Нужна ли Польше атомная энергетика: плюсы и минусы строительства АЭС
22 февраля 2019

Нужна ли Польше атомная энергетика: плюсы и минусы строительства АЭС

«В дискуссии об атомной энергетике можно отметить радикальную поляризацию позиций: как ее противники, так и сторонники высказывают односторонние взгляды, а несогласных с ними обвиняют в том, что это враги человечества. При этом атомная энергетика, как и любой крупный источник энергии, имеет свои плюсы и минусы, которые необходимо учитывать в дискуссиях о будущем энергосистемы», — пишет аналитик мегатрендов, эксперт по экономике, энергетике, ресурсам и экологии, журналист, автор книг «Мир на перепутье» и «Энергетическая революция. Но зачем?» Марцин Попкевич.

Идея атомной электростанции проста и отличается от угольной в основном тем, что вместо котла тепло на ней вырабатывает реактор. После динамичного развития в 70-х — 80-х годах состояние атомной энергетики стабилизировалось, а поскольку мировое энергопотребление увеличилось, ее доля в глобальном производстве электроэнергии снизилась с 17,5% в 1996 году до 10,3% в 2017 году (в энергобалансе в целом — с 2,2% до 1,6%). Торможение развития атомной энергетики связано со многими факторами, из которых в отчете IPCC выделяют следующие:

— операционные риски и связанные с ними опасения;

— риски, связанные с добычей урана;

— финансовые и регуляционные риски;

— проблема радиоактивных отходов;

— опасения, связанные с распространением ядерного оружия;

— общественное неприятие.

То, что АЭС — это безуглеродный источник электроэнергии, при этом имеющий множество проблем — не тайна. В статье представлен максимально объективный анализ аргументов «за» и «против» развития атомной энергетики, в том числе в Польше.

Аргументы «за»

Стабильность. АЭС — крупнейший стабильный низкоуглеродный источник энергии, не зависящий от атмосферных условий, времени суток или года. ВЭС и СЭС производят энергию нестабильно, ГЭС и электростанции на биомассе имеют ограниченный потенциал и наносят большой ущерб окружающей среде. С ростом доли неуправляемых источников энергии в энергосистеме многократно увеличиваются расходы на поддержание производства, а хранение больших объемов энергии в течение длительных периодов остается дорогостоящим, из-за чего приходится использовать тепловые электростанции, для которых может потребоваться импорт сырья. Не существует ни одной индустриальной страны, декарбонизировавшей экономику при помощи ВИЭ, тогда как стабильность работы АЭС является их преимуществом. В исследовании MIT от 2018 года говорится, что организация стабильного энергоснабжения при глубокой декарбонизации без атомной энергетики может быть дороже в 2-3 раза.

Малые размеры и влияние на окружающую среду. В отличие от ВИЭ, которым необходима большая площадь, АЭС имеет размеры завода, требуя гораздо меньше стройматериалов и оказывая воздействие на очень маленькую территорию. Польше, где энергия передается в одном направлении — от крупных производителей потребителям — такие электростанции хорошо подходят. АЭС потребляют мало топлива (около 30 т в год на станции мощностью 1000 МВт) и производят мало отходов (несколько кубометров), которые, в отличие от угольных электростанций, не выбрасываются в окружающую среду, а остекловываются и в контейнерах помещаются в подземные хранилища либо используются повторно. Расходы на ликвидацию АЭС имеют высокое абсолютное значение, но в пересчете на единицу произведенной энергии — лишь 1-2 гроша/кВт-ч (1 грош — 0,01 злотого, прим. пер.) Во время работы АЭС практически не выбрасывает ни парниковые газы, ни загрязняющие вещества.

