АЭС, отходы, урановый фонд: какие вопросы энергетики решать Казахстану?

Население планеты достигло 8 млрд человек. Тем временем, по данным ООН, почти миллиард из них всё ещё не имеют доступа к электричеству. Однако человечество постоянно ищет выходы из положения. Важнейшие для ядерной отрасли вопросы, а также технологические решения в использовании мирного атома, в том числе на территории Казахстана, обсудили участники XII международной конференции «Атомэкспо-2022».

К примеру, Великобритания лидирует в Европе по числу планируемых проектов по строительству ядерных энергоблоков. А многие страны Азии и Африки намерены создавать или уже создают у себя атомные электростанции. По развитию же атомной энергетики в мире лидирует Россия. Среди всех держав особо выделяется Китай, вышедший на первое место в мире по строительству АЭС. Им всем это необходимо потому, что экономика уже потребляет в разы больше электроэнергии, чем десять лет назад.

Однако удовлетворить аппетиты всех только за счёт традиционной угольной энергетики невозможно. Тем более что страны постепенно снижают долю угольных ТЭС в своей энергосистеме, поскольку чрезмерное их количество наносит непоправимый ущерб природе. Всё это касается и Казахстана, где помимо экологии особо актуальными остаются четыре проблемы:

• износ оборудования;
• низкий КПД станций;
• дефицит маневренных источников;
• значительные потери в электросетях.

Строительство АЭС

У Правительства РК и компании «Самрук-Казына» есть мнение, что проект по строительству АЭС в Казахстане должен быть реализован международным пулом инвесторов. Пока что в качестве поставщиков рассматриваются корейская KHNP, китайская CNNC, российский «Росатом» и французская EDF. Корреспонденту Orda.kz удалось взять комментарий на международном форуме у главы «Росатома» Алексея Лихачева. Он высказался по вопросу участия РФ в строительстве АЭС в Казахстане.

«Мы всегда в руках заказчика, мы будем работать и так складывать проект, как будет комфортно заказчику, как будет комфортно руководству Казахстана. Но для нас, конечно, особый смысл, особый аромат имеет сотрудничество с Казахстаном. Исторически мы из одной атомной семьи, из советской атомной семьи. В Казахстане немало специалистов, которые позволят эффективно и быстро развернуть атомный проект. Но ещё раз хочу сказать, что движение к этому проекту будет полностью определяться заказчиком – правительством и президентом Казахстана», – сказал Алексей Лихачев.

Что делать с отходами?

Во время обсуждения заявленных на мероприятии тем эксперты и участники затронули ряд и других особо важных для Казахстана вопросов.

Например, в Казахстане накопился значительный объём промышленных отходов разной степени опасности. Подробнее об этом рассказал директор департамента госполитики и управления отходами Минэкологии, геологии и природных ресурсов РК Мансур Аширбаев.

По данным чиновника, в стране накопилось более 30 млрд тонн отходов. Ежегодно вновь образуется еще около 700 млн тонн. Основными из них, по словам эксперта, считаются горнорудные и нефтяные.

«Часть из них перерабатывается, а остальной объём размещается в хвостохранилищах и на полигонах. Министерство экологии ведёт электронный учет отходов в соответствии с Экологическим кодексом. В рамках государственного кадастра отходов в 2021 году образовано около 735 млн тонн неопасных и 42 млн опасных отходов. Около 90% образовавшихся отходов идут от добычи и обогащения полезных ископаемых. Общий объём отходов по горно-добывающей промышленности за 2021 год составил 470 млн тонн, что на 56 % больше, чем в 2020 году», – сказал Мансур Аширбаев.

Участники мероприятия высоко оценили подготовленность и стремление Казахстана решить ресурсные и экологические проблемы. Так как в совокупности перечисленное считается препятствием в развитии мировой атомной энергетики. Впрочем, вопрос о том, что делать с отходами в мире атомных технологий, практически решён.

