ОГЛЯДАЧ / АНАЛІТИКА

Енергетична стратегія України і Китаю

2018-08-14

Як стверджують енергетики, лише гідрогенерація викидає парникових газів менше за атомну генерацію. За підрахунками МАГАТЕ, робота атомної генерації у світі з 1971 року запобігла викидам у атмосферу більше 100 млн. тонн СО2. Це обсяги викидів індустріальної цивілізації приблизно за два роки. В такий спосіб науковці і енергетики світу отримали бонус – ще два додаткові роки на вдосконалення і розвиток новітніх технологій виробництва електроенергії.

У Паризькій угоді від 4 листопада 2016 р. всі 195 країн-підписантів зголосилися до 2050 року позбутися теплової генерації, що працює на вугіллі. Паризька угода передбачає, що світ поступово перейде на безвуглецеві джерела енергії, якими є сонячно-вітрова, атомна та гідрогенерація.

Гідрогенерація виробляє парникових газів лише 6 г на 1 кВт*год., тоді як ядерна енергетика – 15 г СО2 на 1 кВт*год., вітрове устаткування – 16 г, сонячні панелі – 45 г. Вугільна ж – 1024 г на 1 кВт*год. Проте й досі через низку причин ядерна енергетика глобального розвитку не отримала. Вона складає лише 10% світової генерації.

У сучасних АЕС як великих промислових комплексів є суттєві недоліки. Перш за все, це величезні витрати на проектування і зведення такого комплексу. А для експлуатації та обслуговування цих гігантів потрібні не тільки експлуатуюча організація, але й наглядовий орган, велика кількість інститутів та наукових центрів з підтримки експлуатації та безпеки. У державах з невеликим споживанням електроенергії атомні електричні станції в сучасному вигляді економічно невиправдані.

Не менші витрати чекають власників АЕС після закінчення терміну експлуатації, коли станцію потрібно розбирати, переробляти й упаковувати відходи виробництва електроенергії на АЕС. До того ж, практика наголошує, що процес зняття з експлуатації великих АЕС зазвичай тривалий.

Водночас, паралельно з великими енергетичними установками, розвивалися десятки установок для військових програм, наприклад, реактори для підводних човнів (до 190 МВт) і дослідницькі реактори. Все це й дало поштовх в майбутньому для розвитку малих реакторів. У визначенні МАГАТЕ, «малі» – це реактори з електричною потужністю до 300 МВт, а «середні» – до 700 МВт.

«SMR» або ММР – малі модульні реактори – установки, розроблені з використанням інтегральних технологій. Їх, як альтернативу складним конструкціям традиційних громіздких приміщень і корпусів АЕС, планується виготовляти на заводах, використовуючи при цьому всі економічні принади серійного виробництва. Вони можуть бути побудовані незалежно один від одного або у вигляді модулів в більшому комплексі, з поступовим додаванням потужностей за необхідністю. Як стверджують розробники, розташовуватися малі реактори можуть де завгодно і як завгодно.

ММР потужністю від 20 до 125 МВт стануть основою енергетики в найближчому майбутньому, вважає Джеймс Вудхаузен, британський професор прогнозування та інновацій Університету Де Монтфорт, автор стратегій науково-технічного розвитку для найбільших глобальних компаній. За словами професора, подібні малі модульні реактори не вирішать проблему великої енергетики в масштабах найбільших країн (США, Китаю) але нададуть істотну підтримку енергобалансу чималій кількості держав.

Атомні електростанції є важливою складовою паливно-енергетичного комплексу України. Нині нашими АЕС виробляється понад 50% електроенергії в країні. Згідно з Енергетичною стратегією України до 2035 року передбачена політика продовження строку експлуатації діючих енергоблоків. Але, за інформацією енергетиків, в період з 2030 по 2040 роки завершиться продовжений строк експлуатації 12 з 15 енергоблоків.

Тому питання обрання перспективних технологій і будівництва сучасних нових потужностей стає для України все більш актуальним. Сьогодні існує низка сучасних технологій і відповідних проектів, що належать до типу 3+, тобто проектів з високим ступенем надійності і безпеки, які можуть розглядатися для застосування в Україні. Технології ММП також аналізуються і розглядаються українськими фахівцями як альтернатива з урахуванням їх специфіки та специфічних умов вітчизняної енергетики.

Зараз розробки з ММП ведуться в Аргентині, Данії, Франції, Канаді, Індії, Південній Африці, Південній Кореї, Японії, Великобританії, РФ, Китаї, США та інших країнах. За наявними в офіційному доступі даними, на етапі сертифікації або на заключній стадії проектування знаходяться: SMART в Південній Кореї, RITM-200 в РФ, PRISM в США. На етапі будівництва знаходяться нині кілька проектів: CAREM-25 в Аргентині, КLT-40S в Росії, HTR-PM у Китаї.

