Малые аэс и их перспективы. Российские проекты в малой атомной энергетике

Трагедии на Чернобыльской АЭС и АЭС «Фукусима» пошатнули уверенность человечества в том, что за атомной энергетикой будущее. Некоторые из стран, такие, как Германия, вообще пришли к выводу, что от АЭС следует отказаться вовсе. Но вопрос использования атомной энергетики очень серьезный и крайностей в выводах не терпит. Тут надо четко оценить все плюсы и минусы, и скорее – искать золотую середину и альтернативные решения использования атома.

В качестве источников энергии на Земле сегодня используются органические ископаемые, нефть, газ; возобновляемые источники энергии – солнце, ветер, древесное топливо; гидроэнергия – реки и всевозможные пригодные для этих целей водоемы. Но запасы нефти и газа истощаются, соответственно, дорожает и энергия, полученная с их помощью. Энергия, получаемая с помощью ветра и солнца – достаточно затратное удовольствие, в силу дороговизны солнечных и ветровых электростанций. Возможности энергии водоемов тоже очень ограничены. Поэтому многие ученые все же приходят к выводу, что если в России закончатся запасы нефти и газа, альтернативы отказа от ядерной энергетики, как источника энергии, очень малы.Доказано, чтомировые ресурсы ядерного горючего, такого, как плутоний и уран во много раз превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива. Работа же самих АЭС имеет ряд преимуществ перед другими электростанциями. Их можно строить везде, независимо от энергетических ресурсов района, топливо АЭС отличается очень большим содержанием энергии, эти станции не делают в атмосферу вредных выбросов, таких как ядовитые вещества и парниковые газы, и стабильно дают самую дешевую энергию.В мировом рейтинге по уровню ТЭС Россия очень сильно отстает, а по показателям АЭС – мы являемся одними из первых, поэтому для нашей страны отказ от атомной энергетики может грозить большой экономической катастрофой. Тем более именно в России особенно актуальны отдельные вопросы в развитии атомной энергетики – такие, как строительство мини АЭС. Почему? Тут все очевидно и просто.

Проект одной из АСММ — «Унитерм»

Атомные реакторы малой мощности (100-180 МВт) уже несколько десятков лет успешно используются в судоходстве нашей страны. В последнее время все чаще начинают говорить о необходимости их использования для обеспечения энергией отдаленных районов России. Тут малые АЭС смогут решить проблему энергоснабжения, которая всегда стояла остро во многих труднодоступных регионах. Две трети России – зона децентрализованного энергоснабжения. Прежде всего, это Крайний Север и Дальний Восток. Уровень жизни здесь во многом зависит от энергообеспечения. Кроме того, данные регионы представляют собой большую ценность в силу большого сосредоточения полезных ископаемых. Их добыча не развивается или останавливается зачастую именно по причине большой затратности в сфере энергетики и транспорта. Энергия здесь поступает от автономных источников, использующих органическое топливо. А завоз такого топлива в труднодоступные районы обходится очень недешево по причине необходимых огромных объемов и большого расстояния. Например, в республике Саха в Якутии, в силу разорванности энергетической системы на маломощные изолированные участки, стоимость электроэнергии больше в 10 раз, чем на «большой земле». Совершенно ясно, что для большой территории с низкой плотностью населения проблема развития энергетики не может решиться крупным сетевым строительством. Атомные станции малой мощности (АСММ) — один из самых реальных выходов из ситуации в данном вопросе. Ученые уже насчитали 50 регионов в России, где нужны подобные станции. Они, конечно, проиграют по стоимости электроэнергии большому энергоблоку (строить его здесь просто нерентабельно), но выиграют у источника на органическом топливе. По подсчетам специалистов АСММ могут сэкономить до 30% стоимость электроэнергии в труднодоступных регионах. Маленькие объемы расходуемого топлива, удобства в перемещении, небольшие трудозатраты по вводу в работу, минимум обслуживающего персонала – эти характеристики делают АСММ незаменимыми энергоисточниками в дальних районах.

Незаменимость АСММ уже давно осознали и во многих других странах мира. Японцы доказали, что подобные станции будут очень эффективны в условиях мегаполисов. Работы одного отдельного такого устройства достаточно для того, чтобы снабдить энергией определенное количество жилых домов или небоскребов. Маленьким реакторам не требуется дорогое и подчас отсутствующее место для их размещения в мегаполисе. Также, японские разработчики уверяют, что эти реакторы могут компенсировать пиковые нагрузки в крупных городских зонах. Японская компания Toshibа уже длительное время разрабатывает проект АСММ — Toshiba 4S. Срок его эксплуатации по прогнозам разработчиков – 30 лет без перезагрузки топлива, мощность – 10 МВт, габариты — 22 на 16 на 11 метров, топливо такой мини-АЭС — металлический сплав плутония, урана и циркония. Эта станция не требует постоянного обслуживания, а нуждается лишь в эпизодическом контроле. Такой реактор японцы предлагают использовать и при добыче нефти, а их серийный выпуск хотят наладить к 2020 году.

Не отстают от Японии и американские ученые. В течение нескольких лет они обещают выпустить в продажу небольшой ядерный реактор, который будет обеспечивать энергией небольшие поселки. Мощность такой станции – 25 МВт, по размеру она немногим больше собачьей конуры. Электроэнергию эта мини-АЭС будет вырабатывать круглосуточно и ее стоимость за 1 киловатт-час составит всего 10 центов.Надежность тоже на высшем уровне: помимо стального корпуса, Hyperion закатан в бетон.Менять ядерное топливо здесь смогут только специалисты, и делать это надо будет каждые 5-7 лет. Выпускающая компания Hyperion, уже получила лицензию на выпуск таких ядерных реакторов. Приблизительная стоимость станции 25 миллионов долларов. Для городка, хотя бы с 10-ю тысячами домов – совсем недорого.

Что касается России, то здесь над созданием малых АЭС работают достаточно давно. Учеными Курчатовского института 30 лет назад была разработана мини – АЭС «Елена», которая вообще не нуждается в обслуживающем персонале. Ее прототип функционирует на территории института до сих пор. Электрическая мощность станции – 100 КВт., она представляет собой цилиндр весом в 168 тонн, диаметром — 4,5 и высотой — 15 метров. «Елена» устанавливается в шахте на глубине 15-25 метров и закрывается бетонными перекрытиями. Ее электроэнергии хватит на обеспечение теплом и светом небольшого поселка. В России разработано еще несколько проектов, подобных «Елене». Все они соответствуют необходимым требованиям надёжности, безопасности, недоступности для посторонних, нераспространении ядерных материалов и т.д., но требуют немалых строительных работ при установке и не соответствуют критериям мобильности.

В 60-е годы прошла испытания малая передвижная станция «ТЭС-3». Она состояла из четырех гусеничных самоходных транспортеров, поставленных на усиленную базу танка Т-10. На двух транспортерах были размещены парогенератор и водяной реактор, на оставшихся поместили турбогенератор с электрической частью и систему управления станцией. Мощность такой станции составила -1,5 МВт.

В 80-е годы в Беларуси разработали малую АЭС на колесах. Станцию назвали «Памир» и поставили на шасси МАЗ-537 «Ураган». Ее составили четыре автофургона, которые были соединены газовыми шлангами высокого давления. Мощность «Памира» составила 0,6 МВт. Станция в первую очередь предназначалась для работы в широком диапазоне температур, именно поэтому была оснащена газоохлаждаемым реактором. Но, произошедшая как раз в эти годы Чернобыльская авария, «автоматом» уничтожила проект.

Все эти станции имели определенные проблемы, которые препятствовали их широкому внедрению в производство. Во-первых, невозможность обеспечить качественную защиту от излучения по причине большого веса реактора и ограниченной грузоподъемности транспорта. Во-вторых, эти мини-АЭС работали на высокообогащенном ядерном топливе «оружейного» качества, что противоречило международным нормам, которые запрещали распространение ядерного оружия. В-третьих, для самоходных атомных станций было сложно создать защиту от дорожных происшествий и террористов.

Весь спектр требований к АСММ удовлетворила плавучая атомная теплоэлектростанция. Она была заложена в Санкт-Петербурге в 2009 году. Данная мини-АЭС состоит из двух реакторных установок на гладкопалубном несамоходном судне. Срок ее эксплуатации – 36 лет, в течение которых, через каждые 12 нужно будет перезагружать реакторы. Станция может стать эффективным источником электричества и тепла для труднодоступных регионов страны. Еще одна из ее функций – опреснение морской воды. В сутки она может выдавать от 100 до 400 тысяч тонн. В 2011 году проект получил положительное заключение государственной экологической экспертизы. Не позднее 2016 года плавучую АЭС планируют разместить на Чукотке. Росатом ожидает от этого проекта больших зарубежных заказов.

