США відкинули малі модульні реактори у 1950-х. Україна покладає на них надії

Чи справді ММРи – панацея від українських енергетичних хвороб?

Нещодавно офіційно розпочалося спорудження першого в світі комерційного малого модульного реактора (ММР) у Китаї. Атомники покладають на цей проєкт великі надії. Вважають, що за малими реакторами майбутнє.

Наміри впровадити технології ММР звучать і в Україні. НАЕК "Енергоатом" ще у 2019 році підписала угоду про співпрацю з американською компанією Holtec International щодо розвитку та впровадження цієї технології в Україні. Торік у січні Мінекоенерго у "Концепції зеленого енергетичного переходу України до 2050 року" згадувало про використання ММРів замість енергоблоків, які вже відпрацювали свій проєктний термін експлуатації. А у День пам'яті Чорнобильської трагедії президент Володимир Зеленський зустрівся з директором Міжнародного агентства з атомної енергетики та зазначив, що Україна планує почати використання новітніх ядерних технологій, таких як ММР.

Чи справді ММРи — панацея від українських енергетичних хвороб? Давайте розбиратися.

Що ж таке ці малі модульні реактори? Малими їх називають через відносно низьку потужність — до 300 МВт, а модульними — оскільки конструкція складається з частин — "модулів". У теорії, на відміну від традиційних блоків, які фактично збираються на майданчику АЕС з окремих деталей, ці модулі мають масово вироблятися на фабриках.

За задумкою, їхній дизайн має дозволяти об'єднання декількох малих реакторів на одному майданчику, щоб краще задовольняти потреби споживачів у електроенергії. Але поки це лише експериментальна технологія, яка ще не дійшла до масштабного виробництва.

Концепція ММР зовсім не нова. Багато країн, що займалися розвитком атомної енергетики, будували малі реактори як прототипи для спорудження більших. Винятком стали Сполучені Штати Америки.

Ще у 1940-х у США було два проєкти, в яких розробляли малі реактори як самостійне джерело енергії. Перший — для забезпечення потреб армії — через 30 років згорнули. Другий передбачав розробку малих реакторів для цивільного використання. У 1950-х Атомна енергетична комісія США затвердила та профінансувала три проєкти: Янкі, Дрезден-І та, сумнозвісний через аварію з розплавом активної зони, Фермі-І.

Однак після цих проєктів американці за ММРи більше не бралися. Виявилося, що на спорудження одного реактора потужністю 1000 МВт потрібно значно менше матеріалів, менша земельна ділянка та кількість працівників, необхідних для її функціонування, ніж для 5 ММР по 200 МВт. Тобто ті надії, які сучасні атомники покладають на малі модульні реактори, виявилися марними ще понад пів століття тому.

Один із аргументів, якими атомники переконують у доцільності ММРів, – це те, що вони нібито будуть дешевшими за великі. Адже атомна енергетика вже зараз економічно недоцільна. Однак розрахунки показують, що найімовірніше малі реактори обійдуться ще дорожче.

За підрахунками професора теоретичної фізики університету Британської Колумбії М. В. Рамана, вартість спорудження одного модульного реактора потужністю 200 МВт складе 40% від вартості спорудження реактора потужністю 1000 МВт. Таким чином, 5 малих реакторів коштуватимуть удвічі дорожче за рівний їм за потужністю великий.

Прихильники ММРів стверджують, що спорудження таких реакторів більш економічно вигідне завдяки масовому фабричному виробництву складових. Проте є ряд перешкод у гонитві за конкурентоспроможність. Наприклад, процес навчання. Для впровадження нової технології необхідно витратити час на розробку, дослідження, тестування, оптимізацію тощо. Ці процеси значно здорожчують та вповільнюють виробництво. У статистиці, як науці, показник "втрат" під час розробки визначають через так звану швидкість навчання.

За підрахунками Принстонського університету, для того щоб електроенергія, згенерована ММРами, могла конкурувати у ціні з електрикою з реакторів більшої потужності, необхідно забезпечити виробництво більш ніж 700 малих реакторів на фабриці при швидкості навчання у 10% (це базовий показник для подібних розрахунків).

Якщо ж цей відсоток буде вдвічі меншим, то для випуску реактора, який зможе порівнятися у ціні з великим реактором, необхідно випустити аж 60 000 реакторів. І все це за умови, що випускатиметься лише один їхній тип. Тож в реальному житті буде дуже важко досягти співставності цін банально через відсутність попиту на таку кількість реакторів.

Крім того, у світі не збудовано жодного модульного реактора, а фабрик для випуску їхніх складових не існує. Тобто лишень для запуску їх виробництва потрібні колосальні вкладення, яких немає. У 2014 одна з найбільших атомних компаній-споруджувачів — американська Westinghouse — відмовилася від розвитку концепції ММРів через відсутність потенційних покупців та державної підтримки. Екс-СЕО компанії Денні Родерік сказав: "Проблема з ММРами не технологія, не реалізація, а відсутність покупців".

Прихильники технології говорять про вищу безпечність ММРів відносно інших атомних установок, апелюючи при цьому до малих розмірів реакторів та впровадження додаткових систем безпеки. Проте чи дійсно вони будуть набагато безпечніші за великі реактори?

Досвід показує, що навряд. Адже попри те, що у світі працювало приблизно у 6 разів менше ММРів, ніж великих реакторів, на одному з них — американському Фермі-І — у 1966 році вже відбулася аварія. Звісно, минуло вже пів століття і технології стали надійнішими, але повністю уникнути ризиків все ще неможливо. Крім того, можливість з'єднувати кілька реакторів у блок спричиняє додатковий ризик, коли аварія на одному з блоків може призвести до аварій і на тих, що працюють з ним у зв'язці.

Існує ще одна загроза, яку можуть створити малі реактори – ризик розповсюдження ядерної зброї. Чим більше реакторів розповсюджується, тим важче міжнародному ядерному регулятору слідкувати за тим, чи дійсно вони використовуються лише у мирних цілях.

Малі реактори – це стара ідея, від якої відмовилися ще в минулому столітті. Вони мають ті ж проблеми, що й великі реактори: відсутність механізмів захоронення відпрацьованого ядерного палива, радіоактивних відходів та постійні ризики аварій. Атомники знову намагаються вдихнути в неї життя і почати черговий "атомний ренесанс". Проте від них, як і від їх "великих братів", доцільніше відмовлятися. Тим паче зараз, коли вже давно існують безпечніші та дешевші альтернативи.

Олександра Заїка, для Gazeta.ua