Атомная энергетика является перспективной с точки зрения достижения целей климатической политики

Перспективы развития мировой атомной энергетики

В мировом потреблении первичной энергии доля атомной энергии в 2019 году, по данным BP, составила 4,3%, в выработке электроэнергии — 10,4%. Всего на атомных станциях в мире произведено 2 796 млрд. кВт∙ч электроэнергии. При этом уровень 2010 года был превышен в 2019 году впервые после аварии на АЭС в Японии в 2011 году.

За все время существования атомной энергетики пик выработки на АЭС в мире — 2803 млрд. кВт∙ч — был достигнут в 2006 году. По итогам 2019 года странами лидерами по объемам генерации на АЭС остаются США и Франция.

В последнее десятилетие существенно нарастил производство «атомной» энергии Китай, который теперь занимает 3-е место, Россия — на 4-й позиции. Япония с 2015 года возобновила выработку электроэнергии на АЭС, однако текущий уровень выработки в стране более чем в четыре раза ниже показателя 2010 года. Германия после аварии на АЭС «Фукусима-1» объявила курс на постепенное прекращение эксплуатации атомных станций: по итогам 2019 года выработка на них сократилась на 46,6% по сравнению с 2010 годом.

По прогнозам BP к 2050 году в мире ожидается рост производства электроэнергии на АЭС, который, однако, будет сильно варьироваться в зависимости от сценария: от +42% к 2018 году в сценарии Business-as-usual до +164% в сценарии Net Zero1 .

МЭА также прогнозирует прирост данного показателя на 28-62% к 2040 году и на 50-100% к 2070 году. При этом структура производства в разрезе крупнейших производителей также существенно различается в зависимости от сценария.

ВР ожидает, что в развитых странах рост выработки электроэнергии с использованием атомной энергии будет замедляться или она будет вовсе сокращаться, основной прирост производства электроэнергии на АЭС прогнозируется за счет развивающихся азиатских стран, в первую очередь Китая и Индии. В США и странах ЕС в случае реализации сценария «Net Zero» выработка электроэнергии на АЭС вырастет к 2050 году, однако в рамках двух других сценариев в этих регионах ожидается сокращение выработки.

Увеличение доли производства электроэнергии на АЭС может позволить странам сократить выбросы парниковых газов в энергетике, однако атомная энергетика несет риски радиоактивного загрязнения в результате аварий. Проекты по строительству АЭС сопряжены с высокими затратами и имеют длительный инвестиционный цикл.

В этом отношении атомная энергетика уступает ВИЭ, однако позволяет стабильно обеспечивать высокий уровень нагрузки. Решение о сокращении генерации на основе атомной энергии после аварии на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году приняли ряд развитых стран (в том числе Германия, Франция, Испания). Например, Франция, у которой доля атомной энергетики в электробалансе составляет более 70%, планирует сократить ее до 50% к 2035 году.

Несмотря на существующие риски, атомная энергетика (как низкоуглеродная) является перспективной с точки зрения достижения целей климатической политики, предусмотренных Парижским соглашением по климату. В ЕС в рамках представленной в декабре 2019 года «зеленой сделки» также допускается использование странами – членами атомной энергетики как части национального энергобаланса. Многие развивающиеся страны рассматривают возможность строительства АЭС, которые могут обеспечить производство сравнительно дешевой электроэнергии, что является важным фактором для экономик с растущим энергопотреблением.

По данным Всемирной ядерной ассоциации на сентябрь 2020 года, количество действующих ядерных энергоблоков в мире составило 441, их общая установленная мощность – 391,7 ГВт. Строится в настоящее время 53 реактора суммарной мощностью 59,2 ГВт, из которых 12 реакторов — в Китае, 7 — в Индии, 4 — в России.

Запланировано строительство еще 106 ядерных реакторов (суммарная мощность 113,8 ГВт), в том числе в странах, где прежде отсутствовали АЭС — в Египте и Узбекистане. Возможность строительства АЭС рассматривается и в других странах, включая Казахстан, Польшу, Саудовскую Аравию.

Спрос на услуги по строительству АЭС и оказание сервисных услуг создает широкие возможности для российской атомной отрасли: Госкорпорация «Росатом» наряду с Оrano (бывшая Areva, Франция) и Westinghouse (США) входит в число крупнейших компаний, осуществляющих строительство АЭС за рубежом.

Перспективы развития мировой атомной энергетики обусловлены также наличием достаточной ресурсной базы. В настоящее время добыча урановой руды, используемой для производства топлива для атомных реакторов, осуществляется преимущественно в трех странах — Казахстане, Канаде и Австралии. На них, по данным Всемирной ядерной ассоциации, приходится более 2/3 мировой добычи.

Россия по объемам добычи урановых руд занимает 6 место. Стоит отметить, что в связи с пандемией COVID-19 часть урановых рудников была закрыта, что вызвало рост мировых цен на уран весной 2020 года и сохранение их на высоком уровне.