Невід’ємна китайська складова

Успіхи китайської атомної промисловості поступово просувають Китай вперед у списку лідерів реакторобудування. Китай за останні 20 років навчився продавати свої продукти на ринках Африки, Латинської Америки, Азії і Європи. Саме Китай працює над широкою лінійкою реакторних продуктів і має величезний фінансовий ресурс.

Дуже показовою з цього приводу є позиція колишнього міністра з питань навколишнього середовища Великобританії Тіма Йо, озвучена ним на сторінках The National Interest. Він вважає, що в атомної енергетики є майбутнє, так як за її просування нарешті взявся Китай.

Китай має два основних підприємства атомної енергетики: Китайська національна ядерна корпорація (CNNC) працює в основному на північному сході Китаю та Гуандунська ядерно-енергетична група працює, в основному, на південному сході Китаю. Одним з головних досягнень Китаю є будівництво АЕС за власною технологією.

16 жовтня 2017 р. китайське видання Global Times повідомило, що Китай вийшов на четверте місце в світі за кількістю ядерних блоків в країні. Їх кількість досягла 36 блоків. А в середині листопада минулого року The Telegraph зазначила, що завершено будівництво першого незалежного китайського реактора третього покоління Hualong One і на ньому проведені перші успішні випробування.

В Пакистані Китай спочатку побудував і запустив в роботу 4 ядерні блоки на основі моделі другого покоління на АЕС «Чашма». А потім приступив до будівництва двох блоків за технологією Hualong One на АЕС «Карачі». В листопаді 2017 р. Китай і Пакистан підписали угоду про будівництво ще одного блоку Hualong One на АЕС «Чашма».

Крім того, Китай підписав угоди з Аргентиною, Великобританією і Румунією. У Румунії з китайцями поки домовилися тільки про добудову вже розпочатих канадцями двох атомних блоків на АЕС «Черноводе». В Аргентині Китай реалізує два проекти, один з яких – будівництво Hualong One. А за угодою з Великобританією китайці фінансують французький проект атомної станції Hinkley Point C в обмін на будівництво реактора моделі Hualong One на іншому майданчику. Для Китаю це дуже важливий проект, оскільки він дасть йому можливість вийти на ринок Європи.

Китай також планує брати участь в тендерах на будівництво АЕС в Саудівській Аравії і Південно-Африканській Республіці. У 2017 р. Китай запропонував Україні добудувати блоки №3 і №4 Хмельницької АЕС за «формулою 1+1»: третій блок добудовується за технологією ВВЕР, четвертий – за китайською технологією Hualong. Китайська сторона заявила про можливість значного залучення в будівництво українських компаній і про готовність надати 85% фінансування від загальної вартості проекту.

Крім просування традиційного типу реакторів Китай займається розробками реакторів малої та середньої потужності, які стають все більш популярними в світі. Такі реактори вважаються простішими і дешевшими. Це робить малі модульні реактори оптимальними для небагатих країн. Прогнозується, що ММР можуть прийти на заміну не лише класичним атомним блокам, але й блокам теплової генерації.

У 2017 р. в Китаї почалося будівництво з використанням ММР плавучої станції, яка вже з 2019 р. зможе використовуватися для роботи в Південно-Китайському морі, як в цілях обслуговування бурових платформ, так і для забезпечення військової присутності на стратегічно важливих морських маршрутах. Водночас газета Женьмінь Жибао повідомила про китайську розробку малого низькотемпературного реактора «Яньлун», який буде використовуватися для опалення північних міст.

Передбачається, що «Яньлун» буде більш безпечним, ніж звичайні моделі. Насамперед через невисокі температури – не більше 100 градусів за Цельсієм. Реактор можна буде підключити безпосередньо до існуючих теплових мереж водного теплопостачання. Китай розробляє реактори наступного четвертого покоління – на швидких нейтронах, а також створює підприємства для будівництва реактора на хвилі, що біжить. Розробки належать компанії TerraPower, головним пакетом акцій якої володіє Microsoft.

Отже, володіючи достатнім фінансовим ресурсом, придбаними або власними технологіями в цій галузі, Китай незабаром ще більш впевнено закріпиться на ринку сучасних реакторобудівників.

Атом працюватиме на безпечний розвиток

26 липня 2018 р. в рамках робочої зустрічі між Державним науково-технічним центром з ядерної та радіаційної безпеки України (далі – ДНТЦ ЯРБ) і представниками Інституту ядерної енергетики Китаю (далі — NPIC) та Інженерної академії Китаю (далі – САЕ) було підписано меморандум про співпрацю. Меморандум з державною установою Китаю NPIC послідовно продовжує започатковану раніше українсько-китайську кооперацію.

