На официальном сайте НАЭК "Энергоатом" опубликовано сообщение о результатах национальных исследований Украины в рамках проекта МАГАТЭ по инновационным реакторным установкам и топливным циклам (ИНПРО).

На вопросы электронного издания AtomInfo.Ru отвечает руководитель службы инновационных топливных циклов, анализа и прогнозирования Научно-технического центра НАЭК "Энергоатом" (Украина) Олег Викторович ГОДУН.

Перед тем, как ответить на поставленные вопросы, необходимо ещё раз остановиться на тех задачах, реализовать которые предполагалось в рамках украинских национальных исследований под эгидой международной деятельности проекта ИНПРО.

Украина присоединилась к проекту ИНПРО исходя из возможности получения информационной и методологической поддержки для последующей оценки развития собственного ядерно-энергетического комплекса.

Основной задачей национальных исследований являлось освоение методологии ИНПРО. Разработка вариантов конфигураций ядерно-энергетических систем Украины выполнялась на основании Энергетической стратегии развития ТЭК на период до 2030 года, которая по мнению специалистов имеет существенные недостатки в части прогнозов производства/потребления электроэнергии и роста ВВП.

Таким образом, результаты выполненных исследований в рамках ИНПРО для Украины не должны рассматриваться как стратегические исследования развития ЯТЦ Украины на средне- и дальнесрочную перспективу.

Насколько актуален для Украины вопрос об устойчивости ЯТЦ в долгосрочной перспективе (до 2100 года)? Чем обусловлен Ваш выбор методологий ИНПРО для исследований этого вопроса?

Вопрос устойчивости ЯТЦ на долгосрочный период в первую очередь вызван большой долей атомной энергетики в производстве электроэнергии на Украине. Как известно - от 45% до 50% в зависимости от времени года.

Одновременно для Украины характерна тенденция морального и физического устаревания оборудования тепловых электростанций, работающих на органическом топливе. Это в свою очередь уже привело к тому, что 76 энергоблоков из 102, или 74,5%, находятся за границей физического износа. Еще 17 энергоблоков, или 16,7%, вплотную приближаются к предельной границе износа, а остальные девять энергоблоков, или 8,8%, - к расчётной.

В настоящее время, из-за старения оборудования, недостатка средств на закупку топлива и спада электропотребления, из 36 млн. кВт установленной мощности ТЭС практически активно берёт участие в генерации около 19 млн. кВт, то есть всего приблизительно 53%. Почти вся половина неиспользованных мощностей ТЭС, что остаётся, исчерпала свой ресурс и должна быть модернизирована или заменена новыми установками.

Энергетической стратегией развития ТЭК до 2030 года ставится задача повышения доли использования украинского урана на АЭС Украины с текущих 30% до 100% обеспечения, исходя из достаточных на среднюю перспективу запасов природного урана (достоверно известно о 180 тыс. тонн, по неофициальным данным - более 300 тыс. тонн).

Данный аспект в совокупности с прогнозируемым ростом цен на органические виды энергоносителей (главным образом, на газ и нефть) дают возможность говорить о том, что в дальнесрочной перспективе для Украины вероятно будет характерна следующая тенденция развития генерирующих мощностей:

• сохранение гидроэнергетикой практически постоянного уровня генерации (не более 10%),
• существенное снижение доли тепловой генерации (газ/нефть) с одновременным повышением доли угольной генерации,
• рост доли ядерной энергетики до 60-65%.

Методология ИНПРО (мы говорим о TECDOC IAEA 1434) и руководство пользователя (TECDOC IAEA 1575) являются уникальными документами, позволяющими комплексно оценивать весь ядерно-топливный цикл с количественной оценкой вариантов возможных конфигураций ЯТЦ.

Имеющиеся другие методики (в частности, EUR) не позволяют оценивать передний и задний край ЯТЦ во всём диапазоне интересующих вопросов от безопасности и экономики до соответствия гарантиям МАГАТЭ.

Предпринимались ли ранее попытки использовать методологии ИНПРО для анализа ЯТЦ, а не реакторных технологий? Какие усовершенствования в методологии ИНПРО могут быть внесены по итогам Вашей работы?

Ранее при анализе элементов ЯТЦ использовались подходы, отвечающие целям конкретного исследования. Грубо говоря, для каждой задачи экспертно разрабатывался свой инструментарий/алгоритм оценки. Можно констатировать, что такая практика отчасти сохранилась и сейчас.

