"Законы природы не обманешь" — глава НЯЦ РК о безопасности атомных реакторов

Генеральный директор "Национального ядерного центра РК" Эрлан Батырбеков в беседе с корреспондентом BaigeNews.kz поделился своим мнением об уровне безопасности современных атомных реакторов, причинах радиофобии казахстанцев и подготовке кадров для обслуживания АЭС в Казахстане. Стоит отметить, что Эрлан Батырбеков — специалист международного уровня в области внутриреакторных экспериментов и преобразования ядерной энергии в оптическое излучение. Также он входит в число экспертов по конверсии Семипалатинского испытательного полигона и является академиком Национальной инженерной академии РК, будучи автором более 100 печатных работ в области ядерной энергетики.

— Расскажите, пожалуйста, как Вы представляете развитие атомной энергетики в Казахстане?

— Прежде всего, хочу отметить, атомная энергетика — это одна из технологий, которая способствует решению трех взаимосвязанных глобальных задач человечества: энергетической безопасности, экономического роста и экологии. Безусловно, атомная энергетика обладает существенным инновационным потенциалом. Уже сегодня создаются ядерные энергосистемы принципиально нового типа — с замкнутым топливным циклом, обеспечивающие полную реализацию энергетического потенциала уранового топлива.

Важным фактором в пользу развития атомной энергетики остается ограниченность углеводородного топлива, за счет которого сейчас обеспечивается большая часть энергетических потребностей человечества. Вместе с тем сегодня на первый план выходят другие проблемы: изменение глобального климата, нарушение теплового баланса планеты и состава атмосферы, проблемы отходов, сохранение биоразнообразия и так далее. Переход от использования углеродного топлива на более безопасные для окружающей среды способы получения энергии позволит решить или снизить масштабы этих проблем.

В декабре 2015 года в ходе климатической конференции в Париже было принято, а в 2016 году подписано большинством государств мира, в том числе и Казахстаном, "Парижское соглашение по климату". Его цель состоит в существенном сокращении объемов антропогенных, то есть вызванных деятельностью человека, выбросов парниковых газов.

В рамках Парижского соглашения Казахстан принял на себя обязательства сократить выброс парниковых газов к 2030 году на 15 %, относительно уровня 1990 года. Тогда в Казахстане в атмосферу выбрасывалось около 386 млн тонн парникового газа, а в 2018 году зафиксированы выбросы на уровне 402 млн тонн и основным источником выбросов является именно энергетический сектор. Парижское соглашение — первый в истории юридически обязательный документ, объединяющий 196 стран в стремлении достичь общую цель в отношении борьбы с изменением климата и адаптации к нему.

Вместе с этим, глобальные экологические проблемы заставляют развитые страны вводить так называемый "углеродный налог". С 2023 года он напрямую затронет и Республику Казахстан. При экспорте нашей продукции за рубеж (включая природные ресурсы и сырье) мы будем вынуждены платить такой налог в соответствии с долей энергии, произведенной в нашей стране с использованием сжигания углеводородного топлива. Это существенно ударит по конкурентоспособности нашей продукции на внешнем рынке и приведет к огромным убыткам.

Именно поэтому Президентом РК Касым-Жомартом Токаевым поставлена задача прийти к углеродной нейтральности к 2060 году. Данная задача в части генерации базовой мощности может быть решена только с использованием экологически чистой атомной энергетики.

— Какие регионы сейчас рассматриваются в качестве площадки для строительства АЭС? И почему ВИЭ не рассматриваются, как альтернатива атомным станциям?

— В качестве наиболее подходящих регионов для строительства АЭС сегодня рассматриваются район озера Балхаш и город Курчатов. Курчатов является более предпочтительной площадкой с точки зрения общественной приемлемости и наличия Национального ядерного центра, способного обеспечить научно-техническое сопровождение АЭС на всех этапах ее жизненного цикла. Балахашская площадка расположена ближе к энергодефицитным сегодня южным регионам Казахстана. Однако, в перспективе, согласно существующим оценкам, с учетом постепенного износа действующих угольных электростанций, в северной зоне энергосистемы также прогнозируется дефицит энергопроизводства в среднесрочном периоде.

Последовательность и сроки ввода атомных энергоисточников должны определяться исходя из показателей прогнозного баланса производства и потребления электроэнергии.