Навесні 2017 р. за участі ДНТЦ ЯРБ, Інституту проблем безпеки атомних електростанцій НАН України та ТОВ «Ціндао Сянчу Енерджі Девелопмент Груп» (Qingdao Xianchu Energy Development Group) з Китаю було створено спільне українсько-китайське підприємство «Китайсько-українська академія Сянчу зі зняття з експлуатації АЕС». Діяльність спільного підприємства спрямовується на проведення досліджень та розробку технологій зняття з експлуатації ядерних об’єктів і дослідницьких реакторів та поводження з радіоактивними відходами.

Основними напрямами подальшої співпраці з китайською стороною визначено будівництво нових енергоблоків, зокрема ММР як на території України так і у Китаї, та створення відповідної системи ліцензування і розробка нормативно-правової бази.

Китайські науковці, які були присутні на зустрічі, обговорили з представниками ДНТЦ ЯРБ стратегії розвитку атомної енергетики обох країн. Сторони також співпрацюватимуть щодо експлуатації АЕС та використання сучасних розрахункових кодів для обґрунтування ядерної і радіаційної безпеки ядерного устаткування. NPIC зацікавлений у розвитку атомної енергетики, оскільки Китай має досить амбіційні плани щодо будівництва ядерних енергоблоків.

Наприкінці 2016 р. НАЕК «Енергоатом» вступив до Клубу країн-користувачів модульних реакторів і сьогодні активно вивчає перспективи їхнього будівництва в Україні. Українській стороні  цікавий досвід Китаю із будівництва ММР. Один такий проект уже близько двох років реалізується в провінції Хайнань і китайські фахівці у цьому питанні – лідери. Будівництво, експлуатація, ліцензування та нагляд – це основні напрями спільної діяльності атомників двох країн.

Поради українських експертів

На думку експертів, конкретний тип ММР не має принципового значення. Але для вироблення обґрунтованого підходу щодо визначення можливості і доцільності використання технологій ММР в умовах України, потрібно розробити Техніко-економічне обґрунтування щодо перспектив і доцільності їх застосування, враховуючи всі чинники, що впливають на прийняття рішення (технічні, організаційні, соціальні та інші).

Одночасно необхідно розробити Техніко-економічний розрахунок, в якому розглянути різні технології ММР, порівняти їх за обраними критеріями і факторами. На підставі аналізу визначити технології і проекти, які доцільно розглядати на наступних стадіях.

У разі реалізації технології ММР в Україні дуже важливим є питання локалізації з урахуванням можливостей вітчизняних підприємств. Це питання може бути одним з визначальних під час прийняття рішення про доцільність реалізації тієї чи іншої технології. Результати виконаних робіт сприятимуть у прийнятті обґрунтованого підходу до розгляду технологій ММР під час реалізації Енергетичної стратегії.

Експерти впевнені, що участь «Енергоатому» в Клубі країн-користувачів малих модульних реакторів дозволить тримати руку на пульсі найновіших ядерних технологій у атомній енергетиці. І, можливо, з 2022 року ми станемо однією із перших країн світу, яка буде приймати у себе такі технології, а можливо, ще й станемо енергетичним хабом, звідки ці технології будуть розповсюджуватись по всьому світу.

Екологічна генерація

В останню декаду липня ц.р. ПрАТ «Укргідроенерго» відвідали представники Китайської національної корпорації електроінжінірінга (скорочено «CNEEC»). Під час зустрічі китайська сторона розповіла про вже реалізовані проекти в сфері енергетики та висловила ідеї щодо можливості своєї участі в реалізації перспективних проектів Укргідроенерго.

Представники компанії «CNEEC» відвідали Дністровську гідроакумулюючу електростанцію (м. Новодністровськ), яка по завершенню будівництва 7-го гідроагрегату стане найбільшою у Європі. Після огляду ГАЕС китайські колеги відзначили сучасність станції, зокрема високий рівень її технічного оснащення та управління. Було підписано Меморандум щодо співробітництва в будівництві гідроелектростанцій в Україні.

Широке будівництво ГАЕС розпочалося в другій половині XX ст., коли стали вводитися в експлуатацію теплові та атомні електростанції з великими агрегатами. Уже в 1970 р. потужність ГАЕС склала 16 млн. КВт, в 1985 р. – понад 40 млн. КВт, а в 2000 р. в світі експлуатувалося понад 350 ГАЕС сумарною потужністю близько 125 млн. Квт. Характерною ознакою ГАЕС простого акумулювання, або «чистих» ГАЕС, є практично повна відсутність припливу води в верхню водойму. Така схема використовується на більшості ГАЕС, наприклад на Київській потужністю 230 МВт, Ладінгтон (США) – 1872 Мвт., Дністровській – 2270 Мвт., Загорській (Росія) – 1200 Мвт.,  Дінорвік (Англія) – 1800 Мвт. і Tianhuangping (Китай) – 1836 Мвт.

