Атомне безсилля. Чому Україна за рахунок АЕС не позбудеться вугільної залежності (ІНФОГРАФІКА)
Частка атомної енергетики у виробництві електроенергії в Україні різко зросла з 47 до 60%, похвалився в лютому президент України Петро Порошенко. В умовах гострої нестачі антрацитового вугілля для теплоелектростанцій (ТЕС) виникає бажання замінити теплову генерацію атомної. Гіпотетично певні підстави для цього є.
В Україні працюють 15 енергоблоків на чотирьох атомних електростанціях (АЕС).За підсумками лютого вони (разом з невеликою Ташлицькою гідроакумулюючою електростанцією) на 57,45% поповнювали "загальний котел" - оптовий ринок електроенергії країни. При цьому ТЕС давали рівно четверну частина всього електрики, решта генерували теплоелектроцентралі, ГЕС та інші станції, які виробляють електрику з відновлюваних джерел. Ці показники всього на 2-3% відрізнялися в лютому 2016 року.
І лише влітку минулого року частка АЕС в енергетичному балансі різко падала - до 47,78% в липні, а ТЕС тоді виробляли майже 42,36% електрики. Але це було пов'язано з відключенням трьох енергоблоків АЕС на планові ремонти.
Звідси висновок, що ніяких глобальних змін у співвідношенні джерел електричної енергії не було. Але рівно до того часу, поки повністю не припинилися поставки вугілля з окупованого Донбасу на українські ТЕС, що працюють на антрациті. Після цього, в першій декаді березня, частка теплової електроенергії різко впала до мінімальних 17,97%, а атомної трохи підросла до 61,68%. Здавалося б, ось воно - заміщення, але все не так просто.
Виникає питання, а чи можуть наявні в Україні АЕС замінити ТЕС? Ні, з-за недостатньої загальної потужності енергоблоків та їх вимушених простоїв.
Візьмемо приклад: в лютому всі АЕСи Ташлицька ГАЕС разом виробили і продали 7 348 387 МВт-год, а могли б видати до 9 498 720 МВ-год, якщо б працювали на повну потужність. Припустимо, що наші плани збулися і ці додаткові мегават-години замістили частина електроенергії, що генерується на ТЕС. Тоді енергобаланс змінився б так: АЕС - 74%, ТЕС - 8,5%. А якщо врахувати, що тільки половина ТЕС працює на антрациті, на перший погляд, Україна досягла мети і стала незалежною від вугільних поставок з Донбасу. Але це все в ідеалі. Насправді АЕС не зможуть працювати на повну потужність, ще частина електроенергії йде в атмосферу при передачі по високовольтних лініях, у результаті значно збільшити вироблення електроенергії на АЕС вже не вийде.
Чому не можна запустити всі АЕС України на повну потужність? Тому що електростанції не можуть весь час працювати на 100%, потужність енергоблоків спеціально знижується, щоб не допустити різких перепадів в загальній енергосистемі з-за нерівномірного споживання електрики в різний час доби.
Справа в тому, що енергії повинне вироблятися саме стільки, скільки потрібно споживачам в даний момент. Швидше підлаштовуються під графік ТЕС, але і великі енергоблоки АЕС доводиться періодично розвантажувати. Це так звані "балансові обмеження".
На повну використовувати АЕС не вийде ще й тому, що 13 українських ядерних реакторів запущені ще при СРСР і до 2020 р. закінчиться передбачуваний термін їх експлуатації. Він, звичайно, буде продовжений, але все більш часті відключення на ремонти неминучі. До речі, модернізація одного блоку АЕС коштує близько 4 млрд грн, зазвичай це кредити "Євроатому" і ЄБРР. Ці та інші обмеження призводять до значних втрат - більш 20%. За даними "Енергоатому", за 2016 р. українські АЕС працювали лише на 65,5% від загальної потужності, а в січні 2017-го - на 77,6%. Даних за лютий поки немає, але, судячи з кількості відпущеного "Енергоатомом" електрики (7 348 387 МВт-год ), реактори працювали всього на 2% ефективніше. І це вже край оптимізації, тому що всі перераховані обмеження залишаються. А з ними і 60%-ва частка атомної енергії в енергобалансі України, за умови, що вона не буде "штучно" завищена через зупинки ТЕС.
Так якщо не можна обійтися існуючими потужностями, може бути, Україні краще побудувати додаткові атомні енергоблоки або навіть нову АЕС?