Высокий уровень безопасности. Атомная энергетика — проверенная и относительно безопасная технология — в результате самой большой аварии (на Чернобыльской АЭС) погибло лишь 57 человек. Хотя от вызванных радиацией болезней преждевременно умерло несколько десятков тысяч человек, в мировых масштабах это совсем немного по сравнению, например, с угледобычей и воздействием смога (миллионы смертей ежегодно). Современный реактор при резком росте температуры не взрывается, как в Чернобыле, а автоматически останавливается. Хорошо защищены АЭС и от террористических атак, хотя нигде их еще и не было.

Доступность топлива. Уран можно купить во многих странах мира, что снижает риск дефицита, а его разведанных запасов хватит на 100 лет работы существующих реакторов. Топливо для АЭС настолько дешево, что его можно закупить сразу на весь период работы станции. Можно добывать уран и в Польше, хотя себестоимость добычи и расходы на инфраструктуру будут высокими.

Может быть и лучше. Стоимость строительства АЭС очень высока, поэтому есть большое пространство для снижения расходов, особенно путем серийного строительства станций из готовых заводских модулей. Несмотря на то, что современные реакторы с водой под давлением 3-го поколения работают при низкой температуре водяного пара, проектируемые реакторы 4-го поколения могут работать с более высокой температурой, благодаря чему повышается КПД и появляется возможность использования пара реактора в промышленных процессах. Также новые реакторы более безопасны благодаря применению пассивных систем охлаждения, позволяют быстро изменять мощность в широком диапазоне и размножать топливо, производя больше радиоактивных материалов, чем потребляют. Кроме того, использование прогрессивных атомных технологий позволит повысить инновационность польской экономики.

Аргументы «против»

Высокая стоимость. Особо важной проблемой атомной энергетики является ее стоимость — тогда как стоимость ВИЭ и хранилищ энергии быстро падает, стоимость АЭС растет. Сторонники атомной энергетики отмечают низкие цены на электроэнергию в таких странах, как Франция, однако стоит подчеркнуть, что это — цена энергии давно построенных и уже амортизированных станций. В мире строится так мало реакторов, что они практически превратились в уникальные проекты, у которых не возникает эффект масштабирования. Их преследуют конструктивные, технические и кадровые проблемы, а отставания от графика измеряются годами. Количество компаний, строящих АЭС, сильно снизилось, поэтому тот, кто будет поставлять технологию в Польшу, сможет диктовать условия. В качестве примера для анализа будущего польского проекта нужно брать проекты в других странах ЕС. В Финляндии и Франции бюджеты уже превышены примерно втрое, и конца росту расходов не видно. Стоимость 1 ГВт составляет около 30 млрд злотых, а сроки запуска перенесены с 2012 на 2020 год. В случае британской АЭС «Хинкли Пойнт» — единственного проекта, оставшегося после отказа от своих планов в этой стране Hitachi и Toshiba — стоимость 1 ГВт также составляет около 30 млрд злотых, при этом британское правительство гарантировало закупочную цену на уровне 92,5 фунта/МВт-ч на протяжении 35 лет. Сможет ли Польша строить лучше, чем Франция и Великобритания? Для сравнения, самую дешевую энергию в мире производят ВЭС и СЭС — в Польше цена на нее составляет 15-20 и 20-35 грошей/кВт-ч соответственно. Оптовая цена на энергию амортизированной угольной ТЭС — 20-25 грошей/кВт-ч, новой — около 35 грошей/кВт-ч. При этом энергию еще нужно передать потребителю, и локальные источники энергии позволяют радикально снизить соответствующие расходы. Как отметил портал Wysokie napięcie, в европейской атомной энергетике начинается бум, но не строительства новых, а ликвидации старых станций.

Утечка денег из Польши. Если Польша решится на строительство АЭС, львиная часть потраченных на это денег (около 150 млрд злотых за две станции мощностью 4-5 ГВт) уйдет за границу, создав очень немного рабочих мест. В большой степени эти места займут иностранные специалисты, а польские компании в лучшем случае будут заливать бетон, прокладывать кабели и доставлять пиццу. В случае развития ВИЭ будут осваиваться технологии, связанные с электрооборудованием и электротранспортом, что идеально подходит к компетенциям польских компаний.

