Рассмотрение необходимости перехода на технологии быстрых реакторов и замкнутого топливного цикла. Изучение положений разрабатываемой в Росатоме стратегии развития атомной энергетики. Акцент на скорейшей коммерциализации технологий натриевых реакторов.
Аннотация к работе
Стратегия развития атомной энергетики РоссииАтомный энергетический комплекс (АЭК) - один из немногих комплексов страны, который обладает значительным потенциалом в решении задачи по модернизации энергетики и экономики. В связи с необходимостью повышения роли АЭ в решении макроэкономических проблем страны возникают вопросы, связанные с поиском путей развития технологической базы АЭК.Энергообеспечение устойчивого развития страны и мира в целом представляется одной из важнейших задач, в решении которых АЭ могла бы сыграть важную роль. Решение этой задачи многим видится на пути существенного увеличения суммарной доли неорганического топлива (атомная энергия, ГЭС, возобновляемые источники энергии) в общей структуре энергопотребления. По оценкам МАГАТЭ (2009) ожидается, что к 2030 году суммарная мощность АЭС в мире возрастет до 500-800 ГВТ (э), хотя доля атомной электроэнергии в общем балансе может и несколько снизиться. В рамках принятой энергетической стратегии России (ЕС-2030) перед АЭК стоит задача по увеличению этой доли до 19 - 20% к 2030 году. Возможность достижения такого уровня развития АЭ на базе технологий тепловых реакторов и открытого ядерного уранового топливного цикла уже представляется весьма сложным изза накопления значительных объемов ОЯТ и несоответствия имеющейся сырьевой базы.С самого начала становления мирного атома в США и СССР были выдвинуты идеи по АЭ на быстрых реакторах (БР) с замкнутым топливным циклом (ЗТЦ). Замыкание топливного цикла АЭ на БР позволяет также минимизировать накопление ОЯТ в АЭ и найти пути оптимального обращения с различными высокоактивными отходами, отличающимися длительными периодами полураспада. Многие индустриальные страны имели в 60-80-е годы национальные программы по созданию таких технологий БР и ЗТЦ. В технологической области перед каждой страной стояли сложнейшие задачи: выбрать, разработать и довести до коммерческого уровня использования три взаимоувязанные технологии: 1) АЭС с БР; 2) Производство смешанного уран-плутониевого топлива; 3) Переработка ОЯТ для извлечения плутония и компактирования отходов. В нашей стране разработаны и продемонстрированы на опытно-промышленном и экспериментальном уровнях соответственно технологии замкнутого топливного цикла: •водная технология переработки ОЯТ реакторов ВВЭР-440 и БН-600 на заводе РТ-1;Разработка стратегии развития АЭ включает в себя определение целей развития АЭ, задач и приоритетов в освоении технологий, позволяющих наиболее эффективно и с минимальными рисками решать поставленные задачи. быстрый реактор атомный коммерциализация При разработке предыдущего варианта стратегии долгосрочного развития АЭ (2000 г.) использовался подход, который можно охарактеризовать как «идеализированный». •развитие только тех технологий, которые удовлетворяли идеалистическим требованиям. В результате применения такого подхода в качестве базовых технологий для развития были выбраны непроверенные технологии, существовавшие на уровне концептуальных разработок: БР со свинцовым теплоносителем; нитридное топливо и пирохимическая переработка ОЯТ. Реализация такого «идеализированного» подхода на практике оказалась затруднительной: •изза риска нереализуемости или экономической нецелесообразности реализации выбранных технологий;Сравнительный анализ различных технологий БР и ЗТЦ показал, что только по одной технологической системе может быть принято решение о коммерциализации. Это ядерно-энергетическая система «БН(МОКС)», состоящая из успешно продемонстрированных технологий БР с натриевым теплоносителем, таблеточного МОКС топлива и водной переработки ОЯТ. Анализ показывает что ЯЭС «БН(МОКС)» может быть доведена до коммерческого уровня в период до 2030 г. Для коммерциализации системы БН(МОКС) потребуется: •до 2020 года запустить и обеспечить надежную эксплуатацию БН-800, а затем БН-К на МОКС топливе; •до 2030 ввести малую серию БН-К с опытно-промышленной инфраструктурой ЗТЦ, включающей в себя завод РТ-2 по переработке ОЯТ ТР и БН и производство МОКС топлива для БН. По предварительным оценкам, при достижении приемлемых показателей в области экономики и безопасности система БН(МОКС) может оказать значимый вклад в решение системных проблем страны и АЭК: •мощность АЭ России при необходимости может быть увеличена до 100 и более ГВТ(э);Новая технологическая платформа на базе технологий быстрых реакторов и замкнутого цикла может стать одним из ключевых ответов на вызовы, связанные с необходимостью модернизации экономики и изменения экспортной структуры страны.