Также недавно стало известно, что одна из подконтрольных Олегу Дерипаске компаний — «Евросибэнерго», вместе с Росатомом объявила об организации предприятия «АКМЭ-Инжиниринг», которое будет работать над созданием АСММ и заниматься их продвижением на рынке. В работе этих станций хотят использовать реакторы набыстрых нейтронах со свинцововисмутовым теплоносителем, которыми в советское время были оснащены атомные подлодки. Обеспечивать энергией они призваны отдаленные районы, неподключенные к электросетям. Организаторы предприятия планируют заполучить 10-15% мирового рынка мини-АЭС. В успехе данной кампании аналитиков заставляет сомневаться заявленная стоимость станции, которая по прогнозам «Евросибэнерго» будет равняться стоимости ТЭЦ такой же мощности.

Успех малых АЭС на рынке мировой энергетики предвидеть несложно. Необходимость их присутствия там очевидна. Решаемы и вопросы с усовершенствованием этих источников энергии и приведением в соответствие к необходимым параметрам. Глобальной лишь остается проблема стоимости, которая на сегодняшний день в 2-3 раза больше АЭС в 1000 МВт. Но уместно ли такое сравнение в данном случае? Ведь у АСММ совершенно другая ниша в использовании – они должны обеспечивать автономных потребителей. Никто же из нас не додумается сравнивать стоимость киловатт, расходуемых часами, работающими от батарейки, и микроволновкой, которая запитана от розетки.

Малая энергетика (общая характеристика)

Малая энергетика (альтернативная энергетика) - это на сегодняшний день наиболее экономичное решение энергетических проблем в условиях все возрастающей потребности в энергоресурсах. Автономность малой энергетики позволяет решит задачу электро- и теплоснабжения удаленных и энергодефицитных районов, которым трудно найти средства на строительство крупных станций, прокладки теплоцентралей, сооружении ЛЭП.

Еще одна важная функция малой энергетики – создание резервных источников питания (электроснабжения), что делает возможным обезопасить потребителя от перебоев в основной сети. Это особенно важно для электроснабжения медицинских, военных, торговых и производственных комплексов. Как отмечают специалисты, малая энергетика наиболее востребована сегодня в энергоемких производствах нефтехимии, текстильной промышленности, производстве минеральных удобрений. Не секрет, что значительная часть себестоимости продукции и услуг приходиться на энергетические расходы. И значит, вложенные средства в строительство объектов малой (альтернативной) энергетики не только быстро окупаются, но и делают предприятие независимым от роста цен на электроэнергию и углеводородное сырье.

Общепринятого термина «малая энергетика» в настоящее время нет. В электроэнергетике наиболее часто к малым электростанциям принято относить электростанции мощностью до 30 МВт с агрегатами единичной мощностью до 10 МВт. Обычно такие электростанции разделяют на три подкласса:

микроэлектростанции мощностью до 100 кВт;

миниэлектростанции мощностью от 100 кВт до 1 МВт;

малые электростанции мощностью более 1 МВт.

Наряду с термином «малая энергетика» применяются понятия «локальная энергетика», «распределенная энергетика», «автономная энергетика» и «распределенная генерация энергии (РГЭ)». Последнее понятие определяют как производство энергии на уровне распределительной сети или на стороне потребителя, включенного в эту сеть.

Ядерное топливо

Ядерное топливо - материалы, которые используются в ядерных реакторах для осуществления цепной ядерной реакции деления. Ядерное топливо принципиально отличается от других видов топлива, используемых человечеством, оно чрезвычайно высокоэффективно, но и весьма опасно для человека и может стать причиной очень серьёзных аварий, что накладывает множество ограничений на его использование из соображений безопасности. По этой и многим другим причинам ядерное топливо гораздо сложнее в применении, чем любой вид органического топлива, и требует множества специальных технических и организационных мер при его использовании, а также высокую квалификацию персонала, имеющего с ним дело.

Атомные станции малой мощности (АСММ)

Тема атомных станций малой мощности (АСММ) сохраняет актуальность вот уже более полувека. Они не только имеют свою рыночную нишу, но в ряде случаев призваны стать практически незаменимыми источниками энергоснабжения.

Виды АСММ подразделяются на мобильные и стационарные, на наземные, подземные и плавучие. Их близкими родственниками выступают многочисленные двигатели на «атомной тяге»: от нашедших широкое применение в гражданских, военно-морских и космических до экспериментальных бронетанковых объектов и железнодорожных локомотивов, так и не переросших опытно-конструкторскую стадию. Оба направления основываются на полезных особенностях атомного энергоисточника: компактность, длительность работы на небольшом объёме топлива, высокая удельная мощность. А опыт эксплуатации атомных двигателей служит серьёзным подспорьем в создании малых АЭС.

Наземные и плавучие АЭС малой мощности на базе унифицированных реакторов типа АБВ предназначены для снабжения электроэнергией, паром, пресной водой, отопления промышленных предприятий и жилых поселков в отдаленных районах с суровыми климатическими условиями (Арктика, Крайний Север, Дальний Восток и др.).Это-экономичные и экологически чистые энергоисточники, удовлетворяющие требованиям повышенной безопасности и не имеющие ограничений по размещению. Для стационарных АЭС с реакторами АБВ разработаны варианты станций в наземном и подземном исполнении.

Основные характеристики стационарных АЭС с реактором АБВ: Количество энергоблоков 2;

Примечание: при необходимости количество энергоблоков в составе станции может быть увеличено.Площадь, занимаемая АЭС, га 7; Численность персонала, чел 109; Сейсмостойкость, МРЗ по шкале MSK-64, баллов 8 Для стационарных АЭС с РУ АБВ разработаны несколько вариантов архитектурно-строительных решений, отличающихся исполнением главного корпуса, включающего реакторное отделение и машинный зал:

1. Наземное размещение реакторного отделения и машинного зала. Здание реакторного отделения выполняется из монолитного железобетона, обеспечивающего защиту РУ при внешних воздействиях, здание машинного зала - каркасного типа из сборных железобетонных или металлических конструкций;

2. Заглубленное размещение реакторного отделения и наземное размещение машинного зала.Здания реакторного отделения и машинного зала - каркасного типа из сборных железобетонных или металлических конструкций. Защита реакторного отделения при внешних воздействиях обеспечивается за счет слоя грунта над его зданием;

3. Заглубленное размещение реакторного отделения и наземное размещение машинного зала. Помещение реакторного отделения выполнено в виде цилиндрической оболочки диаметром 20 м и длиной 91 м из стальных тюбингов.Машинный зал - здание каркасного типа из сборных железобетонных или металлических конструкций. Защита при внешних воздействиях обеспечивается также, как и во втором варианте. Для стационарных атомных станций, размещаемых в удаленных районах, определяющим.

Компактные корабельные реакторы малой мощности перспективны как источники энергоснабжения Северных и других отдаленных регионов (Реакторы КЛТ-40, КН-3, Крот, Кедр, Унитерм, Шельф-3).Их преимущество: высокая безопасность (внутренняя самозашищенность,наличие прочного корпуса и защитных оболочек, исключающих недопустимые выбросы при разгерметизации первого контура); наличие систем аварийной пассивной защиты и резервного оборудования; эффективная система контроля и управления; максимальное использование заводской технологии и заводских условий сооружения, что обуславливает высокое качество,значительное сокращение сроков и финансовых затрат; простота и минимальные затраты по снятию с эксплуатации (вплоть до воссоздания «зеленой лужайки»).

Энергетические комплексы для труднодоступных регионов, способны обеспечить население и промышленность электричеством, теплом и пресной водой

То, что в этой области работают сразу несколько серьёзных конструкторских организаций («ОКБМ Африкантов», НИКИЭТ, ФЭИ, ИАТЭ, ОКБ «Гидропресс», РНЦ «Курчатовский институт»), не только формирует полезную конкурентную среду, но и подчёркивает экономическую значимость и хорошие перспективы АСММ.
Их использование: снимает проблему завоза топлива на десятки лет, так как требует замены ядерного топлива только 1 раз в 20 лет; требует малого числа обслуживающего персонала; плавучие малые АЭС облегчают проблему снятия станций с эксплуатации. В Якутии приоритетные места размещения АСММ в зависят от уровня развития промышленности. К первоочередным относятся АСММ в районах разработки редкоземельных металлов (ниобий и др.), золоторудных месторождений (Кючюс, Нежданинское и др.) - пп.Томтор, Усть-Куйга и социальных потребителей п. Батагай. Размещение 2 АТЭЦ общей мощностью 175 МВт может высвободить: 420 тыс. тонн угля и 250 тыс. тонн дальнепривозного жидкого топлива; в транспорте - 69 сухогрузов (грузоподъемностью по 2510 т) и 82 единиц танкеров (1500 т), 160 автоцистерн, 49 крупнотоннажного автотранспорта; 2290 человек обслуживающего персонала в транспорте; значительные капитальные вложения на складские сооружения - угля и жидкого топлива. Целесообразность использования АСММ определяется не только комплексом объективных факторов, включающих экономическую эффективность, социальную, и охрану окружающей природной среды, возможности производства оборудования,финансирования, но и субъективными обстоятельствами, такими как отношение местных и региональных административных органов, общественное мнение и другие.