Ликвидация и рецикл

В РФ есть особая программа, которая предполагает переход от накопления запасов урановых «хвостов» к их ликвидации. Директор по управлению жизненным циклом ядерного топливного цикла и АЭС Госкорпорации «Росатом» Владислав Корогодин рассказал о подходе российской атомной отрасли.

Российская концепция двухкомпонентной атомной энергетики с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах предлагает решение. Это внедрение замкнутого ядерного топливного цикла, включающего широкий спектр новых технологий переработки облученного топлива. Всё это в совокупности с производством свежего топлива с применением вторичных ядерных материалов – обедненного урана, плутония и регенерированного урана.

Так, новейшие технологии деконверсии, то есть обесфторивания, позволяют переводить урановые «хвосты» в химически безопасную форму для долгосрочного хранения. Кроме того, методика позволяет получать стратегически ценное сырье для топлива «быстрых» реакторов – обедненный уран в форме оксида. Одним из важнейших инструментов, который позволяет достичь этих целей, считается рецикл ядерных материалов. Или, как принято говорить в среде атомщиков, замыкание ядерного топливного цикла (ЯТЦ).

Такой подход к развитию ЯТЦ позволяет:

• принципиально снизить потребность ядерной энергетики в ресурсах;
• сократить объём отходов, направляемых на захоронение;
• избавить человечество от бремени опасных радиоактивных материалов;
• удовлетворить возрастающие потребности людей без ущерба для следующих поколений и экосистемы планеты.

Приглашённый эксперт, заслуженный энергетик Казахстана Жакып Хайрушев поделился своим мнением с Orda.kz. Он уверен, что за 10 лет обсуждения темы строительства АЭС в нашей стране осталось лишь два вопроса: надёжность технологий и переработка используемого топлива.

«Куда мы будем складировать топливо? Сегодня специалисты «Росатома» дали чёткий ответ: страна, которая приносит свои технологии другим, будет обязана вывести отработанное топливо, переработать и вновь завозить в страну. Это меняет парадигму нашей атомной энергетики. У нас теперь не будет головной боли, как, например, в Актау, где до сих пор хранятся ядерные отходы», – сказал  Жакып Хайрушев.

Касательно энергии в целом, по словам эксперта, выгодное расположение планируемой АЭС в Жамбылском районе Алматинской области может помочь всей стране. Однако это не означает, что решение о строительстве АЭС полностью спасёт от дефицита энергии.

«К нам не могут зайти некоторые производители, так как им просто не хватает энергии. Учитывая переход на углеродную нейтральность, Казахстану дополнительно необходимо развивать манёвренные, газовые и гидроэлектростанции. Всё это позволит к 2035 году сформировать целостную систему без слов аварийность, износ, веерное отключение и т. д. К тому же Казахстан войдёт в элитный клуб стран, где есть атомные технологии. Важно, чтобы энергетика опережала всю экономику страны на 20–30%», – добавил эксперт.

Ядерный топливный цикл

Как показала практика, ядерное топливо можно многократно использовать. А самые опасные долгоживущие продукты деления безопасно сжигать. Однако для этого нужны уникальные технологии и правильно организованный «жизненный цикл» топлива.

Если говорить по-простому, «жизнь» топлива для атомных электростанций начинается с добычи урана. Добытый природный уран отправляют на конверсию: из твёрдого состояния в газообразное. Затем из газа делают порошок и спекают в урановые таблетки. Таблетки запаиваются в циркониевые трубки с необходимыми заглушками и крепежными элементами – получаются тепловыделяющие элементы. Из ТВЭЛов собираются тепловыделяющие сборки.

Готовый продукт отправляют на атомные станции, где он работает около пяти лет. С момента, как они покинули реактор, их уже называют отработавшим, или облучённым ядерным топливом. Ещё пять лет отработавшее топливо остывает в бассейне выдержки на станции. И здесь напрашивается вопрос: что же делать дальше?

Директор по управлению жизненным циклом ядерного топливного цикла и АЭС Госкорпорации «Росатом» Владислав Корогодин на площадке форума добавил, что атомная энергетика как источник недорогой и чистой энергии обладает множеством преимуществ перед другими видами энергогенерации.

