Непростой выбор: кто построит модульную АЭС для Армении

На Всеармянском форуме премьер-министр Никол Пашинян заявил: власти Армении приняли стратегическое решение о строительстве новой атомной электростанции. Более того, это будет модульная АЭС. Обоснование прозвучало так: возможная авария на модульной станции, то есть не крупной, а состоящей из нескольких средних или небольших блоков, «считается локальным инцидентом, не требующим массовой эвакуации населения».

Премьер отметил: технология модульных атомных станций пока не дошла до этапа применения [sic], но несколько стран разрабатывают ее. Судя по всему, продолжил он, самый большой прогресс зафиксирован в США, но работы в этом направлении еще ведет Франция, а в последнее время — Россия и Южная Корея.

Исходя из этого, Пашинян дал понять, что Армения выберет «страну — поставщика технологии» в будущем. Видимо, ориентируясь на то, у кого будет наилучшее предложение. Попробуем разобраться, кто бы это мог быть.

Дело техники: почему модульная АЭС — правильное решение?

Начнем с того, что у Армении нет никаких (разумных) вариантов, кроме строительства модульной АЭС. Достаточно напомнить, что общая генерация электричества в республике в 2023 году — всего 8,8 миллиарда киловатт-часов. То есть подушевое потребление электроэнергии там кратно ниже, чем, например, в России.

Столь маленькая энергосистема создает проблемы. Такое же количество электроэнергии вырабатывает один типовой современный атомный реактор — например, российский ВВЭР. Поставить в стране один атомный реактор и брать электричество только от него нельзя: крупный реактор работает на одной мощности 24 часа в сутки весь год. А потребление энергии ночью очень низкое, в вечерние и утренние часы пик — очень высокое.

Поэтому, если доля АЭС в энергетике небольшой страны превышает 50 процентов, сразу начинаются большие проблемы. Избытки энергии можно отдать соседям, как это делает Франция в ЕС. Однако у Армении с этим трудности: Иран покупает у нее электроэнергию, но в намного меньшем объеме, чем нужно для компенсации ночного провала потребления. Грузия, расположенная в том же часовом поясе, что Ереван, и с потреблением не сильно больше самой Армении, явно не сможет забрать ночные излишки электричества. С Азербайджаном и Турцией, энергопотребление которых куда выше, Ереван состоит в отношениях, скажем так, весьма далеких от идеальных.

Если избытки энергии никуда не отдавать — придется поднимать цены на электричество, потому что крупные АЭС должны работать постоянно. Исходя из этого рассчитана их экономика.

Реакторы малых модульных АЭС могут быть куда слабее современной ВВЭР: их мощность не превышает 300 мегаватт. Армения по опыту точно знает, что такие реакторы ее энергосистема переварит без проблем: ВВЭР-440 на Мецаморской АЭС — 407,5 мегаватта, то есть даже мощнее одного блока модульной АЭС. А еще Ереван в курсе, что Мецаморскую АЭС начали строить при Леониде Брежневе. Поэтому к 2036 году ее надо выводить из работы и заменить. Построить взамен газовую или иную ТЭС рискованно: у этой страны уже были прецеденты резкого прекращения импорта газа.

Изолированность от морей и сложные соседи могут в любой момент подвесить всю энергетику на слишком тонкую нитку поставок. Модульный атомный реактор способен работать на одной загрузке годами. Да и привезти новую топливную сборку для него можно буквально по любой дороге (а не по считаным трубопроводам). Так что, бесспорно, следующая АЭС в Армении действительно будет модульной. Потому что другой там не построить, а без АЭС страна станет заложником доброй воли соседей.

Зачем Пашинян упирает на экологию?

Приведенных выше соображений вполне достаточно. Зачем армянский премьер дополняет их тезисом «при аварии модульных реакторов не нужно эвакуировать население»?

На первый взгляд кажется, что ответить на этот вопрос невозможно. Сегодня в мире есть ровно одна модульная АЭС — плавучая атомная и отопительная электростанция в Певеке на Чукотке («Академик Ломоносов»). Поскольку в ней работает пара обычных водо-водяных реакторов (КЛТ-40С на 35 мегаватт), то нормы санитарной зоны такие же, как для водо-водяных реакторов сходной мощности в целом. Там просто нет каких-то принципиально иных технологий, которые позволили бы уменьшить радиус эвакуации в случае аварии.

Правда, размеры такой зоны у АЭС с водо-водяными реакторами в принципе не столь велики в наши дни. Да и Армянская АЭС при СССР как раз закладывалась ровно на таком удалении от Еревана, чтобы эвакуация не потребовалась.

Новый реактор придется строить там же, где сейчас стоит старый — в противном случае создание новой сетевой инфраструктуры будет крайне недешево (страна ведь горная). Так что вопрос с безопасностью при аварии уже решен. Дополнительно обосновывать его не надо.
Есть ли модульные АЭС с санитарно-защитной зоной меньше, чем у водо-водяных реакторов? В теории да. Например, проект 20-летней давности БН ГТ-300 предполагает санзону не более километра. По той простой причине, что в нем натриевый реактор без паровой турбины. Раз активную зону охлаждает натрий, а не вода, то нет нужды в давлении в сотни атмосфер в корпусе реактора.