"Чосон ильбо" в ходе визита президента Республики Корея в Саудовскую Аравию был подписан меморандум в области атомной энергетики, который в том числе предусматривает, что "южнокорейские компании построят в Саудовской Аравии два ядерных реактора типа SMART общей стоимостью в 2 миллиарда долларов". "К 2040 году Саудовская Аравия планирует построить от 12 до 18 реакторов для удовлетворения своих энергетических потребностей".

Когда читаешь новости о том, как корейцы успешно продвигают свои реакторы на внешний рынок, сразу хочется узнать, а мы-то чем занимаемся на данном направлении? Ведь и у России есть малая атомная энергетика.

Пару слов скажу о SMART и о преимуществах малой атомной энергетики, а потом сразу перейду к нашим достижениям в этой области.

Корейский SMART

SMART - легководный реактор под давлением тепловой мощностью 330 МВт (то есть - это широко распространенный тип реактора в уменьшенном формате, в котором также применяется уран, обогащенный до 5% по изотопу U235). Его электрическая мощность - 100 МВт(эл.). Также он производит 40 тысяч тонн опреснённой воды в день, что считается достаточным для города с населением 100 тысяч человек.

Разработка SMART стартовала в южнокорейском институте KAERI в 1997 году. В 2012 году проект получил так называемое стандартное разрешение сроком действия 15 лет - примерный аналог сертифицирования проекта. Реактор создаётся под экспортные перспективы, так как в Южной Корее развитая энергетическая инфраструктура, и сложно найти потребителя именно под малые реакторы. Тем не менее, даже для экспорта необходимо иметь работающий референтный блок. Атомщики Южной Кореи должны пройти весь путь по получению множества лицензий и приступить к собственно строительству блока лет через пять. Стоимость блока со SMART в Южной Корее оценивают в 580 миллионов долларов.

Почему малые реакторы набирают популярность?

По мнению директора Института проблем безопасного развития атомной энергетики (ИБРАЭ), члена-корреспондента РАН Леонида Большова: "Ранее утвердилось мнение, что стационарные малые реакторы неэкономичны, и поэтому их ниша - это некие экзотические ситуации, далеко от сетей и транспортных маршрутов, на Севере. И поэтому в течение многих лет малые реакторы развивались только как транспортные реакторы. Мы, к примеру, единственные в мире создали и успешно эксплуатируем атомные ледоколы, и строим новые им на замену" . По его словам, в последние несколько лет в мире возникло понимание, что ниша использования малых реакторов может быть существенно шире.

"Во-первых, для новых атомных стран с еще не очень развитой энергетикой и малыми электросетями большой энергоблок представляет проблему. Ведь электросеть не может обеспечить достаточного объема потребителей. К тому же блоки АЭС требуют регулярно проводить профилактический ремонт, и нужны серьезные замещающие мощности. Еще одно преимущество малых АЭС осознано не так давно - в рыночной экономике, где деньги стоят все дороже, маленькие станции в сравнении с большими строятся недолго и сразу приносят доход. Наконец, у малых АЭС есть еще одно преимущество - их основное оборудованием может быть изготовлено не на площадке строительства, а в цеху. Затем готовый реактор со всей начинкой будет подключен к привезенной турбине, и станция начнет вырабатывать электричество" , - сказал Большов.

По мнению другого эксперта - академика Ашота Саркисова, советника РАН (ИБРАЭ РАН), новизна этого направления заключается ещё и в том, что эти установки должны изготавливаться на заводах индустриальным методом, то есть состоять из модулей, которые могут составить блоки различной мощности. Это как я понимаю удешевит такие проекты.

Есть перспективы использования реакторов малой мощности и в России. Саркисов полагает, что территории нашей страны на которых имеется около 70% запасов углеводородного сырья, много ценных минералов лишена нормального энергоснабжения. Чтобы этот потенциал этих территорий реализовать, нужно энергетическое обеспечение. В качестве энергетических источников могут рассматриваться возобновляемые источники или атомные установки небольшой мощности. Анализ показывает, что в очень многих случаях атомные установки малой мощности будут безусловно более предпочтительны, чем все другие виды энергообеспечения, в том числе и такие традиционные, как дизельные установки, которые являются источником, кстати, многих экологических неприятностей в местах их использования.

Какие же предложения есть у российских атомщиков?

Опыт строительства различных атомных реакторов у России огромный. Направление малой атомной энергетики также на передовых позициях. Из самых перспективных проектов эксперты отмечают три:
Первый - это плавучая атомная электростанция - российский проект по созданию мобильных плавучих атомных электростанций малой мощности.

Плавучая станция может использоваться для получения электрической и тепловой энергии, а также для опреснения морской воды. В сутки она может выдать от 40 до 240 тысяч тонн пресной воды

Второй проект, который является инновационным и имеет высокую степень освоенности у нас, это установки с реакторами со свинцово-висмутовым теплоносителем на промежуточных (быстрых) нейтронах - СВБР-100 . Есть большой задел с установками такого же типа, которые широко использовались в военно-морском флоте на подводных лодках. Там же имеется технологический и эксплуатационный опыт.

Сооружение опытно-промышленного энергоблока с реакторной установкой СВБР-100 намечено на 2016-2017 гг., физический и энергетический пуск — на 2018 г.

За рубежом сейчас тоже проявляют большой интерес к этому направлению и пытаются использовать в значительной степени тот потенциал, что был накоплен нами. Его нам не удалось, увы, сохранить в виде коммерческой или военной тайны, он оказался растиражирован в значительной степени и на Западе. Впрочем, по мнению академика Саркисова, российские специалисты находятся в этом плане на более выгодных и передовых позициях, а наши западные коллеги несколько отстают.

Третий проект, по которому тоже есть подтверждённый опыт надёжности и безопасности, - это реактор кипящего типа ВК-50 , который в течение многих лет эксплуатируется в Димитровграде. Он показал очень хорошие эксплуатационные качества.

Существует еще несколько проектов реакторов малой мощности. Вышеобозначенные проекты можно увидеть на Дорожной карте освоения ядерных технологий в России : в разделе Тепловые реакторы (ТР), подразделе реакторов малой мощности (ММ) представлены сроки ввода проектов по строительству плавучих АЭС (ПАТЭС), возобновление строительства Атомных ледоколов, запуск серийного производства малых модульных реакторов (серийный ММР) и некие Альтернативы (где возможно имееется в виду как раз маломощные реакторы типа ВК и пр.). СВБР представлен в разделе реакторов на быстрых нейтронах (БР).

Данный слайд был представлен на последней конференции "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", прошедшей в ОКБ "Гидропресс" в мае 2013 года.

Поскольку 7 октября 2014 г. в ходе международной конференции "Инновационные проекты и технологии ядерной энергетики" заместитель генерального директора госкорпорации Вячеслав Першуков рассказал , что в госкорпорации "Росатом" принято принципиальное решение о начале программы развития атомной энергетики малой и средней мощности в России, то возможно последует ускорение реализации проектов в области малой ядерной энергетики, и возможны конкретные проекты для экспортных поставок в этом сегменте рынка. Предлагаю дождаться следующей конференции "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", намеченной на май 2015 года, и проверить.

Энергетический

бюллетень

сентябрь 2016

Атомная энергетика: большие

надежды на малые реакторы

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ

Энергетический бюллетень

Вступительный комментарий

Малая атомная энергетика может решить мировую проблему

обеспечения энергией существенных групп изолированных потребителей (например, растущего населения Африки). Интересно,

что один из лидеров по созданию надежных компактных ядерных реакторов - Россия - отстает от Индии по числу действующих малых АЭС. Перспективы их развития в нашей стране велики при условии, что они будут встроены в региональные экономические стратегии, а их эффективность может быть высока при серьезном реальном повышении эффективности потребления энергии и если они будут дополнены мощностями по компенсации колебаний.

Российский оптовый рынок электроэнергии и мощности (ОРЭМ) достиг определенной степени зрелости, что позволяет применять более сложные механизмы оптимизации. Ценозависимое управление спросом может стать важными «ножницами», сглаживающими пики потребления и позволяющими постепенно убирать неэффективные мощности. В обозримом будущем в России не ожидается высоких темпов роста экономики и энергопотребления. И при наблюдаемом избытке мощностей в стране на механизмы управления ОРЭМ будет влиять рост эффективности потребления энергии (снижение издержек производства и потерь при передаче).