Часто задают вопрос, а как же возобновляемые источники энергии (ВИЭ), которые сейчас активно развиваются? ВИЭ относятся к источникам так называемой маневренной мощности. Их генерация непостоянна и зависит от множества факторов — наличие солнца, ветра и тому подобное. Такие источники способны лишь скомпенсировать временный дефицит мощности, к примеру, в пики суточного максимума потребления энергии. Основные потребители электроэнергии — это крупные производственные предприятия. Им необходима стабильная, круглосуточная поставка электроэнергии от источников так называемой базовой мощности. К таким источникам относятся ТЭС и АЭС. В настоящее время более 70% всей электроэнергии в Казахстане вырабатывается на ТЭС, проектный срок эксплуатации которых или уже истек и неоднократно продлевался, или подходит к концу. ТЭС постепенно будут выводиться из эксплуатации — это неизбежно, и как источник базовой мощности в настоящее время их способны заменить только АЭС.

— С какими вызовами и препятствиями, на Ваш взгляд, столкнулось развитие атомной энергетики в Казахстане в данный момент?

— Если говорить о вызовах, то к ним я бы отнес, в первую очередь, радиофобию нашего населения, причины которой, однако вполне понятны. Она во многом связана с ядерным наследием бывшего СССР — это ядерные испытания, проводившиеся на Семипалатинском испытательном полигоне, крупными авариями, случившимися в Чернобыле и Фукусиме, а также дефицитом достоверной информации по аспектам атомной науки и техники, ядерной и радиационной безопасности современных атомных энергоисточников.

Необходимо понимать, что проблемы Семипалатинского испытательного полигона связаны с испытанием ядерного оружия, имеющего минимум общего с мирным атомом, а современные атомные реакторы намного безопаснее тех, что были построены в Чернобыле и Фукусиме. В настоящее время практически половина стоимости АЭС составляют различные системы безопасности и физические барьеры, призванные не допустить аварии и свести к минимуму её последствия, т.е. исключить выход радиоактивных веществ в атмосферу в случае если авария все же случится.

В настоящее время Министерством энергетики Республики Казахстан и ведущими научно-техническими предприятиями атомной отрасли ведется масштабная работа по разъяснению населению преимуществ атомной энергетики и ее безопасности. Публикуется множество статей, проводятся открытые семинары. Любой желающий может найти эти статьи в интернете, главное, чтобы они были написаны именно профильными специалистами атомной отрасли, поскольку различных слухов и домыслов сейчас вокруг этого существует достаточно много.

— Сколько сейчас в мире строится АЭС, в каких странах и какой опыт или технологии, на Ваш взгляд, выглядят наиболее интересными для Казахстана?

— По состоянию на конец 2021 года в 32 странах мира эксплуатировалось 442 атомных энергоблока. В пятерке лидеров по атомной генерации находятся технологически развитые страны мира, изначально обладающие технологиями мирного атома. Это США, Франция и Россия.

Наибольшее распространение в мире получил легководный водо-водяной энергетический реактор под давлением, или PWR (Power Water Reactor). Создаваемые реакторы, в основном, большой единичной мощности, более 1000 МВт. Однако в связи с возникшим спросом мировые разработчики активно приступили к разработке проектов реакторов малой и средней мощности.

В стадии строительства в настоящее время находится 52 энергоблока. В основном АЭС сегодня строятся в Азиатском регионе. В первую очередь, в Китае и Индии, что обусловлено их возрастающей потребностью в электроэнергии. Лидером по опыту международного строительства и портфелю заказов является госкорпорация "Росатом" (35 энергоблоков в разных странах мира). Сегодня 90% от всех строящихся реакторов это реакторы поколения 3 и 3+ с водным охлаждением.

В технологически развитых странах мира активно ведется проработка проектов реакторов на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, которые обеспечивают возможность более полно использовать ресурс уранового топлива. Первый опытно-демонстрационный энергетичесский реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем БН-350 успешно работал в Казахстане в городе Актау. На сегодняшний день такие реакторы работают только в России.

С точки зрения приемлемости для строительства первой крупной АЭС для обеспечения возрастающих потребностей в электроэнергии в Казахстане наиболее перспективными, на мой взгляд, являются современные проекты легководных реакторов под давлением, имеющие референтность, опыт строительства и эксплуатации — например, российский ВВЭР-1200, американский AP-1000, корейский APR-1400).

— Поделитесь, пожалуйста, своим мнением, что действительно важно знать и понимать рядовым казахстанцам в вопросе строительства АЭС?

— Буквально за последние месяцы существенно обострилась проблема энергообеспечения республики. Уже сегодня наблюдается дефицит энергопроизводства. На существенно изношенных объектах энергосистемы страны происходят нештатные ситуации, приводящие к перебоям в снабжении электроэнергии. Все это говорит о необходимости существенной модернизации энергетической отрасли, создании новых, надежных источников энергии, к которым, безусловно, относятся атомные электростанции. При этом с точки зрения прогнозируемого баланса мощности, даже в консервативных оценках, предполагается, что уже к 2035 году потребуется создание двух энергоблоков мощностью по 1200 мегаватт каждый. В дальнейшем, с учетом необходимости обеспечения необходимого уровня экономического роста страны, эта тенденция будет только возрастать.

