США отвергли малые модульные реакторы в 1950-х. Украина возлагает на них надежды

Действительно ли ММР – панацея от украинских энергетических болезней?

Недавно официально началось сооружение первого в мире коммерческого малого модульного реактора (ММР) в Китае. Атомщики возлагают на этот проект большие надежды. Считают, что за малыми реакторами будущее.

Намерения внедрить технологии ММР звучат и в Украине. НАЭК "Энергоатом" еще в 2019 году подписала соглашение о сотрудничестве с американской компанией Holtec International по развитию и внедрению этой технологии в Украине. В прошлом году в январе Минекоенерго в "Концепции зеленого энергетического перехода Украины до 2050 года" вспоминал об использовании ММРов вместо энергоблоков, которые уже отработали свой проектный срок эксплуатации. А в День памяти Чернобыльской трагедии президент Владимир Зеленский встретился с директором Международного агентства по атомной энергетике и отметил, что Украина планирует начать использование новейших ядерных технологий, таких как ММР.

Действительно ли ММР - панацея от украинских энергетических болезней? Давайте разбираться.

Что же такое эти малые модульные реакторы? Малыми их называют из-за относительно низкой мощности - до 300 МВт, а модульными - поскольку конструкция состоит из частей - "модулей". В теории, в отличие от традиционных блоков, которые фактически собираются на площадке АЭС из отдельных деталей, эти модули должны массово производиться на фабриках.

По замыслу, их дизайн должен позволять объединения нескольких малых реакторов на одной площадке, чтобы лучше удовлетворять потребности потребителей в электроэнергии. Но пока это лишь экспериментальная технология, которая еще не дошла до масштабного производства.

Концепция ММР совсем не новая. Многие страны, занимались развитием атомной энергетики, строили малые реакторы как прототипы для сооружения крупных. Исключением стали Соединенные Штаты Америки.

Еще в 1940-х в США было два проекта, в которых разрабатывали малые реакторы как самостоятельный источник энергии. Первый - для обеспечения нужд армии - через 30 лет свернули. Второй предусматривал разработку малых реакторов для гражданского использования. В 1950-х Атомная энергетическая комиссия США утвердила и профинансировала три проекты: Янки, Дрезден-І и, печально известный из-за аварии с расплавом активной зоны, Ферми-І.

Однако после этих проектов американцы за ММР больше не брались. Оказалось, что на строительство одного реактора мощностью 1000 МВт требуется значительно меньше материалов, меньший земельный участок и количество работников, необходимых для ее функционирования, чем для 5 ММР по 200 МВт. То есть те надежды, которые современные атомщики возлагают на малые модульные реакторы, оказались напрасными еще более полвека назад.

Один из аргументов, которыми атомщики утверждают в целесообразности ММР, - это то, что они якобы будут дешевле за большие. Ведь атомная энергетика уже сейчас экономически нецелесообразна. Однако расчеты показывают, что скорее всего малые реакторы обойдутся еще дороже.

По подсчетам профессора теоретической физики университета Британской Колумбии М.В. Рамана, стоимость строительства одного модульного реактора мощностью 200 МВт составит 40% от стоимости сооружения реактора мощностью 1000 МВт. Таким образом, 5 малых реакторов будут стоить вдвое дороже за равный им по мощности большой.

Сторонники ММР утверждают, что строительство таких реакторов более экономически выгодно благодаря массовому фабричному производству составляющих. Однако есть ряд препятствий в погоне за конкурентоспособность. Например, процесс обучения. Внедрения новой технологии необходимо потратить время на разработку, исследования, тестирование, оптимизацию и тому подобное. Эти процессы значительно удорожают и замедляют производство. В статистике, как науке, показатель "потерь" при разработке определяют через так называемую скорость обучения.

По подсчетам Принстонского университета, для того чтобы электроэнергия, сгенерированная ММР, могла конкурировать в цене с электричеством из реакторов большой мощности, необходимо обеспечить производство более 700 малых реакторов на фабрике при скорости обучения в 10% (это базовый показатель для подобных расчетов).

Если же этот процент будет вдвое меньше, то для выпуска реактора, который сможет сравниться в цене с большим реактором, необходимо выпустить до 60 000 реакторов. И все это при условии, что будет выпускаться только один их тип. Поэтому в реальной жизни будет очень трудно достичь сопоставимости цен банально из-за отсутствия спроса на такое количество реакторов.

Кроме того, в мире не построено ни одного модульного реактора, а фабрик для выпуска их составляющих не существует. То есть только для запуска их производства нужны колоссальные вложения, которых нет. В 2014 году одна из крупнейших атомных компаний-строитилей - американская Westinghouse - отказалась от развития концепции ММР из-за отсутствия потенциальных покупателей и государственной поддержки. Экс-СЕО компании Дэнни Родерик сказал: "Проблема с ММР не технология, не реализация, а отсутствие покупателей".

Сторонники технологии говорят о высшей безопасность ММР относительно других атомных установок, апеллируя при этом к малым размеров реакторов и внедрение дополнительных систем безопасности. Однако действительно ли они будут намного безопаснее чем большие реакторы?

Опыт показывает, что вряд ли. Ведь несмотря на то, что в мире работало примерно в 6 раз меньше ММР, чем больших реакторов, на одном из них - американском Ферми-І - в 1966 году уже произошла авария. Конечно, прошло уже полвека и технологии стали более надежными, но полностью избежать рисков все еще невозможно. Кроме того, возможность соединять несколько реакторов в блок вызывает дополнительный риск, когда авария на одном из блоков может привести к авариям и на работающих с ним в связке.

Существует еще одна угроза, которую могут создать малые реакторы - риск распространения ядерного оружия. Чем больше реакторов распространяется, тем труднее международному ядерному регулятору следить за тем, действительно ли они используются только в мирных целях.

Малые реакторы - это старая идея, от которой отказались еще в прошлом веке. Они имеют те же проблемы, что и большие реакторы: отсутствие механизмов захоронения отработанного ядерного топлива, радиоактивных отходов и постоянные риски аварий. Атомщики снова пытаются вдохнуть в нее жизнь и начать очередной "атомный ренессанс". Однако от них, как и от их "больших братьев", целесообразнее отказываться. Тем более сейчас, когда уже давно существуют безопасные и дешевые альтернативы.

Александра Заика, для Gazeta.ua