Анатомия риска. Из-за отсутствия серийного строительства АЭС проектировщики и подрядчики учатся… на стройке, из-за чего возникают ошибки, переносы сроков, рост расходов и повышается риск аварий. АЭС — принципиально безопасный источник энергии, пока что-то не пойдет «не так». Им нужны крайне аккуратные и ответственные работники, которые, к сожалению, не всегда есть, и не только в странах бывшего СССР. Рассмотрим для примера ловушку, в которую попала атомная программа в Японии. Там важнее всего была не безопасность, а поддержание идиллического образа атомной энергетики в обществе. Это привело к тому, что улучшение стандартов безопасности стало «бессмысленным», а само упоминание возможности аварии считалось неуместным. В 2003 году TEPCO скрыла отчет об опасности геологического разлома около АЭС в префектуре Ниигата, а в 2007 году в результате землетрясения на станции произошел пожар. После землетрясения в Кобе в 1995 году было принято решение о пересмотре стандартов безопасности на АЭС, но это заняло 11 лет из-за сопротивления энергетических концернов. За многие годы до аварии в Фукусиме у TEPCO была информация, что высота цунами там может достигать 10 м, тогда как береговые укрепления были рассчитаны на 5 м. 11 марта 2011 года вода достигла 15 м, приведя к катастрофе. Даже существовавшие процедуры безопасности не отрабатывались на практике — когда авария произошла, были разработаны две карты радиационного загрязнения, но обе погрязли в бюрократии, и зона эвакуации не соответствовала зоне загрязнения. Для снижения стоимости электроэнергии TEPCO сокращала расходы на оборудование станций и обучение персонала, фальсифицировала отчеты и при помощи регулятора NISA вычисляла и увольняла жаловавшихся на это сотрудников. Само агентство NISA входило в состав министерства экономики, промышленности и торговли (METI), которое среди прочего занималось продвижением атомной энергетики, что приводило к конфликту интересов. Взаимосвязь бюрократии, политики, СМИ, науки и бизнеса привели к патологии — энергетические концерны имели огромное влияние. В Японии по традиции чиновники уходят в частный сектор — обычно в компании, с которыми они работали, принося туда связи и влияние. TEPCO принимала людей из METI и NISA, включая детей чиновников, поэтому сложно было ожидать от последних чрезмерного усердия в отношении этой компании. Создавала TEPCO для бюрократов и почетные должности в сети полуправительственных организаций и аналитических центров, занимавшихся продвижением атомной энергетики. Многие ученые атомной отрасли за щедрое вознаграждение давали необъективные или фальшивые оценки, другие просто подчинились системе, где основными спонсорами научных институтов были энергетические концерны. Ученых, выражавших негативное мнение, осмеивали и не давали продвигаться по карьере. Часто говорят, что японские проблемы с безопасностью не касаются Польши, потому что она расположена не в таком сейсмически опасном регионе. Это правда, но даже в стране, находящейся в таком сейсмически опасном регионе и имеющей такую высокую организационную и техническую культуру процедуры безопасности не выполнялись из-за связей между бизнесом и политикой. Будет ли в Польше больше ответственности? Глядя на то, что творится в ней на стыке политики и энергетических концернов сейчас, возникают серьезные сомнения.