Например, оценку возможности и обоснованности использования тяжёловодных технологий CANDU для существующей инфраструктуры ядерной энергетики Украины предполагается выполнить по следующей схеме: передний и задний края ЯТЦ (например, экономика) оцениваются по методологии ИНПРО, ядерный остров - по методике EUR. Однако каким образом будет проводиться "сшивка" результатов оценки по каждому из элементов в общую оценку - предположить трудно.

В данном ключе, методика ИНПРО позволила бы корректно выполнить полную оценку как возможных для Украины вариантов ЯТЦ с CANDU, так и сравнительной оценки ЯТЦ CANDU с, например, ЯТЦ на основе АЭС-2006.

Реализация национальных исследований вариантов конфигураций ИЯЭС Украины с использованием методологии ИНПРО позволила провести анализ слабых мест методологии:

1. Методология ИНПРО (TECDOC IAEA 1434) направлена в первую очередь на оценку реакторных технологий, исходя из чего сформулированы требования пользователя и критерии оценки. По отношению к элементам "переднего края" применение некоторых индикаторов кажется несколько проблематичным.
   
   
2. Выполнение сравнительных оценок на соответствие пределам приемлемости, особенно в части безопасности элементов ИЯЭС, нуждается в корректных исходных данных. В этой связи, кажется целесообразным разработать таблицу необходимых технических параметров, которые могут быть предоставлены по запросу МАГАТЭ разработчиками соответствующих технологий странам-участницам проекта. Необходимо так же разработать механизмы передачи и использования "чувствительной" информации.
   
   
3. Оценка на предмет соответствия базовым принципам связана с анализом различных технологий, что требует направленных знаний и опыта работы с данными технологиями (например, по оценке реакторных установок). Таким образом страны, рассматривающие инновационные технологии как перспективные для реализации, столкнутся с проблемою корректности присваиваемых по каждому из индикаторов оценок.
   
   
4. Методология ИНПРО предусматривает сравнительную оценку, однако не даёт чётких рекомендаций по присвоению балльной оценки вариантам конфигураций ИЯЭС. В связи с этим каждая страна-участница проекта вынуждена разрабатывать свой инструментарий балльной оценки. Необходимо провести унификацию методики количественной оценки вариантов конфигураций ИЯЭС. Так же существует проблема в т.н. агрегации оценок, выполненных разными экспертами по направлениям методологии.
   
   
5. В методологии ИНПРО не определён подход к оценке тех элементов ИЯЭС, которые фактически не представлены в стране. Наиболее рельефно это отразилось на оценке варианта лизинга, при котором в Украине не представлены передний край и задний край ЯТЦ. Одни эксперты оценили отсутствующие элементы максимальными оценками, руководствуясь тем соображением, что отсутствие опасных и критических элементов способствует повышению уровня безопасности. Другие эксперты не оценивали отсутствующие элементы вовсе, чтобы не искажать истинную картину, обосновывая это тем, что невозможно дать реальную оценку элементам, находящимся за пределами страны и недоступным для анализа. Оба подхода имеют право на существование, и требуется широкое обсуждение для того, чтобы принять наиболее приемлемый.

Вы не могли бы пояснить выбор вариантов для рассмотрения "Заднего края" ЯТЦ. В частности, чем отличается вариант №3 (отправка ОЯТ в страну-поставщик ЯТ по лизинговой схеме) от варианта №2 (временное длительное хранение ОЯТ в Украине до 50 лет и последующая отправка ОЯТ в РФ на переработку)?

В кратком описании Вариант №2 (Задний край ЯТЦ) предполагает:

• хранение на АЭС не более 5 лет;
• долгосрочное (до 50 лет) хранение ОТВС на территории Украины в СХОЯТ или ЦХОЯТ;
• переработка ОЯТ в РФ с последующим возвратом в Украину РАО и ценных продуктов.

В данном контексте Украина избавляется от необходимости оплачивать долгосрочное хранение своих ОТВС в РФ и таким образом существенно снижает расходы на обращение с отработавшим топливом.

При реализации схемы лизинга предполагалось, что Украина только использует ТВС поставщика топлива и все заботы по переднему и заднему краю ЯТЦ (кроме добычи урана) относятся к сфере деятельности поставщика ТВС.

Следует отметить, что в исследовании устойчивости вариантов ЯТЦ на долгосрочный период лизинг рассматривался с точки зрения методического обеспечения анализа возможности методологии корректно оценивать различные ЯТЦ.

Лизинг нуждается в более детальной оценке. С одной стороны, схема лизинга является предпочтительной, т.к. на территории страны отсутствуют потенциально опасные элементы ЯТЦ. С другой стороны, схема лизинга термозит развитие национальной промышленной базы ЯТЦ и создаёт дополнительные риски в надёжности поставок ядерного топлива и обращения с ОЯТ, как по экономическим, так и по политическим мотивам.