То есть, даже если в него прилетят сотни крылатых ракет и смогут пробить оболочку, под давлением ничего из активной зоны не вылетит: в ней просто нет серьезного давления. Ну и паровой турбины там нет (а есть газовая), то есть контакт натрия с водой исключен. Следовательно, нет и возможности образования водорода, его горения или взрыва.
Но реальность заключается в том, что у БН ГТ в свое время не нашлось достаточно харизматичных лоббистов. А вне России реалистичных (и не разорительных для покупателя) проектов не водо-водяных модульных АЭС на сегодня просто нет. И вряд ли они появятся. Поэтому все модульные АЭС, что Армения найдет в мире в 2030-х годах, неизбежно будут только водо-водяными.

Возможно, упор на экологию сделан из-за давних нападок Евросоюза на Армянскую АЭС или аналогичных, но более поздних, — со стороны Турции.

Кто на самом деле сможет построить новую атомную станцию?

Рассмотрим слова армянского премьера о том, что «технология модульных атомных станций пока не дошла до этапа применения, но несколько стран разрабатывают ее».

Дело в том, что, как мы отметили выше, технология модульных атомных станций уже дошла до этапа применения. Город Певек с 2020 года снабжается электричеством и теплом именно от такой станции, имеющей два модульных реактора КЛТ-40С по 35 мегаватт каждый.
Уже есть и сухопутные аналоги: в Якутии строят модульную станцию на реакторе РИТМ-200Н (Н означает «наземный», мощность — 55 мегаватт). Уже в 2028 году она начнет работу. Да и в Китае в 2023-м ввели в коммерческую эксплуатацию малую модульную АЭС из двух реакторов HTR-PM на 105 мегаватт каждый.

Есть ли другие страны с модульными реакторами? Пашинян ведь отметил, что «судя по всему, самый большой прогресс [в модульных реакторах] зафиксировали США, но работы в этом направлении ведет также Франция, а в последнее время еще Россия и Южная Корея». На сегодня с прогрессом в модульных реакторах у США есть некоторые проблемы. Скажем, в Штатах, в отличие от России или Китая, ноль работающих модульных реакторов. Более того, в ближайшие годы их и не будет — просто потому, что ни один из них там даже не строится. Причины глубочайшего кризиса американской атомной отрасли мы подробно разбирали вот в этом тексте.

Если суммировать американскую ситуацию очень коротко, то США в XXI веке, в силу потери кадров в атомной отрасли, с нуля не построили вообще ни одной АЭС. Не то что модульной, но и самой обычной, крупной. Из-за этого многие там считают свою атомную отрасль умирающей: компетенции в ней утрачены очень и очень серьезно.

Ситуация во Франции похожа на американскую, но еще хуже: малых модульных АЭС нет. Причем, в отличие от Соединенных Штатов, их нет и в обозримых планах. Это логично: Франция густонаселенна и включена в огромную энергосистему ЕС. Для нее мелкие реакторы намного менее интересны, чем крупные.

А ведь там и с постройкой новых крупных большие проблемы. Говоря конкретнее, единственный новый французский энергетический реактор в XXI веке начали строить в 2007 году, но электричество в сеть он, может быть, выдаст только в этом году — 17 лет спустя. В такой ситуации Парижу явно не до модульных изысков.

В отличие от Штатов и Франции, Россия начала разрабатывать малые модульные реакторы десятки лет назад: тем же проектам БН ГТ или СВБР более 20 лет. Модульная ПАТЭС в Певеке работает больше четырех лет. К тому же проект продвигают на экспорт. Как, впрочем, и чисто наземные малые модульные АЭС: совсем недавно Россия договорилась об их строительстве в Монголии, в Узбекистане подобное строительство уже начали, на очереди — Казахстан.

Что с Южной Кореей? Она начала разрабатывать технологии модульных реакторов одной из первых в мире (27 лет назад стартовали работы по проекту SMART). Но есть проблема: нынешний корейский проект (BANDI-60) использует не самый удачный подход. В нем ядерное топливо не обогащено по доле урана-235 до 17-20%, как у российских модульных АЭС и ледокольных реакторов, а имеет тот же уровень обогащения, что крупные реакторы (4-5%). Соответственно, массу и размер активной зоны пришлось увеличить. В итоге корейский малый реактор вышел тяжелее и сложнее в производстве, чем российские аналоги.

Сами корейские разработчики надеются построить первый реактор такого типа где-то после 2031 года. То есть он начнет давать электричество как минимум на 12 лет позже первой российской малой модульной электростанции. К 2036-му Южная Корея просто не успеет построить подобную АЭС для Армении: чтобы начать создавать реактор на экспорт, надо накопить существенное время его эксплуатации у себя в стране.

Вряд ли Пашиняна устроит и китайский вариант модульного реактора. Нетрудно заметить, что премьер Армении всеми силами пытается попасть в западный мир. Иначе он не объявил бы на том же Всеармянском форуме, что не собирается упускать шанс вступить в Евросоюз.