Аварии: маленькая вероятность, большие последствия. Но и это — не конец потенциальных угроз. Реактор является очень сложным устройством, управляемым человеком. Любое устройство однажды ломается, любой человек — совершает ошибку. С 80-х годов XX века при среднем производстве на АЭС на уровне 2000 ТВт-ч в год аварии уровня Фукусимы и Чернобыля с ущербом в 100-500 млрд долларов происходили примерно каждые 25 лет. Но если бы энергобаланс был построен на атомной энергетике, то при потреблении 60 тыс. ТВт-ч в год аварии такого уровня происходили бы каждые 10 месяцев. Конечно, можно улучшать стандарты безопасности на основании данных, полученных в ходе аварий, но это приводит к росту стоимости энергии. Авария на АЭС относится к категории возможных событий, поэтому операторы вынуждены страховать свою ответственность, но постоянно выплачивать такие суммы страховые компании смогут только в том случае, если взносы будут очень велики. Это сделает бизнес полностью нерентабельным, поэтому ответственность операторов распространяется только на небольшую часть расходов, а остальное покроет государство. Такие «субсидии» позволяют энергетическим концернам говорить, что производимая ими энергия не так уж и дорога. Понятно, что все виды энергетики перекладывают ответственность на общество, поэтому ко всем нужно относиться одинаково, и платить за результаты своей деятельности все должны сами.

АЭС в опасном мире. Причиной аварии на АЭС может быть не только природная катастрофа или халатность персонала, но и случайно возникшие кризисные ситуации или намеренные действия злоумышленников. Что было бы, находись такие реакторы в Польше в начале XX века и через места их размещения проходили бы фронты, отступали большевики и гитлеровцы? Отсутствие аварии было бы чудом. Можем ли мы, находясь на пороге глобальной дестабилизации, гарантировать отсутствие подобных происшествий в течение 50-80 лет эксплуатации АЭС? Атомная энергетика имеет право на существование в стабильных странах с высоким уровнем технической культуры и социальной ответственности, но многие не соответствуют этим критериям, либо видят в атоме путь к получению ядерного оружия. Если атомная энергетика станет основой мировой энергетической системы, риск распространения и применения ядерного оружия вырастет до граничащего с неизбежностью, поскольку создать грязную бомбу при помощи АЭС крайне просто. Это еще один аргумент за развитие энергосистемы в сторону ВИЭ, а не атомной энергетики — масштабы возможных катастроф несравнимы, хотя если не провести быструю декарбонизацию экономики, то в результате сжигания ископаемого топлива масштаб катастрофы будет вне конкуренции.

Топлива много, но не настолько. Еще одна проблема — АЭС работают на редком изотопе уран-235, которого слишком мало, чтобы мировая энергетика была основана на таких станциях. Нынешних запасов хватит на 100 лет, возможно их увеличение в несколько раз, но при серьезном расширении атомной энергетики срок сократится до 10-20 лет, что делает строительство АЭС в таких масштабах бессмысленным. Для реализации подобных планов придется добывать уран из морской воды и применять опасные и непопулярные реакторы-размножители.

Вечные отходы. Это еще один чувствительный вопрос, который начинается даже не с самого хранения, а со строительства хранилища. Отходы сохраняют высокую активность на протяжении многих поколений. Следить за ними или надеяться, что все забудут, куда их закопали? В реальности проблема все еще не решена, и обычно высокоактивные отходы хранят на территории электростанций. То, что они не уплыли в океан из разрушенного реактора АЭС «Фукусима», где хранились, — обычное везение.

Небольшие возможности по регулированию мощности. АЭС нынешнего поколения «любят» работать с постоянной мощностью — по техническим причинам ее нельзя сильно регулировать в зависимости от спроса. Из-за этого периодически возникают излишки энергии. Технически ничто не мешает строить новые реакторы с учетом этой потребности, и в Турции планировали построить АЭС «Синоп» с реакторами Atmea 1, которые для этого пригодны. В итоге, к сожалению, расходы выросли с 3,5 до 10 млрд долларов за ГВт, и судьба проекта неясна. Намеренное понижение мощности реактора влечет и экономические последствия в виде снижения рентабельности. Атомную энергию можно было бы продавать по высокой цене в моменты простаивания ВИЭ, но может оказаться, что другие решения более эффективны.

Модернизация сегодня, устаревание завтра. Технический прогресс идет настолько быстро, что лучше инвестировать в инфраструктуру, которую просто заменить и модернизировать.

