Прорыв глобального масштаба

Нынешней осенью одним из главных информационных поводов в российской экономической и научной повестке стало заявление президента страны Владимира Путина о готовящемся прорыве в атомной энергетике.

– В 2030 году мы в России, в Томской области, планируем запустить первую в мире ядерную энергетическую систему с замкнутым топливным циклом. Это в полном смысле революционная разработка отечественных ученых и инженеров. Это значит, что практически весь объем отработавшего топлива будет вновь неоднократно использоваться в реакторах. Такой механизм позволит в перспективе практически полностью решить проблему накопления радиоактивных отходов и, что также крайне важно, снять вопрос обеспеченности ураном, – сообщил президент гостям Мирового атомного форума.

Источник изображения: сайт Президента России (kremlin.ru)

Примечательный факт – для многих иностранцев стало открытием, что проекты такого масштаба, сложности и глобальной значимости могут реализовываться в далекой и загадочной Сибири. Между тем, выбор площадки под революционное начинание определялся предельно четкой логикой, изначально присущей отечественной атомной отрасли.

Идея, воплощаемая сегодня на базе Сибирского химического комбината, складывалась исходя из учета основных вызовов, вставших перед мировой атомной энергетикой в завершающий период прошлого века. Дело дошло до того, что к началу 90-х годов былой энтузиазм (доходивший до проектирования автомобилей с компактным ядерным реактором) уступил место пессимистическим общественным настроениям и даже откровенной радиофобии.

Крупные аварии на АЭС в США и СССР привели к переоценке роли мирного атома в решении энергетических задач. Кроме того, под сомнение были поставлены такие изначальные преимущества атомной энергии как ее дешевизна и практическая неисчерпаемость. Ужесточившиеся требования к безопасности привели к значительному росту капитальных вложений и себестоимости энергии, при этом перспективы обеспеченности отрасли топливом также начали вызывать вопросы со стороны встревоженной общественности.

Итогом масштабной кампании по дискредитации атомной энергетики стал процесс закрытия АЭС в ряде стран Европы и отказ от уже принятых программ в более широком круге государств. Подкрепила и ускорила этот процесс авария на японской АЭС «Фукусима», случившаяся уже в нынешнем веке.

Реабилитировать атомную энергию в глазах мировой общественности и политических структур могли прорывные решения, обеспечивающие минимизацию выявленных рисков. В общем виде их контуры были обозначены в рамках концепции энергосистем четвертого поколения, отличающихся более высокой эффективностью использования топлива, новым уровнем безопасности и радикальным сокращением объемов отработавшего ядерного топлива.

Для России процесс выработки новых решений и технологий был существенно осложнен крайне непростыми экономическими условиями 90-х годов прошлого века. При этом работы над концепцией ядерной энергетики естественной безопасности стартовали в стране еще в конце 80-х.

Разработка реактора БРЕСТ (Быстрый Реактор Естественной безопасности со Свинцовым Теплоносителем), являющегося центральным звеном стратегического для госкорпорации «Росатом» проекта «Прорыв», стартовала в 1999 году. Одна из основных идей, которую было необходимо реализовать ученым и проектировщикам, заключалась в том, что сам реактор и загружаемое в него топливо должны были исключать возможность аварии с последствиями для окружающей среды.

Фото АО «СХК», автор: Александр Кузнецов

Концепция естественной безопасности, лежащая в основе функционирования реактора, подразумевает принципиальный отказ от технических решений, использование которых даже теоретически может привести к авариям известного типа. Безопасность при этом обеспечивается за счет свойств используемых материалов и неумолимого действия природных законов. В частности, применение в качестве теплоносителя расплавленного свинца, химически пассивного при контактах с водой и воздухом, делает невозможными пожары и тепловые взрывы. Более того, в случае непредвиденной ситуации остывший свинец попросту «запечатает» содержимое реактора в радиационно-безопасном коконе.

Еще одним преимуществом такого подхода является снижение объема затрат на создание энергетической установки. Решения в сфере естественной безопасности отменяют необходимость применения громоздких и дорогостоящих систем, являющихся необходимыми для реакторов предыдущих поколений. При этом более низкая себестоимость важна не только с точки зрения оптимизации расходов на обновление российской энергетики, но и в части обеспечения лидерства на зарубежных рынках.

Помимо этого, использование реакторов нового типа позволит решить проблему потенциального исчерпания природного урана-235, необходимого при создании топлива для действующих АЭС. Согласно имеющимся оценкам, при существующих темпах геологоразведки его хватит до 2080 года, что ставит вопрос о целесообразности развития атомной энергетики.