Но для Запада Китай — враг. Недаром западные страны объявляют о 100-процентных пошлинах на электромобили из КНР, усиленно вооружают Тайвань или, в случае европейских стран, совершают провокационные проходы своих военных кораблей через воды, которые Китай считает своими. Все это может закончиться острым противостоянием в любой момент.

Китайские модульные АЭС сегодня используют как топливо шарики с карбидной и графитовой оболочкой. Подобные не производят ни в одной западной стране. То есть, построив китайскую АЭС у себя, Армения при нынешнем политическом курсе рискует в любой момент остаться у электростанции, которую ей не сможет заправить буквально никто в мире. Из всего этого следует: практически единственным реальным поставщиком модульных реакторов станет Россия. Если, конечно, такие поставки вообще состоятся.

Непростой выбор

Сценарий «новой АЭС не будет», к сожалению, тоже вполне возможен. Из-за охлаждения отношений в последнее время, Ереван может и не захотеть приобретать АЭС у «Росатома».

Ведь покупка АЭС — это совсем не выбор автомобиля. Речь идет о сделке на долгие десятки лет: кроме России, ни у кого нет опыта в производстве и эксплуатации топливных сборок, используемых в ее малых модульных реакторах. Скажем, у того, что строят в Якутии, тепловыделяющие трубки похожи разве что на те, что используют в реакторах российских ледоколов. В мире больше никто не строит атомные ледоколы. То есть даже примерно похожие топливные сборки сделать некому: на остальной части нашей планеты нет реакторов с таким же материалом (сплав алюминий и кремния) тепловыделяющих трубок.

Как известно из опыта крупных реакторов советской постройки на Западе, заменить трубки с топливом даже для них крайне сложно, хотя когда-то на Западе делали довольно похожие на них водо-водяные реакторы. Реакторы, похожие на российские ледокольные (они же малые модульные), на Западе не создавали никогда (за отсутствием атомных ледоколов). В случае серьезной порчи отношений с Москвой модульный реактор из России неизбежно превратится в тыкву.

Что будет тогда? В принципе, в истории Армении уже есть ответ на этот вопрос. В 1988 году рядом с Мецаморской АЭС произошло Спитакское землетрясение. Реакторы на станции рассчитывали на землетрясение до 9,5 балла (то есть даже самые сильные), поэтому им ничего не было.

Как показало изучение всей техники станции, она пережила стихийное бедствие идеально. АЭС вполне работала, хотя все остальные электростанции в республике были полностью уничтожены из-за меньшей прочности. В конце 1988-го — начале 1989 года она была единственным источником электроэнергии во всей Армянской ССР.

Но тут за дело взялись силы пострашнее природных — общественное мнение. Политики Армянской ССР на фоне острой после Чернобыля радиофобии занервничали. Вскоре постановление Совета министров республики провозгласило: «…Учитывая общую сейсмическую обстановку в связи с землетрясением на территории Армянской ССР, <…> остановить первый блок ААЭС с 25 февраля и второй блок с 18 марта 1989 года».

Само собой, вскоре оказалось, что в условиях блокады Азербайджаном электричество получать не из чего. Как писали потом современники событий:

«Когда летом 1991 года в Армению перестал поступать природный газ, мало кто думал, что эта бытовая проблема — только первое звено в цепи жесточайших потрясений, ожидающих всю нацию. Утверждения отдельных лиц, что скоро отключат и электричество, воспринимались с недоумением и легкой иронией. В подобное просто не верилось, над „паникерами“ смеялись и подшучивали. Армянская АЭС была остановлена с 1990 года, тепловые же электростанции Армении [из-за блокады Азербайджана] лишились мазута и газа. А если нет мазута и газа — не смогут работать и котельные. Энергетическая катастрофа стала неизбежной.

С января 1992 года в Армении начались ежедневные „веерные отключения“ электричества. Сначала отключали на пару часов, потом этот интервал стал неумолимо увеличиваться — шесть часов, девять, 12, 18… К ноябрю было официально объявлено: электричество в квартиры будет подаваться всего один час в сутки. У каждого микрорайона это был свой установленный час. С этой нормой армяне прожили больше двух лет… Но даже этот час не был гарантирован — из-за многочисленных аварий в электросети, работающей с запредельной нагрузкой, во многих районах электроэнергия неделями не подавалась вообще».

В итоге правительство уже Республики Армении 7 апреля 1993 года приняло документ «О начале восстановительных работ и возобновлении эксплуатации второго энергоблока Армянской АЭС». Спустя еще два с половиной года один из двух блоков АЭС удалось (с помощью России) перезапустить, и стабильное энергоснабжение вернулось в страну.

Иными словами, Армения уже оказывалась в ситуации, когда ее атомная станция превращалась в тыкву. Исходя из этого, вряд ли Ереван планирует оставаться без работающей АЭС еще раз. Значит, впереди непростой поиск исполнителя и долгий торг за выгодные условия постройки. Главное — не слишком затягивать, иначе к 2036 году можно и не успеть