Данная статья посвящена важной теме энергоснабжения регионов России с применением атомных станций малой мощности (далее — АСММ). Рассматриваются основные характеристики регионов страны и преимущества размещения в них АСММ. Выявляются преимущества применения АСММ в областях народно-хозяйственного комплекса.
Ключевые слова: энергообеспечение, атомная станция малой мощности, развитие энергетики
Атомные энергоустановки являются наиболее перспективным вариантом для труднодоступных регионов с крупными промышленными и бытовыми энергопотребителями. Развитие энергетики регионов приобретает все большую значимость в связи с государственным курсом на развитие арктических территорий России. Энергетическая система Арктики характеризуется большим количеством отделенных энергоузлов, разрозненностью потребителей энергоресурсов и затрудненным подвозом органического топлива. В случае экстремальных природно-климатических условий Арктики особенно сильно проявляется актуальность проблемы энергобезопасности удаленных и труднодоступных территорий, которые не могут быть в полной мере обеспечены на с помощью централизованного энергоснабжения [1]. Характерным примером является территория Сибири, занимающая порядка 57 % территории России. Сибирь по численности и плотности населения, по природным условиям очень близка к Канаде. Здесь проживает всего 15 % населения России, причем в основном вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали. Но северная, наиболее холодная и слабонаселенная часть Сибири, содержит огромные запасы природных ресурсов. Именно здесь, в этом слабо освоенном регионе, находится более 90 % добываемого газа, 70 % запасов российской нефти, большие запасы цветных, редких металлов, химического сырья, половина запасов древесины.
Оптимальным вариантом для обеспечения энергонезависимости регионов децентрализованного энергоснабжения являются атомные станции малой мощности. Они надежней при использовании, чем возобновляемые источники энергии, и их генерация не зависит от природно-климатических условий или времени суток. Реакторы малой мощности обладают большим потенциалом для освоения других перспективных для атомной энергетики частей рынка в удаленных или обособленных труднодоступных регионах, в которых стоимость поставки углеводородного топлива слишком высокая, электрические отсутствуют или развиты не достаточно хорошо [2]. В разработке атомных энергетических источников малой мощности Россия имеет существенное преимущество, основанное на накопленном опыте при создании ядерных энергетических установок боевого флота, атомных подводных лодок и атомных ледоколов, первой в стране и в мире плавучей атомной теплоэлектростанции ПАТЭС. Существуют различные варианты размещения станции: от классического прибрежного или материкового, до плавучей энергоустановки.
Плавучий энергоблок представляет из себя несамоходное судно стоечного типа, содержащее реакторную паротурбинную и электроэнергетическую установки, вспомогательные установки, жилой модуль с центральным пультом управления [3]. В России плавучая атомная теплоэлектростанция востребована, прежде всего, в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока, не охваченных единой энергосистемой и нуждающихся в стабильных и экономически оптимальных источниках энергии, в местах затрудненного сооружения стандартных тепловых энергетических станций.
Воплощение региональной энергетической политики на территории России с ее разнообразными социально-экономическими и природно-климатическими условиями, должно учитывать особенности различных регионов страны и производиться при взаимодействии с решениями стратегических общегосударственных задач для перспективы развития экономики и энергетики. В числе главных преимуществ применения малой атомной энергетики можно обозначить:
- уменьшение времени, объемов и стоимости капитального строительства в регионе размещения атомных станций. Все высокотехнологичные, дорогостоящие и трудоемкие операции осуществляются в специализированных цехах заводов и выполняются квалифицированным персоналом. Результатом является уменьшение затрат по сооружению и вводу в эксплуатацию малых атомных энергоисточников;
− понижение суммарных инвестиционных нагрузок на возведение энергоблоков;
− возможность обхождения минимальным числом персонала, работающего по вахтенному методу.
− отсутствие каких-либо выбросов, кроме тепловых, обеспечивает экологичность данного типа энергоисточника.
− наиболее опасные операции, связанные с ремонтом, перегрузкой ядерного топлива, выводом из энергоблока эксплуатации, переносятся с площадки атомной станции в специализированные заводские цеха, что обуславливает высокий уровень безопасности и качества производимых работ;
− предельное упрощение решений вопросов снятия атомной станции с эксплуатации после выработки ресурса;
− понижение ядерных рисков и нанесения возможного ущерба третьим лицам в случае реализации запроектных аварийных ситуаций, уменьшение экологических последствий для окружающей среды.