Внедрение атомной генерации в Казахстане будет способствовать достижению целей обеспечения углеродной нейтральности, снижению экологической нагрузки, диверсификации энергопроизводства и повышению энергетической безопасности страны. Для создания АЭС имеются хорошие предпосылки, включая наличие в стране отдельных звеньев ядерного топливного цикла (ЯТЦ), развитой научно-исследовательской базы атомной отрасли, представленной РГП "Национальный ядерный центр РК" (РГП НЯЦ РК) с его филиалами и РГП "Институт ядерной физики" (РГП ИЯФ). На базе данных предприятий на протяжении многих лет выполняются передовые научные исследования в атомной сфере, обеспечивается безопасная эксплуатация ядерных установок, включая исследовательские ядерные реакторы ИГР, ИВГ.1М и ВВР-К.

Вместе с этим, хотелось бы донести до общественности, что бояться современной атомной энергетики не следует. Культура безопасности в атомной отрасли сегодня, благодаря особому к ней вниманию, находится на очень высоком уровне. В настоящее время в технике любой инцидент, любая авария — это, в первую очередь, ситуация, из которой по максимуму извлекаются уроки, по результатам глубокого анализа устраняются или сводятся к минимуму факторы, даже маловероятное влияние или стечение которых может привести к трагичным последствиям, прорабатываются вопросы минимизации последствий даже маловероятного развития аварийных ситуаций. И в атомной энергетике такая работа ведется на постоянной основе. Об этом я могу вас заверить с полной ответственностью. Каждое последующее поколение реакторов существенно превосходит предыдущее в части безопасности. Над этим работают огромные коллективы ученых и инженеров.

Национальный ядерный центр также широко вовлечен в эту деятельность. Наши исследования в поддержку выработки решений по минимизации последствий тяжелых аварий на АЭС сегодня востребованы во всем мире. Мы очень плотно работаем здесь с партнерами из Японии, Франции, России и другими основными разработчиками, и поставщиками реакторных технологий, в том числе будущих реакторов IV поколения.

— Расскажите, пожалуйста, более подробно насколько безопасны современные реакторы?

—Если говорить о современных атомных реакторах, то в настоящее время в мире проектируются реакторы IV поколения, строятся и успешно эксплуатируются реакторы поколения III+. Как я и говорил ранее, уроки, которые преподала атомная энергетика в прошлом не прошли бесследно и при разработке современных реакторных установок учтены все инциденты и аварии, случившиеся на станциях предыдущих поколений, а также инциденты и аварии, которые в принципе могут произойти. Современное поколение реакторов уже имеет так называемые активные и пассивные системы безопасности, которые при любом проектном инциденте или аварии способны привести реактор в безопасное состояние, даже без участия человека. Пассивные системы безопасности работают под действием природных сил и физических законов, которые, как говорится, не обманешь. К примеру гравитация, способствующая введению в активную зону поглощающих стержней, прекращающих ядерную реакцию при исчезновении электричества собственных нужд на станции.

В случае даже если гипотетическая авария с плавлением активной зоны произойдет, то у таких реакторов имеется множество рубежей защиты от выхода радиоактивных веществ за пределы площадки атомной станции, а также системы и алгоритмы, так называемого, управления аварией. К таким рубежам защиты относятся: особая конструкция топлива, топливной сборки, корпус реактора, а также специализированная защитная оболочка, построенная вокруг реактора — так называемый контаймент, выдерживающий прямое падение на него самолета. Вместе с этим, под реактором предусматривается специальная ловушка расплава, которая в случае нарушения целостности корпуса реактора не допустит разрушения шахты и проникновения расплавленного ядерного топлива в грунт. Необходимо отметить, что такие устройства улавливания расплава, различные устройства по организации его эвакуации из поврежденных топливных элементов, а также сами топливные элементы для различных типов реакторов, в том числе поколения IV, успешно испытывались на исследовательской базе РГП НЯЦ РК.

Все эти меры позволяют существенным образом снизить вероятность и негативные последствия гипотетической аварии и фактически исключить ее возможное воздействие на население и окружающую среду, ограничив зону воздействия территорией площадки АЭС.

— Согласны ли вы с такими утверждениями, что в Казахстане нет квалифицированных кадров для обслуживания АЭС?