Китай має можливості й інвестує багато енергопроектів по всьому світу. Китайські компанії будують споруди енергозбереження на сонячній енергії, енергії вітру, біомасі, газі, але переважно – це гідроелектростанції. Включення Китаю в різноманітні проекти в інших країнах  допомагає міжнародним компаніям КНР, які наполегливо шукають нові ринки за кордоном. Китайські інвестори розглядають індустріалізацію та економічний розвиток інших країн, зокрема й України, як важливий крок для експорту китайських товарів у різні куточки світу.

У доповіді Міжнародного енергетичного агентства говориться, що Китай в період з 2010 по 2015 рік інвестував у будівництво енергопотужностей у країнах на південь від Сахари близько $13 млрд. Експертна спільнота відзначає, що в період з 2010 по 2020 р. китайські компанії реалізують понад 200 проектів у, як мінімум, 37 з 54 країн Африки. При цьому 90% всіх проектів здійснюються п’ятьма основними китайськими державними компаніями Sinohydro, Gezhouba, SEPCO, CWE, CNEEC.

«CNEEC» є великою міжнародною спеціалізованою інжинірінговою компанією. Завдяки своїй діяльності, кілька років поспіль «CNEEC» потрапляла у рейтинг американської організації ENR до 255 провідних міжнародних інжінірингових підрядників. Компанія має 13 технічних відділів, 6 дочірніх компаній, більше 20 зарубіжних представництва та філій. «CNEEC» є організацією-проліском Всекитайської ради зі стандартизації електричних пристроїв для споруд і відповідає за єдине управління Китайської комісії при Міжнародній електротехнічній комісії IEC-TC64.

«CNEEC» підпорядковує комплексний науково-технічний дослідний і проектний інститут класу А на державному рівні, кваліфіковану державною організацією з нагляду і управління проектами, компанію з інжінірингового управління, центр для тестування характеристик електростанцій на державному рівні, інститут  науково-технічних досліджень і розробок, базу для розробки і виробництва інтелектуальних зварювальних пристроїв, а також  спеціалізовані компанії по  забезпеченню послуг з експлуатації електростанцій, навчання і технічного обслуговування.

Сьогодні компанія вже створила економічні та комерційні відносини більш, ніж з 70 країнами і регіонами світу. Вона виконала близько тисячі проектів і впровадила десятки технологій. «CNEEC» охоче інвестує в різноманітні проекти Європи. Наприклад, у 2014 р. проект капітального ремонту й екологічної реконструкції теплової електростанції Діва став прикладом співробітництва в сферах енергії та інфраструктури між КНР і Румунією. Цей проект отримав всебічну підтримку і особливу увагу з боку урядів двох країн.

Нещодавно у Білорусі відбулась урочиста церемонія виконання контракту з будівництва Вітебської ГЕС на річці Західна Двіна. До реалізації двостороннього інвестиційного проекту РУП “Вітебскенерго” приступило в 2012 р. Вартість проекту склала $189 млн, з них $50 млн. витрачено на будівництво судноплавного шлюзу. Робота нової гідроелектростанції дозволяє знизити споживання імпортованого природного газу. Загальна чисельність співробітників, які працюють на ГЕС, становить 29 осіб, десять з них – персонал, що забезпечує цілодобове чергування. Досвід білоруські енергетики переймали від колег з Піднебесної.

Процес створення нових технологій і відповідних проектів в Україні пов’язаний з необхідністю вирішення багатьох технічних та технологічних питань, проведенням різних аналізів й обґрунтувань, зокрема обґрунтувань з безпеки, вирішення питань ліцензування тощо. Безумовно, має бути комерційна зацікавленість. У спільних українсько-китайських проектах всі ці фактори можуть з успіхом вирішуватися з урахуванням потреб нашої країни й китайських компаній.

У довгостроковій перспективі атомна генерація розглядається як одне з джерел низьковуглецевої енергетики, яка наразі підтримується в усьому світі. Водночас, як альтернатива, будуть розглядатися джерела відновлюваної енергії, основними з яких для України є вітро- і сонячна енергетика та використання біомаси. Проте енергетики прогнозують, що конкуренція з часом буде зростати, оскільки відновлювані джерела постійно підвищують свою економічність з урахуванням розвитку технологій, вдосконалення обладнання і елементів.

Це об’єктивна тенденція, а поки є ще час на розвиток новітніх технологій виробництва електроенергії. Щось підказує, що співпраця українських і китайських енергетиків у цьому напрямі може бути плідною.

 “Тянься Лінк”