание всеми необходимыми технологиями, в числе и в ядерной области, дает России все шансы её выиграть.

***
Максим Майоров, специально для GoArctic
далее в рубрике