Технико-экономические показатели АСММ дают возможность увеличивать область гражданского применения малой атомной энергетики в географических регионах народно-хозяйственного комплекса, где технологии атомной энергетики в данный момент не применяются. Преимущества модульной конструкции также заключаются в меньших стартовых капиталовложениях, возможности размещения на непригодных для крупных АЭС территориях [4]. Кроме того, благодаря уменьшению общей мощности, проекты АСММ требуют привлечения значительно меньших финансовых потоков по сравнению с проектами станций с реакторами большой мощности. В условиях глобальной рыночной экономики создание проектов АСММ объясняется, прежде всего, реакцией на реальный рыночный спрос. Но в то же время на внутреннем государственном рынке значительным является фактор обеспечения национальной безопасности благодаря размещению в регионах страны АСММ, а также полноценного социально-экономического развития этих территорий.
Проработанное серийное производство энергоблоков атомных станций малой мощности поможет полностью изменить организацию систем тепло- и электроснабжения труднодоступных регионов, новых мощных производственных и добывающих предприятий. Система энергоснабжения на базе атомных энергетических станций способствует качественному повышению уровня жизни в регионах с децентрализованным энергоснабжением, составляющих порядка 2/3 от общей территории страны.
География применения атомных энергоисточников предъявляет специальные требования к ним. Детали АСММ изготавливаются на заводе практически «под ключ», с наименьшим объемом строительно-монтажных работ по месту сборки. АСММ должны иметь высокую надежность, безопасность и минимальные потребности в управлении и техническом обслуживании на месте использования. Желательно наиболее долгий период работы без перегрузки топлива. Перегрузка должна происходить заводских условиях. Ядерные и радиоактивные материалы должны быть расположены внутри АСММ для исключения возможности доступа к ним или случайного попадания за пределы специально отведенных для этого помещений. По требованиям МАГАТЭ, следует снижать уровень обогащения топлива для атомных станций до 20 %. При возвращении на завод для перегрузки топлива и техобслуживания, АСММ должна увозить в себе все радиоактивные отходы и отработанное ядерное топливо, оставляя после себя «зеленую лужайку».
Одним из главных преимуществ АСММ является надежное обеспечение электроэнергией добывающих полезные ископаемые предприятий, который располагаются в далеких северных неосвоенных регионах. Малые объемы потребляемого ядерного топлива, быстрота и удобство перемещения, минимум трудозатрат по сооружению и вводу в эксплуатацию, перенесение операций по обслуживанию с площадки размещения в специализированные заводские цеха, возможность обходиться минимумом персонала, работающего по вахтовому методу — все это делает АСММ оптимальным энергоисточником в данной сфере. Главной функцией энергоустановок, расположенных на территориях с экстремально холодным климатом, является теплоснабжение потребителей. При варианте организации теплоснабжения с помощью транспортировки нагретого теплоносителя расстояние между энергоисточником и потребителем ограничено длиной теплотрассы.
Поскольку все операции по загрузке свежего и выгрузке отработанного топлива переносятся на заводы-изготовители, это позволяет сократить сроки изготовления атомных станций, обеспечить максимальную безопасность персонала станции и решить вопросы хранения радиоактивных отходов и отработанного ядерного топлива. Модульная конструкция позволяет при выработке срока эксплуатации атомной станции оставить на ее месте чистую «зеленую площадку», что позволяет снова использовать данные территории для любого доступного способа эксплуатации.
Литература:
- Мельников Н. Н., Конухин В. П., Наумов В. А., Гусак С. А. Реакторные установки для энергоснабжения удаленных и труднодоступных регионов: проблема выбора // Мельников Н. Н., Конухин В. П., Наумов В. А., Гусак С. А. Реакторные установки для энергоснабжения удаленных и труднодоступных регионов: проблема выбора / Н. Н. Мельников, В. П. Конухин, В. А. Наумов, С. А. Гусак // Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. — 2015. — № 2(18). — С. 198–208.
- В. В. Петрунин, Л. В. Гуреева, Ю. П. Фадеев, И. В. Шмелев, А. Н. Лепехин, С. В. Удалищев. Перспективы развития атомных станций с реакторами малой и средней мощности. // Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики. Том 2. — М.: Академ-Принт, 2015. — С. 114–129.
- В. П. Струев, С. П. Малышев Новый облик морских объектов атомной энергетики малой и средней мощности. // Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики. Том 2. — М.: Академ-Принт, 2015. — С. 36–49.
- М. Хадид Субки, Х. Хидайатола, С. Сусяди, Т. Koши. Проектные и технологические разработки для ректоров малой и средней мощности — перспективы и проблемы внедрения. Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики. Том 2. — М.: Академ-Принт, 2015. — С. 14–35.