В связи с этим требуется оценка перспективности этой схемы с учетом её детализации в экономическом, правовом и регулирующем аспектах. Украина предложила внести корректировки в методологию ИНПРО в части анализа энергетической безопасности страны, выполняющей оценку.

Вариант с переработкой ОЯТ в России после длительного хранения в ЦХОЯТ получил в Вашем исследовании одну из наивысших оценок. Можно ли раскрыть подробнее это предложение? В частности, кто предполагается собственником выделенного при переработке ОЯТ урана и плутония, и какова судьба младших актинидов - должны ли они возвращаться в топливный цикл или признаваться как ВАО с последующим захоронением в Украине?

За исключением вариантов, предусматривающих лизинг ядерного топлива, наибольшая интегральная оценка с отличием в 1% соответствует вариантам 7, 8, 10 и 11, отличается незначительно и лежит в пределах от 511,1 до 515,9 баллов. Эти варианты предусматривают комбинацию варианта 2 "переднего" с вариантами 1 и 2 "заднего" края:

• по "переднему краю" - изготовление в Украине ядерного топлива из топливных таблеток, закупаемых по импорту;
• по "заднему" краю - варианты 1 и 2, предусматривающие длительное хранение ОЯТ в ЦХОЯТ с последующим захоронением отходов в геологических формациях Украины. Отличие второго варианта состоит в переработке ОЯТ в РФ перед захоронением.

Данный вывод является особенностью алгоритма методологии по оценке вариантов ЯТЦ, в соответствии с которым наибольшая оценка присваивается тем вариантам, элементы которых находятся за пределами страны-оценщицы и тем самым имеют максимальную оценку по направлениям безопасность, окружающая среда и инфраструктура.

В соответствии с существующими договоренностями с РФ, действует следующая схема:

• для ВВЭР-440 - переработка в РФ на РТ-1 с последующим возвратом РАО переработки без возврата "ценных" продуктов;
• для ВВЭР-1000 - переработка на РТ-2 (не определён срок ввода завода в эксплуатацию) с последующим возвратом в Украину ВАО и РАО переработки.

Минорные актиниды признаются ВАО с последующим захоронением.

Вводились ли в Вашем исследовании какие-либо дополнительные условия по топливному циклу реакторов AP-1000? В частности, предполагалась ли возможной переработка ОЯТ этих реакторов?

Никаких дополнительных условий в части ЯТЦ АР-1000 не вводилось. Схема обращения с ОЯТ АР-1000 предполагалась аналогичной ОЯТ ВВЭР.

Рассматривалась ли в Вашем анализе канадская технология DUPIC (дожигание ОЯТ легководных реакторов в реакторах на тяжёлой воде)?

Технологии по дожиганию ОЯТ легководных реакторов в данном исследовании не рассматривались по причине отсутствия соответствующих предложений со стороны разработчиков DUPIC.

По нашему мнению, метод сухой переработки ОЯТ (в частности, DUPIC) имеет помимо экономических (при существующей цене на уран) некоторые технические трудности с отделением циркониевой оболочки твэл от топливного сердечника при высоких выгораниях, больших 40 МВт×сут/кг U.

Данный аспект становится ещё более ощутимым при существующей общемировой тенденции повышения выгорания ОТВС выше 60 МВт×сут/кг U.

Дополнительно отметим, что при оценке устойчивости украинской национальной ядерно-энергетической системы на долгосрочный период в качестве исходных данных брались положения Энергетической стратегии развития ТЭК Украины до 2030 года, где на период 2007 года вопрос о развитии в Украине альтернативных к легководным ядерных технологий не ставился.

Предполагается ли к рассмотрению в рамках Вашего исследования тот или иной вариант, предусматривающий участие Украины в замыкании топливного цикла с реакторами на быстрых нейтронах?

В рамках активности ИНПРО Украина принимает участие в реализации проекта по оценке глобальной архитектуры инновационных ЯТЦ, основанных на реакторах на тепловых и быстрых нейтронах с замыканием топливного цикла (GAINS).

Разработано техническое задание на реализацию проекта в Украине, одобренное экспертами МАГАТЭ в протоколе совместного стартового совещания под эгидой МАГАТЭ, которое состоялось в Киеве 15-16 апреля 2009 года.

Спасибо, Олег Викторович, за интервью для электронного периодического издания AtomInfo.Ru.

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 04.06.2009

Темы: ЯТЦ, ОЯТ, Украина, ИНПРО, Интервью