Большая и корпоративная. Атомная энергетика требует огромных инвестиций, из-за чего она имеет крупный и корпоративный характер. Замена крупных угольных станций крупными атомными означает сохранение больших денег в руках небольшого количества лиц. Польские власти рассматривают только крупномасштабные проекты, а независимым инвесторам, которые могут навредить монополиям, вставляют палки в колеса. ВИЭ и энергоэффективность требуют меньших средств, компетенций и разрешений, они доступны индивидуальным инвесторам и локальной общественности.

Философский вопрос. Если найти большой и дешевый источник энергии, но не изменить подход, то люди продолжат накачивать природу вредными веществами, занимать новые территории, уничтожать виды и идти к собственному концу. Каким-то чудом сбежав в космос, люди продолжат заниматься этим и в других мирах, превратившись в марсиан из «Войны миров».

Побочные выгоды децентрализации энергосистемы

Просумент не щелкает выключателем бездумно, а, максимизируя свою прибыль, использует энергию сознательно, оптимизирует ее использование, приспосабливает его к ценам (и спросу), устанавливает собственные источники энергии. «Умная» сеть помогает балансировать энергопотребление и стимулирует развитие инноваций, сознательности и вдумчивости у потребителей. Атомная энергетика — противоположность всего этого: люди думают, что энергия просто есть в розетке. Особенно энергетическая трансформация в направлении ВИЭ скажется на деревне — сейчас деньги за топливо и электроэнергию текут оттуда мощным потоком, а в новой системе именно там будут находиться ВЭС и СЭС, именно сельская местность будет источником биогаза. Были времена, когда строились штучные большие компьютеры, а сейчас наряду с крупными машинами есть миллионы серверов и миллиарды малых компьютеров, работающих друг с другом. Примерно так нынешняя крупная централизованная энергетика может смениться энергетическим интернетом с важной или доминирующей ролью распределенной энергетики. Распределенная и диверсифицированная энергетика сильно повышает безопасность поставок, исключая крупномасштабные аварии любого рода. По мнению специалистов, польскую энергосистему можно на месяцы «опрокинуть» несколькими выстрелами по определенным изоляторам на ЛЭП или трансформаторам, либо взломом системы управления крупными станциями. Об этом знают и эксперты, и иностранные разведки. Распределенная же система подобна интернету, в свое время спроектированному устойчивым к атакам на его сегменты, и в ней блэкаут не произойдет.

А теперь о Китае

Список стран, отказывающихся от атомной энергетики, велик. Крупные атомные программы реализуют лишь Россия, Индия и, прежде всего, Китай. Скорее всего, именно судьба программы последнего решит будущее технологии. Китай может строить до 10-12 энергоблоков в год, и, хотя начатые в прошлые годы проекты продолжаются, с 2016 года ни одна стройка не началась. Хотя официально власти заявляют о желании развивать атомную энергетику, неофициально из-за высоких расходов и опасений общества есть сомнения. После аварии в Фукусиме Пекин в шоке смотрел на то, как крупнейший концерн одной из самых развитых стран не смог предотвратить расплавление активных зон реакторов. В Китае в подобном случае под сомнение поставят компетентность партии и правительства. Китай принял безопасность близко к сердцу, но новые реакторы поколения «3+» с улучшенными средствами безопасности (EPR и AP1000) подорожали вдвое. Китай разрабатывает собственную конструкцию реактора Hualong-1, стоимость которого должна составлять 2,5 млрд долларов/ГВт. Его финальная стоимость и конкурентоспособность будет иметь большое значение для будущего сектора. Работает Китай и над реакторами 4-го поколения разных типов, которые должны быть дешевле и безопаснее прежних, но пока что перелома нет — работы остаются на этапе научных исследований.

Малые реакторы?

Могут ли они быть дешевле и безопаснее? Абстрагируясь от того, что их нет на рынке, — вряд ли. Атомная энергетика не просто так пошла в направлении крупных конструкций большой мощности — это дает дешевую энергию. Малые реакторы могут быть дешевыми, но тогда встает вопрос безопасности, особенно возможности кражи радиоактивных материалов. Одну большую станцию защитить проще, чем сотни небольших реакторов, разбросанных по стране.