Замораживание добычи нефти в мире - это классическая проблема координации поведения конкурентов, осложненная затяжными политическими конфликтами. На коротком горизонте приходится констатировать, что экспортеры нефти в третий или четвертый раз (после 1986, 1998 и 2008 годов) «наступают на те же грабли», существенно понижая свои доходы ради поддержания текущего притока кассовых поступлений. Замораживание добычи и подъем цен выше 50 долл./барр. в принципе возможен, хотя бы и ненадолго, но это зависит именно от стран Персидского залива.

Россия никогда не участвовала в стабилизации цен на мировых рынках - она всегда получала их по факту. Имея огромное число скважин (175 тысяч), Россия не может быстро регулировать добычу. При удачном стечении обстоятельств и достижении минимального уровня доверия между экспортерами некоторый рост цен на нефть мог бы стать фактором стабилизации рынка и снижения неопределенности в мирохозяйственных связях.

–  –  –

Нефть и нефтепродукты: В сентябре рынок ожидал итогов энергетического 6 форума в Алжире, в результате которого страны ОПЕК смогли предварительно договориться об ограничении собственной добычи нефти. Рост добычи нефти в России в августе замедлился до +0,1% в годовом выражении, а экспорт снизился на 2,6% к августу 2015 г. В августе-сентябре в России средние розничные цены на дизтопливо и бензин не изменились.

Газ: цена газа на хабе TTF в августе снизилась на 14% к июлю вслед за падени- 10 ем европейского спроса. Китай может нарастить импорт газа в 5 раз к 2030 году. Добыча газа в России в августе выросла на 4% по сравнению с августом 2015 г. Продолжается падение экспорта российского газа в страны СНГ.

Уголь: в августе годовой прирост добычи угля в России увеличился до 10,3% 12 (4,5% в июле), а прирост объемов экспорта - до 8,1% (5,2% в июле). Цены на уголь на внешних рынках вновь демонстрируют рост. За первое полугодие 2016 г. существенно снизалась запланированная мощность угольных электростанций в мире, прежде всего из-за отмены проектов в Китае и Индии.

Электроэнергетика: в сентябре в России прошел конкурентный отбор мощ- 13 ности на 2020 год, по результатам которого были отобраны 201 ГВт мощностей: 160 ГВт в первой ценовой зоне и 41 ГВт во второй ценовой зоне.

Объем мощности, не отобранной в КОМ на 2020 год, составил лишь 1,5 ГВт.

По теме выпуска Атомная энергетика: большие надежды на малые реакторы 14 В последние годы в мире наблюдается рост интереса к ядерным реакторам малой мощности. В России они могут стать конкурентоспособными прежде всего в удаленных энергодефицитных районах, а реализация проектов внутри страны даст возможность выйти на зарубежные рынки.

Обсуждение В России: новая роль потребителя на ОРЭМ 19 На оптовом рынке электроэнергии и мощности в сентябре 2016 г. заработал новый механизм - ценозависимое управление спросом, - который предполагает более активное вовлечение потребителя в функционирование рынка. Механизм до 2020 года включительно будет работать в пробном режиме, поэтому пока не окажет влияния на развитие рынка.

В мире: «заморозка» нефтедобычи: новая попытка 23 Неудача весенней попытки «заморозить» нефтедобычу в мире заметно отразилась на рынке. Летний прирост добычи арабских стран грозит очередной отсрочкой роста цен на нефть. Стороны заходят на новый круг переговоров.

–  –  –

Статистика, факты, тенденции Ключевые макроэкономические показатели Промышленное производство крупнейших экономик, прирост, % к предыдущему месяцу (сезонное сглаживание) Информация о промышленном производстве в развитых странах оказалась в целом негативной. Июльский показатель ЕС вновь, как и два месяца назад, был отрицательным: промпроизводство относительно июня снизилось на 1,0%. В этот раз «слабым» звеном оказались экономики Чехии и Словакии, из крупных стран - Германии, показавшей худший результат по динамике производства почти за два года. В США после двух месяцев роста по итогам августа промпроизводство снова снизилось: добывающий сектор продолжил восстановление, но отрицательные результаты показали предприятия коммунального комплекса. На этом фоне обнадеживающе выглядели показатели Китая: по итогам августа годовой прирост промпроизводства (6,3%) чуть превзошел ожидания и оказался высшим результатом с апреля 2016 г.

ВВП крупнейших развивающихся экономик, прирост, % к пред. кварталу (сез. сглаживание) Опубликованные на рубеже августа и сентября данные о ВВП Бразилии и Индии за II квартал также не оправдали ожиданий. В Бразилии по итогам квартала перед Олимпийскими играми (и перед импичментом президента) так и не было пройдено «дно» экономического спада. Наоборот, темпы падения ВВП чуть увеличились. В Индии произошло существенное и неожиданное замедление экономического роста. В годовом выражении его темп по-прежнему превосходит результаты Китая, однако задача преодоления бедности в стране требует еще более серьезных результатов. Ситуация осложняется достаточно высокой инфляцией, которая не дает возможности центральному банку Индии применить монетарные стимулы.

Промышленное производство России, прирост, % к соотв. периоду предыдущего года Российская промышленность по итогам августа вернулась к положительным, но низким темпам роста.

Увеличение промпроизводства составило менее 1% в годовом выражении. Добывающие отрасли продолжают демонстрировать стабильную положительную динамику пятый месяц подряд. В августе вышла из «красной зоны»

обрабатывающая промышленность. Почти во всех сегментах результаты августа выше июльских, в том числе в химической и пищевой отраслях и производстве стройматериалов - все они вернулись к росту. Металлургия и нефтепереработка по-прежнему показывают снижение относительно 2015 года, но ситуация немного улучшилась.

В производстве машин и оборудования, а также транспортных средств отмечено существенное замедление.

Источники - национальные статистические службы

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ

–  –  –

В сентябре рынок ожидал итогов переговоров участников энергетического форума в Алжире, которые завершились относительным успехом. В августе цены на нефть марки Brent находились в диапазоне 45–50 долл./барр, WTI - 43–48 долл./барр. Поддержку ценам в августе оказывала статистика по запасам нефти и нефтепродуктов в США. В начале месяца появились данные о том, что за неделю, завершившуюся 2 сентября, там было зафиксировано рекордное с 1999 года снижение коммерческих запасов нефти - на 14,5 млн барр. (1,2%), в результате чего цены на нефть резко выросли, хотя укрепление доллара США, данные о росте там числа буровых установок для добычи нефти и переоценка перспектив спроса на нефть в ежемесячном докладе МЭА в середине месяца вновь привели к снижению цен.

Особое внимание в августе-сентябре 2016 г. инвесторы уделяли высказываниям представителей нефтедобывающих стран в преддверии энергетического форума в Алжире (26–28 сентября), что также нашло отражение в динамике цен на нефть. По итогам форума страны ОПЕК смогли предварительно договориться об ограничении уровня собственной добычи на уровне 32,5-33 млн барр./день.

–  –  –

Достигнув локальных успехов, ОПЕК замедлила рост добычи нефти. В августе, по оценкам МЭА, предложение на мировом рынке нефти сократилось на 0,3 млн барр./день как относительно предыдущего месяца, так и относительно августа 2015 г. Уровень добычи в странах ОПЕК в августе по сравнению с июлем остался практически неизменным, однако за год картель нарастил добычу на 1 млн барр./день, увеличив свою долю в мировом производстве нефти с 40,5% до 41,7%. США продолжают сокращать добычу нефти и по итогам III квартала, вероятно, уступят лидерство по этому показателю Саудовской Аравии. В сентябре МЭА снизило прогноз роста спроса на нефть в 2016 году на 0,1 млн барр./день - до 1,3 млн барр./день - и ожидает, что объем добычи нефти в странах вне ОПЕК сократится на 0,8 млн барр./день.

–  –  –

В августе добыча нефти в России оказалась на уровне 2015 года, а экспорт снизился; переработка нефти в годовом выражении выросла впервые с начала 2016 года. В августе добыча нефти выросла на 0,1% относительно уровня августа 2015 г., что стало наименьшим приростом с начала 2016 года. В целом за восемь месяцев 2016 года добыча нефти в стране увеличилась на 1,9% в годовом выражении. В августе экспорт нефти впервые снизился (–2,6%) после непрерывного роста в январе - июле. Переработка нефти в августе выросла на 0,5% относительно августа 2015 г. после снижения показателя в январе - июле; за первые восемь месяцев объем переработки нефти оказался на 2% ниже уровня 2015 года.

Источники - МЭА (в мире), Минэнерго России

–  –  –

В августе производство основных нефтепродуктов снизилось относительно уровня 2015 года. В августе производство бензина снизилось на 2,2% (по сравнению с августом 2015 г.) после роста в июне и июле. В целом за восемь месяцев 2016 года объем производства бензина на 1,4% превосходит уровень 2015 года. Производство дизтоплива продолжает снижаться (–1,3% к августу 2015 г.) ввиду низкого спроса на внешнем и внутреннем рынках. Сильное падение выпуска мазута в России в августе продолжилось (–19,5% к августу 2015 г.), что немногим ниже темпов снижения в предыдущие месяцы.

