Взлет атомного дракона
Взлет атомного дракона
Достаточно поздно приступив к созданию своих АЭС, сегодня Китай успешно реализует крупнейшую в мире программу развития ядерной энергетики: 31 атомный энергоблок уже строится, и еще 54 запланированы.
Истории строки
Китайский правитель Мао Цзедун в 1954 г. обратился к советскому лидеру Никите Хрущеву с просьбой о содействии в создании ядерного оружия. Поводами послужили Корейская война и конфликт с США. Более 600 советских ученых работали в этом направлении, более 1000 китайских атомщиков прошли обучение в СССР. Кроме того, Китаю были переданы самые совершенные советские технологии в сфере ядерных вооружений. Вскоре между странами произошел разрыв отношений, но полученные разработки Китай использовал весьма эффективно: в 1964 г. была испытана первая атомная бомба, в 1967 г. — первая термоядерная (водородная) бомба.
Однако с мирным использованием ядерной энергии дело не шло. Первый государственный план по созданию атомных электростанций был принят в Китае 8 февраля 1970 г., и для его реализации создан «728-й институт» (ныне Шанхайский инженерно-конструкторский институт ядерных исследований). Но процесс создания первой китайской АЭС затянулся: энергопуск блока №1 мощностью 310 МВт АЭС Циньшань-1 состоялся лишь в 1991 г., его выход на номинальную мощность — в 1992-м, сдача в промышленную эксплуатацию — в 1994-м. Пришлось преодолеть немалые трудности: нехватку специалистов, недостаток опыта, проблемы с возможностями машиностроителей (практически все оборудование энергоблока было импортным). Но спроектировать и построить первую китайскую АЭС с отечественным реактором CNP-300 (который, в принципе, опирался на французские технологии) должны были непременно китайские специалисты на китайские деньги — таково было политическое решение руководства страны.
Однако понимая, что только своими силами не обойтись, китайцы отдали строительство двух энергоблоков второй АЭС Гуандунь (раннее название Даявань или Даябей) французам. Энергоблоки мощностью по 944 МВт с французскими реакторами М310 вступили в строй в 1993–1997 гг.
Энергия жизни
Чтобы понять причины, по которым Китай в двухтысячных годах сделал ставку на прорывные темпы развития атомной энергетики (и не отказался от нее даже после фукусимских событий), рассмотрим структуру «энергетической корзины» страны.
Более 70% электроэнергии вырабатывают тепловые электростанции (как правило, на угольном топливе). Порядка 17% — гидроэлектростанции. На долю атомных приходится порядка 2%–2,3%. Остальное составляют другие источники энергии, в том числе возобновляемые.
Благодаря огромному количеству угольных станций, Китай соперничает с США за первое место по объему выбросов парниковых газов в атмосферу. Кроме того, китайские экологи образно подсчитали, что каждый их житель «съедает за год три кирпича»: таков размер выбросов золы угольных электростанций в атмосферу на одного человека. А гибель рабочих на угольных шахтах колеблется на уровне 3000 человек ежегодно (по сообщениям китайских источников, если при взрыве метана в шахте погибли менее 10 человек — об этом даже не сообщают в СМИ, слишком незначителен информповод).
Тепловые электростанции создают еще одну проблему, связанную с перевозками топлива. Основные месторождения угля находятся на севере страны, потребители электроэнергии на юге. В результате железные дороги (кстати, вторые в мире по протяженности) почти наполовину заняты транспортировкой угля. Энергосистемы страны регионального и провинциального уровня разобщены, хотя процесс их стыковки в единую энергосистему сейчас идет и должен завершиться к 2020 г. Но и в этом случае транспортировка электроэнергии с севера на юг повлечет существенные потери, даже если будут созданы линии постоянного тока сверхвысоких напряжений.
К тому же своих запасов органического топлива уже не хватает. Китай в крупных масштабах импортирует уголь, а зависимость от импорта нефти перешагнула 50%-й рубеж еще в 2008 г.
Что касается гидроэнергетических ресурсов, резерв их роста, как и в России, уже практически исчерпан, в том числе и по географическим причинам: большинство крупных рек Китая расположены в сейсмоопасных районах, где создание мощных ГЭС с сооружением больших плотин и водохранилищ является угрожающим фактором.
По освоению возобновляемых источников энергии (солнце, ветер) Китай идет широкими шагами, по объемам инвестиций опережая даже «зеленеющую Германию», однако китайские специалисты вынесли однозначный вердикт: полностью покрыть растущие потребности страны в электроэнергии это направление не сможет.
А потребности весьма значительные. По прогнозам, население Китая к 2050 г. вырастет до 1,43 млрд. человек. Дополнительные трудности создает рост прослойки «среднего класса» и переселение крестьян в города. Между тем, именно население соперничает с промышленностью по росту объемов энергопотребления. Например, за первый квартал 2013 г. объем энергопотребления в Китае по сравнению с аналогичным периодом предыдущего года вырос на 4,3%. В том числе, промышленность потребила больше на 3,8%, а бытовой расход электричества возрос на 3,1%.
В этих условиях китайские власти заявили, что не могут взять на себя международные обязательства по сокращению выброса парниковых газов: они обещают лишь ограничить темпы роста этих выбросов. Например, за период с 2006 г. были выведены из эксплуатации устаревшие и наиболее «грязные» энергоблоки угольных электростанций суммарной мощностью 71 ГВт. Но при этом массово вводились в строй новые угольные электростанции: более эффективные, но также не лишенные проблемы эмиссии парниковых газов.
Очевидно, что ставка на атомную генерацию — географически приближенную к потребителям, не создающую логистических проблем с перевозкой топлива и ограничивающую парниковую эмиссию — была неизбежна.
