Україна будуватиме нові ядерні енергоблоки: як це змінить енергосистему країни

Автор

Валерій Моісєєв

Російські ракетні удари та окупація частини території країни призвели до того, що в енергосистемі України утворився великий дефіцит генерувальних потужностей. Фахівці оцінюють його у 5 – 7 ГВт, що становить щонайменше 10% загальної потужності всіх українських електростанцій. Але якщо стільки електроенергії не вистачає для задоволення потреб в умовах війни, то на початку відновлення країни дефіцит може зрости в рази. Одним із варіантів його зниження може стати будівництво нових енергоблоків на наявних АЕС.

Нещодавно Кабмін вирішив розпочати будівництво двох енергоблоків за технологією Westinghouse. розповідає, чому уряд вибрав саме цього партнера та що відрізняє запропоновану ним технологію.

Які ядерні енергоблоки будуватимуть в Україні

Уряд ухвалив рішення щодо початку будівництва енергоблоків АР1000 за технологією американської компанії Westinghouse на майданчику Хмельницької АЕС, повідомив 20 січня міністр енергетики Герман Галущенко. Раніше йшлося про те, що загалом енергоблоків може бути дев'ять.

Але до будівництва справа дійде нескоро. Спочатку потрібно розробити техніко-економічне обґрунтування будівництва, сертифікувати технології в Україні та ухвалити закон, необхідний для реалізації проєкту.

За словами міністра, проєкт реалізовуватимуть коштом «Енергоатому» та кредитів, які отримає американська компанія. Галущенко назвав вартість будівництва одного такого енергоблока – $5 млрд, зазначивши, що обидва блоки будуватимуть паралельно, оскільки це економічно вигідніше. За його прогнозами, будівництво може бути завершено 2032 року.

Перший енергоблок Хмельницької АЕС було підключено до мережі 1987 року. Роботи на трьох інших було зупинено в 1990 році. Потім вони відновилися на другому блоці — його підключили до мережі у 2004 році, але блоки №3 і №4 залишаються незавершеними. На них і мають намір встановити AP1000. Пізніше на ХАЕС планують збудувати ще два блоки з американськими реакторами.

Хмельницька АЕС

Чому для будівництва ядерних енергоблоків обрали компанію Westinghouse

Побудовані за радянськими технологіями українські реактори запустили ще за часів СРСР. Спадкоємцем радянського конструкторського та виробничого потенціалу у сфері ядерної енергетики майже на 100% став «Росатом». Ця держкомпанія зараз створює нові конструкції реакторів, веде будівництво енергоблоків у низці країн, але співпраця України з нею є неможливою.

Постачальників ядерних енергетичних технологій у світі небагато. Якщо говорити про великі або класичні реактори, то переважно це США, Росія, Китай і Франція.

Україна вже кілька років співпрацює з Westinghouse, купуючи в неї паливо для своїх реакторів. Спочатку ці постачання замінювали лише частину палива, що купувалося в «Росатому», але після початку повномасштабної війни від закупівель у Росії відмовилися повністю. Очевидно, це й стало головним аргументом під час вибору партнера для будівництва блоків.

31 серпня 2021 року керівник «Енергоатому» та президент і головний виконавчий директор «Вестингауз Електрик» підписали меморандум про співпрацю, який передбачав розміщення на українських АЕС реакторів AP1000.

У серпні 2022 року розпочалося стажування українських вчених-ядерників у США, у рамках якого приблизно 60 фахівців і випускників вишів вивчатимуть технологію AP1000.

Енергоблок із реактором AP1000

Що відрізняє ядерний реактор AP1000 від конкурентів

За конструкцією AP1000 є водо-водяним енергетичним реактором (ВВЕР або PWR – за міжнародною класифікацією) з електричною потужністю енергоблока 1,1 ГВт. Це перший реактор для АЕС покоління III+, який отримав сертифікат Комісії США з ядерного регулювання (NRC).

Автори проєкту заявляють, що AP1000 є найдешевшим з-поміж реакторів третього покоління, оскільки в ньому широко використовують наявні технології. У його конструкції на 35 – 80% зменшили кількість різних компонентів: труб, кабелів і електропривідної арматури. Також йдеться, що AP1000 займає меншу площу, ніж більшість подібних реакторів, тому для будівництва енергоблока потрібно приблизно вп'ятеро менше бетону та арматури.

За заявою NRC, АЕС, що використовують AP1000, мають набагато вищу безпеку, ніж більшість інших ядерних електростанцій. Наприклад, електричні системи, необхідні для ініціювання систем пасивної безпеки, не залежать від зовнішнього електроживлення, а клапани системи охолодження не потребують гідравліки або пневматики.

Розрахунковий строк служби реактора – 60 років.

У 2008 році Китай розпочав будівництво чотирьох блоків за проєктом AP1000: по два на двох АЕС. Субпідрядником виступила китайська держкорпорація SNPTC.

У грудні 2011 року NRC схвалила використання чотирьох реакторів AP1000 у США на двох АЕС. Будівництво енергоблоків розпочалося у 2013 році. У 2017 році, після підрахунку витрат на будівництво блоків, один із замовників відмовився від проєкту.

Блоки в Китаї запустили у 2018 році, а в США – по одному у 2021 та 2022 роках. Від початку будівництва до пуску проходило 8 — 9 років.

Скільки загалом у світі енергетичних реакторів

Зараз у 32 країнах експлуатуються 440 ядерних реакторів (енергоблоків) загальною електричною потужністю 394 ГВт. Ще 54 блоки перебувають на стадії будівництва, а 201 блок закрили.

Найпоширенішими у світі є водо-водяні (62%) та киплячі (20%) реактори.

Розподіл енергоблоків, що діють, по країнах

Розподіл енергоблоків, що діють, за типами реакторів

Найстарішим у світі комерційним енергоблоком, що працює, є перший блок АЕС Бецнау (Швейцарія, 365 МВт, пуск 1969 рік).

Найстарішим ядерним реактором, що постачає електроенергію в комерційну мережу, є дослідний реактор ВК-50 (Росія, 50 МВт, запуск 1965 рік).

Найпотужніший у світі тип енергоблоків – EPR. Перший блок цього типу запрацював у Китаї у 2018 році: теплова потужність — 4590 МВт, електрична потужність, що віддається в мережу, — 1660 МВт.

Найбільша у світі АЕС – японська Касівадзакі-Каріва (7 блоків загальною потужністю 8 212 МВт). Однак після аварії на АЕС Фукусіма у 2011 році станцію зупинили. Найбільшою АЕС, що працює, у 2021 році стала Тяньванська АЕС у Китаї потужністю 6608 МВт, 6 енергоблоків.

Розподіл реакторів у світі за роками їх експлуатації

Які є типи ядерних реакторів

Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ) використовує таку класифікацію типів енергетичних ядерних реакторів відповідно до матеріалів теплоносія та сповільнювача, що використовуються в них:

PWR — реактор із водою під тиском, у якому вода є й теплоносієм, і сповільнювачем;
BWR — киплячий реактор, у якому, на відміну від PWR, утворення пари, що подається на турбіни, відбувається безпосередньо в реакторі;
FBR — реактор-розмножувач на швидких нейтронах, що не вимагає наявності сповільнювача;
GCR — газоохолоджуваний реактор;
LWGR – графітоводний реактор. Такими були реактори РБМК на Чорнобильській АЕС;
PHWR – важководний реактор

тощо.