Экспорт нефти (слева) и нефтепродуктов (справа) из России по направлениям (млн т) Рост экспорта сырой нефти из России вновь обеспечен за счет европейского рынка. По данным ФТС России, в июле 2016 г. годовой прирост поставок сырой нефти из России был в основном обеспечен увеличением ее экспорта в европейском направлении (+5,5%), в то время как поставки в страны ближнего зарубежья сократились на 30%. Рост поставок российской нефти в страны Европы продолжает сопровождаться ростом ее доли на местном рынке. По данным МЭА, по итогам первого полугодия доля России в импорте нефти стран ОЭСР Европы увеличилась до 28,5% (с 25,9% в первом полугодии 2015 г.). Сокращение поставок российской сырой нефти в страны ближнего зарубежья в июле связано со снижением экспорта нефти в Беларусь (–38% относительно июля 2015 г.). Поставки нефти в страны АТР в июле остались выше прошлогоднего уровня (+6,3%), хотя относительно июня их объем снизился на 13,6%. При этом на фоне роста спроса на нефть в регионе российские поставщики начали уступать там свои позиции.

Так, например, доля поставок нефти из России в Китай в общем объеме его нефтяного импорта в июлеавгусте впервые с начала 2015 года сократилась до 10%.

Источники - Минэнерго России, ФТС России

–  –  –

В августе 2016 г. в России добыча газа выросла на 3,7% по сравнению с августом 2015 г., хотя за период с января по август 2016 г. она сократилась на 0,8% по сравнению с тем же периодом 2015 года. Биржевые цены на газ на СПбМТСБ в регионах с наибольшим объемом биржевых торгов и высоким спросом на биржевой газ со стороны промышленных потребителей в августе 2016 г. в основном снизились в годовом выражении, в частности в Московской области на 0,2%, в Республике Татарстан на 0,1%. Цена в Челябинской области, напротив, выросла на 1,6%. Объемы биржевой торговли газом за август 2016 г. составили 1,7 млрд куб. м, в то время как с начала года на бирже было продано 10,1 млрд куб. м газа, что в три раза превосходит показатель за аналогичный период 2015 года.

–  –  –

В июле экспорт трубопроводного газа в дальнее зарубежье снизился на 4,0% к аналогичному месяцу 2015 года и составил 11,9 млрд куб. м. Общее снижение экспорта вызвано падением поставок в основные страны - импортеры российского газа: Италию (–52,4%), Германию (–17,2%), Турцию (–10,2%).

Экспорт в страны СНГ продолжает сокращаться: в июле 2016 г. его объем упал на 11,6% по сравнению с июлем 2015 г., а за период с января по июль 2016 г. сократился еще более существенно - на 17,7% по сравнению с тем же периодом 2015 года. Снижение экспорта российского газа в СНГ обусловлено падением объемов поставок в Беларусь и практически полным прекращением поставок газа на Украину.

Источники - ФТС России, Росстат

–  –  –

Средние цены на электроэнергию, отпу- Изменение цен на уголь, газ и электроэнерщенную различным категориям потреби- гию, январь 2015 г. = 100 телей (руб./кВт·ч) Примечание: цены указаны без НДС Динамика средних цен на электроэнергию. В августе 2016 г. средние цены на электроэнергию, по данным Росстата, выросли для всех категорий потребителей. Наибольший относительный прирост показали цены для населения, увеличившиеся на 6,6% по сравнению с июлем 2016 г. (+6% по сравнению с августом 2015 г.), а наибольший абсолютный прирост - цены для непромышленных потребителей, увеличившиеся на 0,18 руб./кВт·ч за месяц (+0,32 руб./кВт·ч в годовом выражении).

Системный оператор ЕЭС России подвел итоги конкурентного отбора мощности (КОМ) на 2020 год. В рамках КОМ (поставка в декабре 2020 г. и участие в покрытии спроса на мощность) было заявлено 202,4 ГВт располагаемой мощности, включая 36,3 ГВт мощностей, поставляемых по договорам о предоставлении мощности (далее - ДПМ) и договорам купли-продажи мощности новых АЭС и ГЭС, а также 7,2 ГВт мощностей, поставляемых в вынужденном режиме. Суммарный объем мощности, отобранной по результатам КОМ, включая мощности, подлежащие обязательной покупке на оптовом рынке (ДПМ и новые АЭС и ГЭС), составил 200,9 ГВт, в том числе 159,7 ГВт в первой ценовой зоне и 41,2 ГВт во второй ценовой зоне. Цена мощности на 2020 год составила 115,2 и 190,5 тыс. руб./МВт в месяц в первой и второй ценовых зонах соответственно. В результате объем мощности, не отобранной в КОМ на 2020 год, составил лишь 1490 МВт, в том числе 396 МВт из-за несоответствия техническим требованиям к участникам КОМ.

Источники - Минэнерго России, Росстат

–  –  –

Согласно классификации МАГАТЭ, к малым относятся реакторы, электрическая мощность которых не превышает 300 МВт. По данным Всемирной ядерной ассоциации, из 449 действующих сегодня в мире ядерных реакторов под это определение попадают 25.

До последнего времени эволюция ядерных реакторов шла так, что в погоне за экономией от масштаба их единичная мощность постепенно росла, поэтому в соответствии с современным критерием мощности малых ядерных реакторов их доля в общем числе реакторов в мире постепенно сокращалась. Многие из ранее созданных малых реакторов конструктивно опирались на опыт создания ядерных установок, применяемых в военной и космической отраслях, а также кораблестроении.

Большинство действующих малых ядерных ректоров находится в Индии (18 единиц).

Также они есть в России (4 реактора), Китае (2 реактора) и Пакистане (1 реактор). Однако перспективы развития малых ядерных реакторов эксперты видят в реакторах более совершенных конструкций, которые только начинают внедряться или находятся на стадии разработки. Ожидается, что такие реакторы будут в лучшую сторону отличаться от действующих реакторов малой мощности по параметрам безопасности и экономической эффективности. Большинство из них предполагают модульную конструкцию (малые модульные реакторы, далее - ММР). Важную роль в успехе продвижения наиболее перспективных проектов малых ядерных реакторов играет государственная поддержка.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ

выпуск № 40, сентябрь 2016 Выпуск № 40, сентябрь 2016 Преимущества и перспективы малых ядерных реакторов Перспективы развития малых ядерных реакторов в целом и ММР в частности связаны с рядом преимуществ, которыми атомные станции малой мощности (далее - АСММ) обладают по сравнению с АЭС большой и средней мощности, а также с электростанциями на ископаемых видах топлива. Главным преимуществом относительно других АЭС являются небольшие капитальные затраты и сроки строительства, что снижает финансовые риски реализации проектов и облегчает их финансирование. Размещение ММР также предполагает более высокую степень гибкости по сравнению с крупными и средними АЭС. Их использование может быть оптимальным для энергоснабжения отдельных (в первую очередь малонаселенных и изолированных) регионов, а модульная конструкция позволяет более гибко подходить к выбору величины мощностей АЭС.

Кроме того, использование АСММ в меньшей степени ограничено возможностями сетевой инфраструктуры, включая пропускную возможность сетей. Помимо выработки электроэнергии АСММ могут занять определенные рыночные ниши - опреснение и очистка воды, а также производство тепловой энергии, которое может быть в большей степени востребовано, чем избыточные объемы тепловой энергии на крупных АЭС.

Большинство конструкций ММР предполагают перегрузку топлива раз в несколько лет, а в некоторых случаях закладка топлива в реакторе предусматривается на весь срок службы объекта, что заметно упрощает их обслуживание. Стоит отметить относительно низкий уровень негативного воздейМалые ядерные реакторы хорошо ствия АСММ на окружающую среду и укладываются в концепцию климат, чему в последние годы уделяется распределенной энергетики, имея все большее внимание в выборе объектов при этом ряд достоинств по генерации электроэнергии. В то же время сравнению с объектами генерации АСММ лишены недостатков генерируюна других видах топлива щих на основе ВИЭ объектов, связанных с неравномерностью выработки электроэнергии. Таким образом, малые ядерные реакторы хорошо укладываются в концепцию распределенной энергетики, имея при этом ряд достоинств по сравнению с объектами генерации на других видах топлива.