От поглощения — к автономности
На сегодня в Китае действует 18 энергоблоков в составе восьми АЭС (Гуандуньская, Линьао, Ниндэ, Тяньваньская, Хунъяньхэ, Циньшань-1, Циньшань-2, Циньшань-3) и Китайского института атомной энергии (CIAE). Подавляющее большинство из них имеют реакторы на тепловых нейтронах с водой под давлением (PWR), в том числе: французские М310 — 4 шт., российские ВВЭР-1000 — 2 шт., канадские CANDU-6 — 2 шт. и китайские (по сути, являющиеся репликами французских технологий) CNP-300 — 1 шт., CNP-600 — 4 шт., CPR-1000 — 4 шт. Восемнадцатый — реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем CEFR (именно он и находится в CIAE): хотя он считается лишь демонстрационным энергоблоком, в базу данных МАГАТЭ внесен как АЭС мощностью 20 МВт. Таким образом, суммарная мощность атомной энергетики Китая составляет на сегодня 14543 МВт.
Стратегия развития атомной энергетики Китая предусматривает три этапа. На первом — массовое сооружение реакторов на тепловых нейтронах с водой под давлением (PWR), в том числе с внедрением французских, американских, российских технологий. На втором — переход к реакторам на быстрых нейтронах (их массовое внедрение запланировано в Китае на вторую половину XXI в.). Третий этап, самый отдаленный — внедрение термоядерной энергетики. На первом этапе до 2020 г. Китай планирует повысить объем атомной генерации с нынешних 2% до 5%, то есть (по масштабам этой страны с самым большим населением) ввести в строй порядка 60 «тысячных» энергоблоков новых атомных мощностей.
При этом, если на первоначальной стадии стратегия Китая строилась на двух принципах: аккумулирование и поглощение атомных технологий ведущих мировых держав, то сейчас его атомная политика переходит в качественно новую стадию — автономность.
В принципе, эта политика прослеживается уже на действующих проектах. Недаром к наименованиям некоторых реакторных установок добавляется буква С (China). Для примера: американский AP-1000 и китайский CAP-1000. В ходе «клонирования технологий» Китай постепенно увеличивает в энергоблоке долю собственной «начинки» с 50% до 85%, а в перспективе и до 100%.
В принципе, международные атомные корпорации пытаются бороться с этим синдромом. Например, компания Areva ограничила права своей интеллектуальной собственности: «клоны» ее реакторов, получившие название CPR-1000, могут сооружаться на территории Китая, но не за рубежом.
Сегодня существует другая проблема: большинство из ныне строящихся в Китае энергоблоков предусматривают реакторы CPR-1000. Это реакторы второго поколения, рассчитанные на период эксплуатации 50–60 лет. К моменту исчерпания срока эксплуатации в 2060–2080 гг. они будут очень сильно отличаться от современных требований к безопасности. Поэтому сейчас государственные рекомендации ориентированы на строительство энергоблоков третьего поколения (AP-1000, EPR-1600 и их китайских клонов).
С другой стороны, в Китае существует определенная конкуренция между двумя корпорациями. Первая — State Nuclear Power Technology Corporation Ltd (SNPTC), которая совместно с Shanghai Nuclear Engineering Research & Design Institute (SNERDI) сосредоточила в своих руках внедрение и клонирование проекта AP-1000. Это так называемое «малое министерство», поскольку в его руках находятся также конверсия и обогащение урана, производство ядерного топлива и существенная доля исследовательских центров. Второе — China Guangdong Nuclear Power Group (CGNPC). Первая продвигает проект реакторов AP-1000 и его китайского клона CAP-1000, вторая — действующий проект второго поколения CPR-1000 (наиболее массовый из ныне строящихся энергоблоков в Китае) и перспективный ACPR-1000+.
CPR-1000 до настоящего времени находятся в приоритете, благодаря их существенной дешевизне, а также из-за того, что многие АЭС Китая уже спроектированы и строятся под данный тип реактора. Однако поскольку к моменту истечения срока эксплуатации реакторы CPR-1000 будут существенно отличаться от современных требований к безопасности, обеим корпорациям поставлена правительственная задача: объединить свои перспективные проекты под маркой реактора третьего поколения, ориентированного на AP-1000, и в некоторой степени на EPR-1600. В числе разрабатываемых китайских проектов такого типа находится, например, CAP-1400.
Русский размах
Тяньваньская АЭС стала крупнейшим проектом России в экономике Китая. Межправительственное соглашение о ее строительстве было подписано в 1992 г. Как и в случаях с иранской АЭС «Бушер» и с индийской АЭС «Куданкулам», правительство Бориса Ельцина даже в экономически трудные для России годы оказывало политическую поддержку продвижению отечественных высоких технологий на мировые рынки.
В 2006–2007 гг. два первых энергоблока были сданы в эксплуатацию, а в 2010 г. подписан контракт на строительство еще двух блоков, которые планируется ввести в строй в 2018 г. Всего же предусматривается сооружение восьми энергоблоков Тяньваньской АЭС. Для России это — проектирование, поставки оборудования и топлива, монтажно-наладочные работы, обучение китайского персонала.
На уже действующих энергоблоках установлены реакторы ВВЭР-1000 проекта «АЭС-91», однако он доработан до уровня реакторов третьего поколения, благодаря чему Тяньваньская АЭС получила титул одной из самых безопасных в мире. В частности, здесь впервые была применена новая технология дополнительной безопасности — подреакторная ловушка для расплава топлива, которая в случае запроектной аварии удержит и охладит расплавленную активную зону.
Третий и четвертый энергоблоки планируются с модифицированной версией таких же «тысячников», а далее рассматривается новый проект ВВЭР-1200.
Источник: energyland.info