Атомный заповедник

С циничным прищуром можно заметить, что аварии на АЭС масштаба Чернобыля и Фукусимы создают обширные территории с радиоактивным загрязнением, уровень которого не убивает, но влияет на здоровье людей. Для животных исчезновение оттуда человека настолько выгодно, что с избытком компенсирует негативные последствия загрязнения.

Ядерная Польша

Среди потенциальных выгод для Польши упоминают возможность использования атомной программы для создания ядерного оружия, но его распространение в малых странах радикально повышает вероятность применения.

Потребность в энергии

Учитывая доминирующую роль ископаемого топлива в энергосистеме и его многочисленные преимущества, очевидно, что быстрая замена неизбежно превращается в серьезную проблему. Средний поляк использует 85 кВт-ч первичной энергии в день, из чего с пользой — около 40 кВт-ч. Потенциал возобновляемой энергетики в Польше составляет около 36 кВт-ч в день на человека — это амбициозная, но реальная цель. Увеличить этот показатель сложно, но с применением уже доступных технологий и с учетом рентабельности можно к 2050 году снизить энергопотребление на половину, до уровня 20 кВт-ч на человека в день. Это приведет к тому, что при электрификации обогрева, охлаждения и транспорта потребление нефти, газа и угля упадет до нуля.

Выводы

Атомная энергетика — ни черная, ни белая. Учитывая ее минусы, можно понять тех, кто высказывается против строительства АЭС в Польше. Учитывая последствия отсутствия охраны климата, можно понять и тех, кто добивается почти военной мобилизации общества для предотвращения катастрофы. Автор, будучи по образованию физиком-ядерщиком и участвуя в охране климата, считает, что необходимо быстро провести декарбонизацию энергетики с применением широкого спектра решений и технологий, включая атомную энергетику, но с учетом экономической выгоды для экономики и общества Польши. В настоящее время на рынке нет дешевых АЭС, хотя они и могут появиться в будущем. В странах с безопасными АЭС (как Германия) лучше было бы не останавливать их до окончания срока эксплуатации, вместо этого закрывая угольные. Строить же АЭС в Польше сейчас не надо — вместо этого необходимо инвестировать в повышение энергоэффективности и возобновляемую энергетику. Рост стоимости энергии при этом нужно компенсировать снижением налогов. Тогда к 30-м годам энергопотребление снизится, а доля ВИЭ в энергобалансе составит 60-70%, что будет эффективнее инвестиций в атомную энергетику. Будет создано много рабочих мест, а деньги останутся в Польше. В целом вся энергетика Польши может состоять из ВИЭ, но при очень большой доле биомассы (для стабилизации системы), что не очень полезно для окружающей среды. В 30-х года настанет момент, когда придется решить, где взять оставшиеся 20% энергии для удовлетворения спроса в период простоя ВЭС и СЭС, и именно здесь может появиться место для АЭС. Если на тот момент на рынке появятся проверенные, безопасные реакторы по разумной цене, их можно будет использовать для завершения энергобаланса. Конечно, за это время может оказаться, что атомная энергетика — ни единственное, ни лучшее решение. Могут появиться технологии хранения или перевода электроэнергии в другие формы, либо, как сегодня, будет выгоднее импортировать энергию — например, солнечную энергию в виде метана из теплых стран, или при помощи высокоэффективных ЛЭП постоянного тока передавать энергию из регионов, где она стоит копейки. Наконец, энергоемкое производство можно перенести в тропические регионы с комфортными условиями для получения пара с высокой температурой или получать энергию с орбитальных СЭС. Но, возможно, пришло время сменить приоритеты, перестать измерять прогресс уровнем потребления и начать — качеством жизни?

Автор: Марцин Попкевич

Источник: Biznesalert.pl