Вместе с тем АСММ не лишены недостатков. Так, например, в ряде случаев они могут иметь более высокие удельные капитальные затраты на единицу мощности относительно средних и больших АЭС. Под вопросом и удельные операционные затраты малых реакторных установок по сравнению с крупными. Проектировщики малых ядерных реакторов стараются минимизировать эти недостатки или компенсировать их отличительными преимуществами своих конструкций.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ

Энергетический бюллетень Выпуск № 40, сентябрь 2016 Строительство ядерных реакторов малой мощности в мире Сегодня существует около 50 концепций малых ядерных реакторов, наибольшее количество из которых появились в США и России (Таблица 1). На данный момент, помимо России, их строительство ведут Аргентина и Китай. Аргентинский экспериментальный модульный реактор Carem-25 нацелен на энергоснабжение отдаленных и малонаселенных районов страны. Загрузка топлива в реактор намечена на 2017 год. Китайский модульный высокотемпературный газоохлаждаемый реактор с технологией устойчивости к расплаву активной зоны планируется запустить в 2017 году.

–  –  –

Предлагаемые концепции малых ядерных реакторов довольно разнообразны. Большинство из них представляют собой легководные реакторы, реакторы на быстрых нейтронах, высокотемпературные реакторы и различные виды жидкосолевых реакторов. По типу размещения они разделяются на наземные, подземные, плавучие и подводные.

Подавляющее число проектов таких реакторов дополнительно предусматривают пассивные системы охлаждения, что положительно отражается на их безопасности.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ

выпуск № 40, сентябрь 2016 Выпуск № 40, сентябрь 2016 Малая атомная энергетика в России Россия является мировым лидером по производству и использованию ядерных реакторов малой мощности, однако до сих пор они находили применение лишь на транспорте (ледокольный флот) и военной технике (подводные лодки). Сооружение АСММ для электро- и теплоснабжения населения и хозяйства в советские годы представлялось неэффективным ввиду больших затрат на строительство в расчете на единицу мощности.

В результате практически все действующие атомные станции в России работают с использованием ядерных реакторов средней и большой мощности (преимущественно более 500 МВт). Единственным исключением является Билибинская АЭС в Чукотском автономном округе мощностью 48 МВт, на которой эксплуатируются четыре ядерных реактора мощностью 12 МВт каждый.

В последние годы в России растет внимание к вопросам развития АСММ с точки зрения как разработки более эффективных отечественных реакторов малой мощности, так и проработки вопроса целесообразности размещения АСММ в отдельных регионах.

Необходимость производства реакторов малой мощности и сооружения АСММ отмечена в ряде государственных документов (проект энергостратегии до 2035 года и госпрограмма по развитию атомного энергопромышленного комплекса), и уже поставлены цели по строительству первых АСММ в стране (Таблица 2). ГК «Росатом» в своих документах особое внимание уделяет развитию технологий и созданию реакторов малой мощности с целью их использования на АСММ в России и за рубежом.

Таблица 2 Видение развития малой атомной энергетики в России Документ Перспективы малой атомной энергетики Проект энергетической Безопасные модульные реакторы малой и средней мощности на стратегии России на период тепловых и быстрых нейтронах, в т. ч. с комбинированной вырадо 2035 года (редакция от боткой электрической и тепловой энергии и использованием в 21.09.2016) системах централизованного теплоснабжения Государственная программа «Развитие атомного Ввод в эксплуатацию в 2018 году плавучей атомной теплоэлекэнергопромышленного тростанции в г. Певек Чукотского автономного округа комплекса» (июнь 2014 г.) Стратегическое направление развития - разработка технологий Программа инновационного и создание линейки реакторов малой и средней мощности.

развития и технологической модернизации ГК «Ро- Создание и внедрение энергоустановок и сопутствующего оборусатом» на период до 2030 дования и технологий для использования в Арктике и на Дальгода (2016 год) нем Востоке Источник Минэнерго России, Портал госпрограмм Российской Федерации, ГК «Росатом»

–  –  –

Проект плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС) ПАТЭС является российским проектом по созданию мобильных плавучих АСММ, разрабатываемым ГК «Росатом». Согласно проекту, ПАТЭС состоит из гладкопалубного несамоходного судна и энергетического блока - двух реакторных установок КЛТ-40С (электрическая мощность - 70 МВт, тепловая мощность - до 140 Гкал/час). АСММ может использоваться также для опреснения морской воды (от 40 до 240 тыс. куб. м в год). Расчетный срок эксплуатации станции составляет 36 лет.

В настоящее время строится энергетический блок «Академик Ломоносов» для установки на судно и работы в составе АСММ в г. Певек Чукотского автономного округа. Целью проекта является замещение выбывающих к 2019 году местных генерирующих мощностей - Билибинской АЭС и Чаунской ТЭЦ. Осенью 2019 года «Росэнергоатом»

планирует приступить к установке энергоблока на штатное место и начать испытания ПАТЭС, а в конце 2019 года ввести ее в эксплуатацию.

–  –  –

Обсуждение: в России Новая роль потребителя на ОРЭМ На оптовом рынке электроэнергии и мощности (ОРЭМ) в сентябре 2016 г. заработал новый механизм - ценозависимое управление спросом, - который предполагает более активное вовлечение потребителя в функционирование рынка и направлен на повышение экономической эффективности системы. До 2020 года включительно данный механизм будет работать в пробном режиме, поэтому пока не окажет влияния на развитие рынка.

Летом 2016 года1 на ОРЭМ был нормативно закреплен механизм, позволяющий потребителям оптового рынка принимать более активное участие в формировании его показателей, - механизм ценозависимого управления спросом (demand response, DR).

Спрос на электроэнергию характеризуется неравномерностью и сезонностью, в отдельные часы дня или даже года он достигает пиковых величин. Для удовлетворения пикового спроса на рынок привлекаются мощности, которые обычно не используются для удовлетворения спроса во внепиковые периоды, поэтому такая генерация может работать всего несколько дней в году, а затраты на ее функционирование являются наиболее высокими, поскольку задействуются наименее эффективные генерирующие мощности. Пиковый спрос на электроэнергию в России в основном удовлетворяется на рынке на сутки вперед (далее - РСВ), где цены формируются по принципу маржинального ценообразования (устанавливается цена самой дорогой генерирующей мощности, востребованной в данный период). В пиковые периоды, по оценке СО ЕЭС, даже небольшое снижение спроса на электроэнергию может привести к значительному снижению цены на электроэнергию (маржинальная цена будет формироваться на основе заявки более эффективной генерирующей мощности). Как следствие, поиск способов отказа от привлечения неэффективных мощностей в период пикового спроса может оказаться востребованным.

Один из способов такого отказа от неэффективной генерации - использование механизма DR, который применяется на большинстве развитых электроэнергетических Постановление Правительства Российской Федерации от 20 июля 2016 г. № 699 «О внесении изменений в Правила оптового рынка электрической энергии и мощности».

–  –  –

рынков мира2 (США, ЕС, Австралия и др.) уже достаточно давно и показал свою эффективность. Так, например, экономия от использования механизма DR на рынке электроэнергии PJM в США, где он имеет достаточно длинную историю развития, в течение только одной недели пикового спроса в августе 2006 г. составила 650 млн долл.

Механизм DR - это механизм экономического стимулирования, который в пиковые периоды обеспечивает снижение объема покупки электроэнергии потребителем вместо загрузки неэффективных генерирующих мощностей. Как было отмечено выше, это влияет на снижение равновесной цены на электроэнергию на РСВ. Снижение потребления происходит у тех потребителей, которые заранее на добровольной основе предоставили заявку о готовности сократить потребление в определенные часы взамен снижения цены мощности для него.

Ранее потребители могли влиять на цену электроэнергии или мощности на оптовом рынке лишь косвенно за счет планирования своего объема потребления в долгосрочном периоде. Например, сокращение издержек произошло бы при снижении потребления за счет повышения энергоэффективности своих производств (в том числе снижался объем потребления и в пиковый период) или за счет постоянного изменения графика своего потребления «по расписанию» (снижение потребления электроэнергии в плановые часы пиковой нагрузки).

Механизм ценозависимого управления спросом на электроэнергию будет внедряться в

России в два этапа:

1. 2017–2019 годы - СО ЕЭС по заявкам формирует перечень покупателей с ценозависимым потреблением для первой и второй зон оптового рынка. Такие покупатели принимают на себя обязательства обеспечить готовность к ценозависимому снижению объема покупки электроэнергии в течение следующего года (для определенных времени и групп точек поставки). Эти потребители будут влиять на цену электроэнергии в рамках функционирования на РСВ; их участие на рынке мощности не предусмотрено, т. к. конкурентные отборы мощности (КОМ) на этот период уже проведены в 2016 году, а цены на мощность сформированы.

2. 2020 год и далее - потребители будут влиять на цену электроэнергии и на цену мощности, формируемую в рамках КОМ. Таким образом, механизм ценозависимого потребления является частью новой модели долгосрочных КОМ, которая реализуетОбъем мощности в мире, распределяемый в рамках механизма DR, оценивается в 39 ГВт, из которых более 70% приходится на Северную Америку (по данным Navigant Research).