Замкнутый ядерный цикл, предложенный в рамках проекта «Прорыв», предполагает использование намного более распространенного урана-238, непригодного для применения в «классических» реакторах. Важным является и то, что реактор на быстрых нейтронах (которые и облучают уран-238 до нужного состояния) способен вырабатывать энергию из отработанного топлива существующих тепловых АЭС, а также работать на собственном извлеченном топливе, прошедшем процедуру рефабрикации.

Коротко говоря, это означает, что новый подход позволяет решить проблему накопления радиоактивных отходов, являющуюся ахиллесовой пятой атомной энергетики с момента ее возникновения. Замкнутый ядерный цикл предполагает многократное использование одних и тех же материалов, что крайне выгодно с точки зрения экономики и имеет большое значение для обеспечения экологической безопасности.

Еще один немаловажный момент заключается в том, что реактор нового типа не нарабатывает «оружейных» материалов, являющихся побочным продуктом работы существующих установок. Это означает, что подобные решения не подпадают под ограничения, установленные договоренностями о нераспространении ядерного оружия, и могут свободно экспортироваться в самые разные страны мира. К слову говоря, о необходимости создания таких технологий Владимир Путин говорил еще в 2000 году, выступая на «Саммите тысячелетия» ООН.

Изначально выбор Томской области и Сибирского химического комбината в качестве площадки для реализации опытно-демонстрационного проекта был неочевиден. Реактор предлагали построить на Белоярской АЭС, специалисты которой имеют большой опыт работы с установками, работающими на быстрых нейтронах. Топливный цикл при этом планировалось запустить на другом предприятии «Росатома» – производственном объединении «Маяк», также расположенном на территории Уральского федерального округа.

Фото АО «СХК»

Аргументами в пользу СХК и Томской области стали наличие мощностей и компетенций в сфере радиохимических технологий, необходимых для производства специфического топлива; мощная научно-образовательная база в сфере ядерной энергетики; а также накопленный и еще не растерянный опыт в части работы с реакторными установками. Другими словами, именно здесь было сконцентрировано все необходимое для создания уникальной системы, действующей по принципу замкнутого цикла.

Опытно-демонстрационный энергетический комплекс (ОДЭК), строящийся на площадке СХК и обеспечивающий привлечение масштабных инвестиций в экономику Томской области, является примером реализации долгосрочной стратегии обеспечения мирового лидерства. Успешное выполнение проекта «Росатома» закрепит за Россией ведущие позиции на одном из наиболее перспективных рынков будущего. При этом факт останется фактом – один из важнейших технологических прорывов первой половины XXI века состоялся именно на томской земле.

***

Председатель Законодательной думы Оксана Козловская

– Значение проекта «Прорыв» огромное. Причем, не только для Томской области, но и для страны, и для мира в целом. Благодаря этому проекту наш регион надолго войдет в мировую инновационную повестку, как территория самых смелых инноваций.

Что касается мультипликативного эффекта, то он ощущается уже сейчас. Это сотни, если не тысячи, новых высококвалифицированных, высокооплачиваемых рабочих мест. Это расширение системы подготовки кадров, в которой задействованы не только Томский политехнический университет, но практически все томские вузы. Это более тридцати компаний и организаций, в том числе томских, которые участвуют в реализации проекта. Это дополнительные возможности для развития томской науки. В конце концов, это дополнительные налоговые доходы в бюджеты Северска и Томской области, новые социальные программы, улучшение экологической обстановки, поскольку создается безотходное и безопасное производство. И это престиж региона, закрепление репутации Томской области как региона-лидера в сфере передовых технологий, способного решать самые сложные и прорывные задачи.

Заместитель губернатора Томской области по экономике Михаил Сергейчик

– Проект «Прорыв», в том числе строительство реактора «БРЕСТ-ОД-300», вносит существенный вклад в экономику региона по целому ряду направлений.

Его доля в общем объеме инвестиций Томской области в 2024 году составила 16,6%. Согласно имеющимся прогнозам, по итогам нынешнего года она увеличится до 23,3%, в 2026 году – до 34,8%. А в целом за время воплощения проекта в жизнь – с 2021 по 2029 годы – его вклад составит порядка 20% инвестиций в экономику региона. Кроме того, благодаря проекту в области будет создано более 1,1 тыс рабочих мест. Также, начиная с 2028 года в рамках проекта «Прорыв» начнется производство электроэнергии – дополнительные 2 млрд кВт*ч позволят нарастить объем производства электроэнергии в регионе сразу на 50%. Все это, безусловно, окажет существенное позитивное влияние на региональную экономику.