Атомная промышленность в России опережает время

В 2020 году в России отмечается юбилей атомной промышленности. Слоган празднования — «75 лет: опережая время» — подчеркивает технологическую компетенцию и опыт российской атомной отрасли. Мирное применение атомной энергии связано, прежде всего, с электроэнергетикой, где Россия также остается одним из мировых лидеров.

Однако экологические последствия произошедших крупных аварий наряду с большими сроками строительства и высокими капитальными затратами сдерживают развитие мировой атомной энергетики, несмотря на низкоуглеродный статус производимой энергии.

В целом, атомная энергетика играет значимую роль в балансе электрической энергии России. В 2019 году выработка электроэнергии на АЭС составила 19% от суммарной выработки по стране. Для сравнения: в США — так же 19%, во Франции — почти 72%, в Китае — менее 5%. При этом мощность электростанций на ядерном топливе составляет 12% от совокупной мощности всех генерирующих установок в России.

За последние 10 лет выработка электроэнергии на атомных станциях в РФ выросла на 22,5% при сопоставимом росте мощностей АЭС (+24,9% к 2010 году), причем с 2014 года величина выработки каждый год становилась рекордной за весь предыдущий период работы отрасли.

В России атомной энергетикой управляет Концерн «Росэнергоатом» (входит в Госкорпорацию «Росатом»). В его составе все 11 атомных станций России (включая плавучую), которые наделены статусом филиалов. Всего на АЭС России в эксплуатации находятся 38 энергоблоков суммарной установленной мощностью 30,3 ГВт.

В российской энергосистеме АЭС работают в базовом режиме несения нагрузки, что обусловлено экономической целесообразностью, технологическими особенностями и соображениями безопасности. Поэтому коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) АЭС является самым высоким среди видов генерации.

Вместе с тем в некоторых частях энергосистемы вклад АЭС в общий объем выработки электроэнергии значительно выше среднего по стране. По данным АО «СО ЕЭС» за II квартал 2020 года доля атомной генерации в ОЭС Центра составила 47,8%, Северо-Запада — 34,3%, Юга — 33,3%. В связи с этим актуальным становится вопрос функционирования энергоблоков АЭС в маневренном режиме для обеспечения стабильной работы энергосистемы.

Кроме того, способность АЭС участвовать в регулировании нагрузки энергосистемы повысит конкурентоспособность новых российских проектов за рубежом. Энергетическая стратегия РФ на период до 2035 года (ЭС-2035) предполагает участие АЭС нового поколения («3+») в регулировании неравномерности суточных графиков нагрузки, а также повышение доли АЭС поколения «3+» и модернизированных действующих энергоблоков в установленной мощности атомной генерации страны с 13% в 2018 году до 40% к 2035 году.

В мае 2020 года Концерн «Росэнергоатом» успешно провел эксперимент по применению режима маневрирования мощностью на 6-м энергоблоке Нововоронежской АЭС. Маневрирование потенциально снижает КИУМ атомной генерации, однако может увеличить прибыль АЭС, так как работа в базовом режиме оплачивается по минимальному тарифу.

В части технологического развития атомной энергетики актуальными являются задачи разработки технологий двухкомпонентной атомной энергетики с замкнутым ядерным топливным циклом, управляемого термоядерного синтеза и инновационных плазменных технологий, разработки новых материалов и технологий для перспективных энергетических систем, а также проектирования и строительства референтных энергоблоков АЭС, в том числе атомных станций малой мощности

Развитие атомной энергетики в России осуществляется в рамках госпрограммы «Развитие атомного энергопромышленного комплекса». С 2020 года реализация подпрограммы по расширению мощностей атомной генерации осуществляется без привлечения бюджетных средств. Госкорпорация «Росатом» ведет новое строительство за счет собственных средств, реинвестируя выручку от действующих ДПМ, по которым объекты уже введены.

К 2027 году за счет строительства новых энергоблоков планируется сохранение мощности действующих АЭС на уровне 29,7 ГВт с учетом вывода из эксплуатации 8 ГВт мощности энергоблоков, выработавших ресурс.

Как отмечается в ЭС-2035, к основным проблемам и рискам развития атомной энергетики России также относится низкая доля рентабельных запасов урана в России (около 7%).

По данным Минприроды России, российская сырьевая база урана значительна, однако перспективы ее воспроизводства невелики. Часть российских потребностей в уране удовлетворяется поставками сырья преимущественно с казахстанских проектов дочерней структуры Госкорпорации «Росатом».

Импорт природного урана также включает давальческое сырье, поставляемое в Россию для обогащения и производства тепловыделяющих сборок: Россия является одним из главных мировых производителей топлива для атомных реакторов, полностью обеспечивая потребности отечественной атомной энергетики, а также поставляя продукцию для 76 атомных реакторов в 15 странах мира.

Источник: Аналитический Центр при Правительстве РФ