–  –  –

ся с 2015 года3. В рамках данного механизма участники в заявке КОМ должны указывать принимаемые на себя обязательства по планируемым объемам снижения потребления в случае такой необходимости (данные используются при определении спроса на мощность). По результатам будет формироваться перечень таких потребителей, у которых СО ЕЭС может потребовать снизить объем потребления электроэнергии в рамках поданной заявки на РСВ.

В рамках проведенной в сентябре 2016 г. процедуры КОМ на 2020 год4 уже принимались заявки по ценозависимому потреблению. По данным СО ЕЭС, в КОМ на 2020 год такую заявку подала 1 организация (АО «РУСАЛ Новокузнецк») с обязательством по возможному сокращению спроса на мощность во второй ценовой зоне на 5 МВт в месяц. Это составило 0,003% от отобранной мощности (совокупный отбор мощности на 2020 год составил от 156,1 до 163,9 ГВт в месяц). При этом нормативно максимальный совокупный объем ценозависимого потребления мощности ограничен 1% от базовой величины спроса на мощность.

Таким образом, в 2020 году потребители при помощи использования механизма DR не смогут оказать воздействие на формирование цены ни на мощность, ни на электроэнергию в рамках РСВ во второй ценовой зоне.

Тем не менее такой незначительный результат не означает, что на ОРЭМ в России отсутствует потенциал для более активного привлечения потребителей. Хотя в настоящее время в целом по году в электроэнергетике России наблюдается профицит мощностей (что во многих случаях снижает вероятность привлечения неэффективной генерации на РСВ), данные по максимуму потребления мощности в ЕЭС России в 2015 году демонстрируют, что максимальное потребление может превышать возможности базовой нагрузки и вовлекать резервные мощности (Таблица 3).

Использование механизма DR может привести к росту экономической эффективности ЕЭС России за счет привлечения более широкого числа субъектов, способных влиять на ее повышение. Потребители в данном случае выступают в качестве альтернативы дорогостоящей генерации, что может иметь и прямой эффект для краткосрочного периода (оптимизация текущего уровня издержек), а также обладать косвенным эффекПостановление Правительства Российской Федерации от 27 августа 2015 г. № 893 «Об изменении и о признании утратившими силу некоторых актов Правительства Российской Федерации по вопросам функционирования оптового рынка электрической энергии и мощности, а также проведения долгосрочных конкурентных отборов мощности».

Новая модель предполагает проведение долгосрочных КОМ не на следующий год, а на год, наступающий через три года после года проведения КОМ.

–  –  –

том - возникновение конкуренции со стороны потребителей дает генерации стимулы к повышению своей эффективности в долгосрочном периоде.

Таблица 3 Максимум потребления мощности в ЕЭС России в 2015 году

–  –  –

Несмотря на наличие потенциала развития механизма, а также наличие предварительных оценок по эффективности его использования в России5, распространение механизма может быть ограничено рядом факторов. К ним можно отнести:

требование о снижении потребления выставляется по итогам расчета РСВ при условии выполнения критериев - достаточности влияния ценозависимого снижения потребления на цены РСВ;

ограниченный круг потребителей (только квалифицированные субъекты ОРЭМ, абсолютное число которых невелико). При этом в зарубежных странах механизмом DR могут пользоваться и представители малого и среднего бизнеса, и даже население (через посредников и при помощи использования информационных систем);

высокие риски у потребителя не сэкономить за счет использования механизма DR, а получить повышенную на 25% стоимость мощности (за невыполнение собственных обязательств).

Ожидаемые эффекты от внедрения были предварительно оценены. По оценкам СО ЕЭС, в рабочий день разгрузка на 50 МВт на 3 часа приводит к экономическому эффекту более чем на 1 млн руб. (оценка по данным за один рабочий день февраля 2013 г. на основе испытаний по изменению графика потребления).

–  –  –

Обсуждение: в мире «Заморозка» нефтедобычи: новая попытка Государства-нефтеэкспортеры вновь активизировали переговоры относительно возможной «заморозки» нефтедобычи, периодически возобновлявшиеся в течение 2016 года. Теперь, после выхода Ирана на плато нефтедобычи, поиск консенсуса должен упроститься, однако готовность нефтеэкспортеров к разрушительной конкуренции вновь подтвердилась в летние месяцы: даже без участия Ирана арабские страны существенно увеличили поставки нефти на и без того переполненный рынок.

В начале сентября в мире вновь активизировалось обсуждение перспектив согласованной «заморозки» нефтедобычи крупнейшими странами-производителями. Полгода назад в Энергетическом бюллетене было отмечено, что летом можно ожидать новой попытки государств-нефтеэкспортеров договориться о «заморозке» добычи. Фактором успеха при этом могло бы стать достижение Ираном стабильного уровня добычи (примерно соответствующего показателям до введения санкций), поскольку именно позиция этого государства стала камнем преткновения в рамках предыдущих переговоров.

Можно было ожидать, что добыча ОПЕК после стабилизации иранского производства перестанет расти сама по себе, но события пошли по другому пути.

Краткосрочные цели Ирана были в основном достигнуты уже в начале лета, и с тех пор его добыча стабилизировалась. В то же время суммарное предложение нефти ОПЕК выросло с мая по август на 0,7 млн барр./день. Из этого прироста Иран обеспечил менее 0,1 млн барр./день. Саудовская Аравия нарастила производство на 0,4 млн барр./день, и примерно по 0,1 млн барр./день прибавили к своей добыче Ирак (он восстановил уровень добычи начала года после небольшого весеннего сокращения), Кувейт и ОАЭ.

В результате арабские монархии Персидского залива (в первую очередь, Саудовская Аравия) заместили на глобальном рынке выбывающую из-за сложной конъюнкту- Летом 2016 года ры добычу США (График 1). Это явно не то, что нужно арабские монархии мировому рынку для скорейшего избавления от избытка Персидского залива предложения. Вместе с тем обвинять эти государства в заместили спад некооперативном поведении сложно, поскольку до сих добычи нефти в США пор никакой кооперации не намечалось, а отказываться

–  –  –

от заявок покупателей в текущих сложных обстоятельствах не приходится.

График 1 Производство жидкого топлива крупными государствами-производителями

–  –  –

«Заморозка» добычи не изменила бы конъюнктуру рынка, но могла бы заметно снизить неопределенность за счет формирования временнго ориентира, когда на нефтяном рынке будет преодолено состояние избытка. На сегодняшний день ситуация иная: несмотря на устойчивый рост спроса, который, вероятно, в ближайшие годы будет составлять не менее 1 млн барр./день ежегодно, присутствует постоянная угроза дополнительного вливания 0,5 млн барр./день или более со стороны нефтедобывающих стран с низкими издержками - в основном арабских монархий Персидского залива, а также Ирака и Ирана. Поэтому избыток нефти может уменьшаться довольно медленно.

Эта ситуация ярко проявилась как раз в последние месяцы: если бы удалось договориться о «заморозке» поставок (или они стабилизировались бы по другой причине) уже в мае 2016 г., то в 2017 году с высокой вероятностью на мировом рынке нефти возник бы дефицит. Он повлек бы начало расчистки запасов, что позволило бы ожидать в 2017 году роста цен на нефть. Но из-за задержки решения на несколько месяцев и последовавшего скачка предложения теперь уже нельзя говорить об этом с уверенностью.

Фиксация предложения на новом, более высоком уровне наверняка позволит сбалансировать рынок в течение 2017 года, но не более того (Таблица 4).

–  –  –

Таблица 4 Избыток (превышение производства над потреблением) жидкого топлива в мире при разных сценариях договоренности производителей (млн барр./день)

–  –  –

При условии «заморозки» добычи сырой нефти Россией и ОПЕК с августа 2016 г.

МЭА 1,7 0,6 0,1 ОПЕК 2,1 1,2 0,5 АЭИ США 1,8 0,8 -0,3 При условии «заморозки» добычи сырой нефти Россией и ОПЕК с мая 2016 г.

–  –  –

Анализ свободных мощностей стран ОПЕК также не позволяет строить благоприятные ценовые прогнозы на основе ограниченных возможностей производства. Уровень загрузки мощностей действительно является очень высоким - свыше 90%, но резервы мощностей сохраняются и даже восстанавливаются. В начале 2016 года свободные мощности нефтедобычи ОПЕК были оценены АЭИ США почти в 2 млн барр./день. После летнего роста добычи этот показатель снизился до чуть более 1 млн барр./день, но осенью будут введены новые добывающие мощности, так что к началу следующего года в распоряжении государств ОПЕК окажется уже 1,5 млн барр./день свободных мощностей. В этой ситуации при отсутствии договоренностей о «заморозке» нельзя исключать вливания новых объемов нефти на рынок и, следовательно, оттягивания его балансировки еще не менее чем на полгода.