Просто модернізація
Що нам коштує блок побудувати? Потрібно $4-6 млрд і п'ять років. І це тільки на один ядерний блок потужністю 1000 МВт-год, який збільшить сумарний потенціал АЕС лише на 7%. В Енергетичній стратегії України до 2030 р. заплановано будівництво нових ядерних енергоблоків загальною потужністю від 2 000 МВт-год (за найгіршим сценарієм) до 7 000 МВт-год (за найкращим сценарієм). Але частина з них має лише замінити виведені з експлуатації блоки. І частка атомної енергетики в енергобалансі України, за прогнозами, не виросте, а навпаки, буде не більше половини. Це означає, що її не вистачить, щоб покрити можливі втрати з-за зупинок ТЕС.
Сьогодні ж в Україні тільки планують відновити будівництво двох нових атомних реакторів на Хмельницькій АЕС, які були законсервовані в 1999 р. В "Енергоатомі" розраховують на добудову їх до 2020 р. чеською компанією Skoda за 4 млрд євро. Але це поки розмови. Ввести перший блок в експлуатацію в 2018 р., як передбачено Енергетичною стратегією, явно не вийде.
І зовсім свіжа ідея - замовити у американської компанії Holtec малі реактори потужністю не більше 300 МВ-ч. Правда, виробник тільки до 2022-24 рр. буде готовий їх сертифікувати для третіх країн. Так що це перспектива на 30-е роки, коли цими мобільними реакторами, можливо, доведеться замінювати за два відслужили блоку Рівненської та Южно-Української АЕС. Словом, немає передумов, щоб у найближчі п'ять і навіть більше років настільки збільшити вироблення електроенергії за рахунок будівництва атомних енергоблоків, щоб замістити електрика, що генерується на ТЕС.
А можна взагалі покластися на АЕС як джерело енергії? Ні, тому що більшість з них потребують російському ядерному паливі.
Це герметичні цирконієві трубки з пігулками збагаченого урану всередині - твели (тепловиділяючі елементи), зібрані разом по кілька сотень.Сьогодні 12 українських атомних реакторів працюють на російських твелах, що виготовляються на однойменному заводі "ТВЕЛ". І тільки три реактора Південноукраїнської АЕС з 2015 року в експериментальному режимі використовують паливо американсько-японської компанії Westinghouse. Ще йдуть переговори про постачання ядерного палива з Америки для Запорізької АЕС.
І тут погана новина: швидко перейти на американські твели теж немає можливості із-за правил безпеки. Нові збірки українських реакторах, які раніше завжди працювали тільки на російському паливі, повинні пройти випробувальний термін у шість років.
Не можна скидати з рахунків і чисту економіку: повністю відмовлятися від продукції "ТВЕЛ" і переходити на паливо Westinghouse - значить потрапляти під вплив іншого монополіста. А в світі тільки складання цих двох виробників підходять для українських водно-водяних атомних реакторів (ВВЕР).
І тут виникає ще одна проблема - а чи може Україна виробляти ядерне паливо? Тільки з 2020 р. і у співпраці з іншими країнами. В Україні видобувають цирконій і уран, але немає потужностей для виробництва цирконієвих трубок, ізотопного збагачення урану і в цілому виготовлення ядерного палива. Потрібно будувати завод, закуповувати технології та обладнання, імпортувати частину комплектуючих.
Відповідно до затвердженої в 2016 р. Держпрограмі розвитку атомного-промислового комплексу, для організації виробництва ядерного палива в Україні потрібно 9 млрд грн, в тому числі 302 млн грн з держбюджету. Передбачається придбати на світовому ринку послуги по збагаченню урану на умовах кооперації. Але це тільки один з можливих варіантів, і знайдуться на нього гроші - покаже час.
Загалом, як бачимо, Україна сьогодні практично повністю використовує потенціал своєї атомної енергетики. Так що діючі АЕС не зможуть повністю замінити ТЕС у виробництві електрики. А на будівництво нових ядерних реакторів і заміну застарілих потрібно стільки часу і грошей, що їм, можливо, складуть конкуренцію електростанції на поновлюваних джерелах енергії. З часом витрати на будівництво останніх знижуються. Згідно тієї ж Енергетичної стратегії до 2030 р. "економічно доцільний потенціал вітрових, сонячних електростанцій, малих ГЕС та біоенергетики в сумі досягає 13 ГВт-год, що можна порівняти з потужністю всіх українських АЕС.