В частности, к 2035 году российская атомная энергетика должна стать двухкомпонентной. В ней будут сопряжены и ядерные энергетические реакторы на тепловых нейтронах, составляющие основу современной атомной генерации, и реакторы на быстрых нейтронах, что позволит замкнуть ядерный топливный цикл. Проект называется «Прорыв». Основой комплекса под Томском станет энергоблок мощностью 300 МВт с реакторной установкой на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-ОД-300.

«Мы уже обладаем основой инфраструктурой замыкания ядерного топливного цикла. Полная демонстрация замыкания будет показана в 2029 году непосредственно на площадке в Северске», – сказал Корогодин на круглом столе в рамках международного форума «Атомэкспо-2022» в Сочи.

Урановый фонд Казахстана

На другом круглом столе главный директор по коммерции АО «НАК «Казатомпром» Аскар Батырбаев представил видение компании относительно развития мирового рынка природного урана.

Так, пересмотр роли атомной энергетики в мире стимулировал спрос на урановое сырье. Из доклада также следует, что, несмотря на конкуренцию с возобновляемыми источниками энергии, атом получает всё большую поддержку руководителей государств как надежный источник электроэнергии.

По данным участника форума, через 20 лет мощности атомной генерации могут увеличиться на 50%.

«Давно рассматривался вопрос создания некоего уранового фонда внутри Казахстана. Он был уже создан. Урановый фонд называется «ANU Energy». «Казатомпром» не является его владельцем, но является его якорным инвестором наравне с «Самруком» и Национальной инвестиционной корпорацией. Данный фонд создан, первый этап реализован. Инвестиции на уровне $74 млн привлечены. На эти инвестиции был куплен уран у «Казатомпром», – сказал Аскар Батырбаев.

По плану, компания в скором сможет привлечь до $500 млн для инвестиций в уран. Эксперт добавил, что в мире ожидаются большой спрос и строительство большого количества реакторов.

«Казахстан – крупнейший производитель урана за последние 10 лет. У нас самая экологически чистая технология добычи урана – метод ПСВ. Наша страна имеет 12% мировых запасов, или второе место в мире. Разведанные запасы составляют 625 тысяч тонн и ресурсы примерно в 785 тысяч тонн. При текущем уровне производства это примерно эквивалентно 30 годам производства на уровне 2021 года», – заключил спикер.

К слову, на территории страны расположены объекты наследия сразу нескольких типов. Уникальный среди них – первый в мире энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-350, остановленный в 1998 году.

Как уточнил на форуме заместитель председателя комитета атомного и энергетического надзора и контроля Министерства энергетики РК Гумар Сергазин, совместно с российскими организациями уже выполнены работы по изучению технологий обращения с жидкими отходами и удалению натрия (теплоноситель в реакторах БН – Прим. ред.), а также разработано ТЭО проекта вывода из эксплуатации.

Другие актуальные для страны проекты – реабилитация территории Семипалатинского испытательного полигона и объектов уранового наследия.

В целом участники пришли к выводу, что атомная энергетика стала более безопасной, выгодной и экологичной. А Казахстан считается одним из лидеров в исследованиях и технологических решениях по этим направлениям.

В следующей статье Orda.kz покажет на примере Ленинградской АЭС, какие технологии может дать Казахстану Россия. Эксперты также объяснят, почему нашей стране необходим этот и другие проекты мирного атома. 

Международный форум «Атомэкспо» – крупнейшая выставочная и деловая площадка, на которой обсуждается современное состояние атомной отрасли, формируются тренды ее дальнейшего развития. Проводится ежегодно с 2009 года. В форуме участвуют руководители ключевых компаний мировой атомной отрасли, государственных структур, международных и общественных организаций, ведущие эксперты. На площадках проходят многочисленные деловые встречи, устанавливаются рабочие контакты, подписываются партнёрские соглашения и контракты.