Весьма перспективным вариантом представляется договоренность не только с «заморозкой», но и с сокращением добычи: стороны могут договориться о фиксации предложения на весенних уровнях (кроме Ирана, который зафиксировал бы добычу на уровне ее летней стабилизации). В этом случае можно вернуться к описанному выше сценарию форсированного создания дефицита на рынке. Но для этого вновь требуется договоренность двух соперников - Саудовской Аравии и Ирана. Саудовской Аравии в этом случае придется сократить добычу больше всех, Ирану - отказаться от претензий на расширенную квоту. Здесь есть риск возникновения «дилеммы заключенных»: хотя обоим государствам выгодна договоренность, индивидуальные интересы могут привести к неблагоприятному равновесию для них и для отрасли в целом.

–  –  –

ac.gov.ru/publications/ facebook.com/ac.gov.ru twitter.com/AC_gov_ru youtube.com/user/analyticalcentergov

При всем разнообразии источников энергоснабжения эксперты считают, что будущее за атомными станциями малой мощности (АСММ). Россия для развития малой атомной энергетики обладает необходимой научно-практической базой и имеет все шансы стать мировым лидером в данной сфере.

Исторический экскурс в малую атомную энергетику

Исторически сложилось так, что в нашей стране атомная отрасль изначально формировалась для военных целей. Успешное применение ядерных установок малой мощности для подводных лодок и ледоколов открыло большие возможности для развития атомной энергетики в гражданских целях. В 1960-х годах были предприняты первые попытки создания атомных электростанций малой мощности, тем самым положив начало развитию малой атомной энергетики. Четкая граница между большой и малой атомной энергетикой не определена, но, согласно рекомендациям МАГАТЭ, для малой атомной энергетики предел электрической мощности составляет 300 МВт при тепловой мощности реактора 750 МВт.

Вплоть до 1990-х гг. многочисленные проекты и разработки не нашли практической реализации, поскольку столкнулись с проблемами организационного характера. Подобные объекты требовали особых условий эксплуатации и обеспечения безопасности, а также высокой квалификации работников.

Важным стимулом для малой атомной энергетики стала необходимость развития приграничных территорий, представляющих собой ценность из-за огромного количества природных ресурсов и имеющих важное геополитическое значение. Основную роль в энергоснабжении периферийных районов играют именно автономные источники. Но для удаленных населенных пунктов зачастую проблематично доставить топливо, необходимое для эксплуатации дизельных электростанций и котельных. Разобщенность источников и топливная проблема, в свою очередь, сказываются на счетах за электроэнергию. Кроме того, специфика таких регионов предполагает, что источник не только должен обеспечивать электроэнергией, но и теплом. Оптимальным выходом для надежного энергообеспечения изолированных районов является использование атомных станций малой мощности.

Перспективные проекты

Среди первых разработок маломощных атомных станций были проекты АТЭЦ «Елена», АСТ «Рута», блочно-модульная АТЭЦ «Ангстрем», саморегулируемая по мощности АЭС «Унитерм» и другие. Эти проекты были далеки от промышленного внедрения и на то было несколько причин: существенные затраты на строительные работы на месте установки, отсутствие возможности перевозить на новое место эксплуатации и вытекающая из всего этого угроза безопасности жизни людей.

Сегодня особый интерес в сфере малой атомной энергетики представляют всего 2 проекта, имеющие все шансы на реализацию: плавучая АЭС «Академик Ломоносов» и реактор СВБР-100.

В 1990-х гг. для демонстрации потенциала малой атомной энергетики было принято решение построить плавучую атомную электростанцию с использованием реактора КЛТ-40С, который на протяжении многих лет успешно использовался в ледоколах. В связи с экономическими преобразованиями в стране проект был приостановлен и восстановлен в 2000 г., когда Министерство по атомной энергии, концерн «Росэнергоатом», администрация Архангельской области и ФГУП «ПО «Севмаш» подписали декларацию о намерениях построить первую в мире плавучую атомную теплоэлектростанцию (ПАТЭС) «Академик Ломоносов» в Северодвинске. ПАТЭС представляет собой несамоходное судно с двумя реакторными установками КЛТ-40С, которое буксируется в место назначения и ставится в специальный док. Параметры судна: длина - 144 м, ширина - 30 м, водоизмещение - 21,5 тысяч тонн. Каждый реактор имеет электрическую мощность 38 МВт, тепловую мощность - 140 Гкал/ч, отпуск электроэнергии - 455 млн. кВт/ч в год, отпуск тепла - 900 тыс. Гкал/год. ПАТЭС также может быть использована для опреснения морской воды, для этого устанавливают специальные опреснительные установки вместо турбин и электрогенераторов. Станция рассчитана минимум на 36 лет эксплуатации, при этом каждые 12 лет необходимо проводить загрузку ядерным топливом.

Изначально завершение строительства было запланировано на 2010 г., но в связи с финансовыми трудностями «Севмаш» постоянно переносило сроки сдачи, и в 2008 г. проект был передан ОАО «Балтийский завод». Вопросы реструктуризации предприятия, начавшиеся в 2011 г., также тормозили сдачу проекта. Лишь в начале декабря 2012 г. концерн «Росэнергоатом» и «Балтийский завод» подписали договор о достройке ПАТЭС. Соглашение предполагает сдачу плавучей атомной электростанции, готовой к буксировке на место назначения, 9 сентября 2016 г. На сегодняшний день готовность объекта составляет 60%. Строительство ПАТЭС включено в Федеральную целевую программу «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010 - 2015 годов и на перспективу до 2020 года» именно как одна из основных задач развития малой атомной энергетики. Предполагается, что она положит начало серийному производству плавучих АЭС.

Повышенный интерес к разработке проявляют страны Азиатско-Тихоокеанского региона, но не спешат с инвестициями, ожидая реализации пилотного проекта в России. Не стоит беспокоиться об «утечке» таких ценных технологий в случае выхода на международные рынки, поскольку ПАТЭС планируют реализовывать по схеме «строю-владею-эксплуатирую»: Россия строит станцию, обеспечивает ее работу на месте заказчика, каждые 12 лет проводит необходимый ремонт и по истечении жизненного цикла ее утилизирует.

Большие надежды малая атомная энергетика возлагает на реактор СВБР-100 на быстрых нейтронах со свинцово-висмутовым теплоносителем, который предназначен именно для создания атомных электростанций мощностью 100 МВт. Проект разрабатывается ОАО «АКМЭ-инжиниринг», учредителем которого являются ГК «Росатом» и ОАО «ЕвроСибЭнерго». Параметры такой АСММ должны позволять перевозить ее железнодорожным или автомобильным транспортом, а сами модули должны быть таких размеров, чтобы их легко можно было компоновать, создавая станцию любой необходимой мощности. Пока проект находится на научно-исследовательской стадии, закончить его разработку планируется в 2015-2016 гг., а серийное производство запустят в 2019 г. Стоит отметить, что Россия имеет опыт создания и эксплуатации свинцово-висмутовых теплоносителей, не имеющих аналогов за рубежом. Например, США пока только пытаются освоить эту технологию. Создание СВБР-100 позволит России стать бесспорным лидером в мировой атомной энергетике.

Вопросы безопасности и перспективы малой атомной энергетики

Противников малой атомной энергетики всегда волнует вопрос безопасности использования АСММ. Здесь работает правило «снижение мощности влечет за собой снижение потенциальных рисков». Поэтому атомные станции малой мощности намного безопаснее больших атомных станций в силу меньшего количества радионуклидов и количества запасенной энергии.

В техническом плане наши ученые владеют всеми необходимыми методами обеспечения безопасности ядерных установок. Например, ПАТЭС имеет пять барьеров радиационной защиты, способна выдержать землетрясение магнитудой 7-8 баллов по шкале Рихтера, мощные снегопады и даже падение самолета. Проведение всех операций с топливом и радиоактивными отходами будет осуществляться в специализированных центрах. Проект уже прошел все необходимые государственные экспертизы, в том числе и экологическую.

Для удовлетворения своих растущих энергетических потребностей общество ищет новые энергоносители и пытается развивать альтернативные источники (ветряки, солнечные панели и т.п.). Россия слепо следует модным тенденциям, а, между тем, уникальный накопленный опыт и мощная научная база позволяют развивать малую атомную энергетику, призванную эффективно снабжать электроэнергией удаленные населенные пункты. Модульные энергетические установки также могут быть успешно использованы и густонаселенных мегаполисах для питания отдельных зданий или целых микрорайонов независимо от центральной системы энергоснабжения. Основные преимущества АСММ состоят в минимальном потреблении топлива, к минимуму сведены затраты на строительные работы на месте установки и непосредственно само обслуживание станции. Поэтому атомные станции малой мощности рассматриваются как один из самых надежных и экономически стабильных источников питания. Единственными препятствиями для реализации подобных проектов могут стать недостаточная проработанность международного права в сфере ядерных технологий и стремление получить прибыль от реализации здесь и сейчас, в то время как, стоит направить финансовые механизмы на устойчивое развитие проектов в долгосрочной перспективе.