— Мы понимаем, что существующих специалистов атомной отрасли Казахстана будет недостаточно для покрытия потребности в персонале даже для первого вводимого в эксплуатацию блока АЭС. Для будущей атомной станции потребуется подготовка достаточно большого количества эксплуатационного персонала, в который входят операторы, инженеры, техники, обслуживающие оборудование и системы. В среднем потребуется подготовить порядка 700 человек для атомной станции с одним блоком. Тем не менее основных специалистов для эксплуатации АЭС уже выпускают в Казахстанских вузах. Это физики, энергетики, электрики, специалисты в области автоматизации, контрольно-измерительных приборов, то есть в стране есть уже выпускники вузов с техническим образованием, но для их допуска на АЭС конечно же необходимо провести дополнительное обучение.

Но, как правило, при заключении контракта на строительство АЭС прописывается необходимость создания поставщиком учебного центра с полноразмерными тренажерами при этой станции, на которой будет на постоянной основе проходить обучение, аттестация и повышение квалификации эксплуатационного персонала. В любом случае, в зависимости от типа выбранной реакторной установки ее проектировщиками и производителями предусмотрена специализированная программа подготовки, включающая определенный теоретический курс, стажировки на действующих АЭС с такими типами реакторов, занятия на специализированных тренажерах и многое другое. Учитывая, что срок строительства и ввода в эксплуатацию АЭС с момента принятия решения занимает не менее 10 лет, очевидно, что за это время, с учетом уже имеющегося задела, удастся подготовить команду профессионалов, способных эксплуатировать АЭС.

В то же время, хочу заметить, что атомная энергетика не будет чем-то абсолютно новым для Республики Казахстан. У нас большой опыт в этой сфере. Как известно в г. Актау с 1973 по 1999 годы успешно эксплуатировался первый в мире промышленный реактор на быстрых нейтронах БН-350. В настоящее время успешно эксплуатируются 3 исследовательских реактора — ИГР и ИВГ.1М в Национальном ядерном центре РК (г. Курчатов), а также ВВР-К в Институте ядерной физики (г. Алматы). Причем мощность одного из них — ИГР — в пиковом режиме достигает 10 ГВт, что на порядок выше номинальной мощности серийных энергетических реакторов большой мощности (1 — 1,4 ГВт). К исследовательским реакторам с точки зрения ядерной и радиационной безопасности предъявляются не менее жесткие, чем к энергетическим реакторам, требования, которые успешно выполняются на протяжении многих лет, что подтверждается длительной историей их безопасной эксплуатации. Таким образом, задел по необходимым кадрам высокой квалификации в РК в настоящее время имеется.

— Решение страны стать производителем атомной энергии предусматривает целый ряд процедур, прописанных МАГАТЭ. Какие подготовительные работы были проведены в этом направлении?

— Данный вопрос находится в компетенции уполномоченного органа РК в области использования атомной энергии и специализированного предприятия, ответственного за реализацию данного проекта, в случае принятия соответствующего решения. Со своей стороны, отмечу следующее.

За последние 50 лет создана сеть международных соглашений и конвенций, имеющих целью создание эффективной и безопасной системы ядерной энергетики. Часть этих соглашений заключена между определенными странами, но большинство являются многосторонними под эгидой Международного Агентства по Атомной Энергии (МАГАТЭ). Членство в таких соглашениях дает большие преимущества участникам, такие, как доступ к консультациям экспертов или к лучшему международному опыту.

Казахстан уже является участником практически всех данных международно-правовых документов, принятых под эгидой МАГАТЭ и участвует в программе технического сотрудничества (ТС) МАГАТЭ (региональные проекты для Европы и национальные проекты ТС), осуществляет проекты, финансируемые в рамках программы сотрудничества Европейской комиссии (EC) и подписал около 20 двусторонних соглашений со странами с развитыми ядерными программами.

* * *

Не так давно, 14 февраля 2022 года, казахстанские эксперты обсудили на февральской конференции в AUES University целесообразность и перспективы развития АЭС и ВИЭ в контексте повышения устойчивости работы энергосистемы Центральной Азии. Есть ли в пространстве ЕАЭС система атомного энергетического строительства? Есть ли в Казахстане под атомную станцию уран и готовые топливные сборки, к которым можно будет добавить дизайн тех реакторов, которые выберут для строительства? Почему мы должны добиваться полного, как можно большего включения в этот атомный цикл? На эти вопросы были даны вполне исчерпывающие ответы специалистов.

В свою очередь, уже 18 февраля 2022 года вице-министр энергетики Жандос Нурмаганбетов в кулуарах Сената также сообщил о том, что вопрос по строительству в Казахстане атомной электростанции решится в 2022 году. А гендиректор ТОО "Казахстанские атомные электростанции" Тимур Жантикин поделился своим видением развития отечественной атомной энергетики и строительстве АЭС в Казахстане, заявив, что "это не прихоть, а насущная необходимость".