Перспективы атомной энергетики

Экологическая катастрофа в Мексиканском заливе, вызванная разливом нефти из скважины компании ВР весной 2010 г., в очередной раз продемонстрировала необходимость более активного использования энергетики, основанной на возобновляемых экологически безопасных источниках [1]. К таким источникам относятся энергия Солнца, биомассы, ветра, морских волн и течений, гидроэнергетика. Особую роль в диверсификации мировой энергетики может сыграть атомная энергия, которая не является возобновляемым источником. Но развитие технологий замкнутого ядерного топливного цикла может сделать атомную энергию в определенном смысле возобновляемой [2].

Сценарии развития мировой энергетики до 2030 г.

Дискуссии об альтернативных источниках энергии и атомной энергетике идут не первый год. Споры подогреваются лоббистскими усилиями представителей различных секторов энергетики. Это показала XV Конференция сторон Рамочной конвенции ООН по изменению климата в Копенгагене в 2009 г. Перед конференцией, которая, по распространенному мнению, завершилась провалом [3], была выражена обеспокоенность влиянием военно-промышленного комплекса, промышленности и энергетического сектора на политические институты и негосударственные организации, вовлеченные в обсуждение проблем энергетики и изменения климата [4].

Объективными условиями текущих дискуссий являются рост энергопотребления, высокие цены [5] и ограниченные запасы основного источника энергии - углеводородного сырья, а также ухудшение экологической ситуации. По оценкам Управления по энергетической информации Министерства энергетики США, мировое потребление энергии может вырасти со 149,0 млн. ГВт· в 2010 г. до 174,6 млн ГВт·ч в 2020 г. и 198,8 млн ГВт·ч в 2030 г., т. е. на 25,1%.

Ежегодный прирост энергопотребления может составить 1,5%. Самые высокие показатели ежегодного прироста энергопотребления с 2010 по 2030 гг. ожидаются в таких странах, как Китай (3,2%), Бразилия (2,6%) и Индия (2,5%) [6].

При этом согласно Базовому сценарию Международного энергетического агентства (МЭА) 2009 г., отражающему картину развития мировых энергетических рынков до 2030 г., в том случае, если правительства не изменят энергетическую политику, доминирующим первичным источником энергии во всем мире останется углеводородное топливо - уголь, газ и нефть. Последняя согласно этому сценарию сохранит главенствующее положение в балансе первичных энергоносителей, хотя ее доля снизится с 34% глобального спроса в 2008 г. до 30% в 2030 г. Вырастет мировой спрос на газ, уголь, возобновляемые источники энергии.

еобходимо подчеркнуть, что ограниченность углеводородного сырья не означает наступление энергетического голода в ближайшие столетия даже в случае реализации Базового сценария. Вместе с ростом энергопотребления увеличиваются и объемы оказанных запасов энергоресурсов. Так, с 1989 по 2009 гг. доказанные запасы нефти увеличились на 24,5% (с 1006 до 1333 млрд. баррелей). А с учетом нефтяных песков, коммерческое освоение которых - вопрос времени, современные запасы нефти составляют 1476 млрд. баррелей [7].

Еще больше, на 34,7%, увеличились доказанные запасы природного газа - с 122 до 187 трлн. куб. м [8].

Развитие технологий повышает привлекательность проектов по разработке месторождений, которые еще недавно считались нерентабельными или вовсе недоступными, например, месторождений сланцевого газа.

МЭА прогнозирует рост мощностей гидроэнергетики и атомной энергетики, хотя их доля в общемировом энергетическом балансе снизится. Так, доля атомной энергетики может уменьшиться с 14% (2010 г. [9]) до 10% (2030 г.). Базовый сценарий МЭА означает рост зависимости мировой экономики от углеводородного сырья, имеющий опасные последствия для климата и энергетической безопасности.

Объем антропогенных выбросов углекислого газа в атмосферу, вызывающих потепление климата, может возрасти с 28,8 гигатонн (Гт) в 2007 г. до 40,2 Гт в 2030 г., что будет означать значительный рост средней мировой температуры - на 6°С [10].

Это приведет к катастрофическим последствиям, включая резкое снижение урожайности (до одной трети в Африке), повышение уровня мирового океана, что создаст угрозу затопления Лондона, Шанхая, Нью-Йорка, Токио и других городов, и т. Д. [11].

Альтернативный сценарий МЭА, получивший название «Сценарий 450», предполагает коллективные усилия по снижению концентрации парниковых газов до уровня 450 частиц на миллион (ppm) эквивалента СО2, что будет означать достижение пика антропогенных выбросов СО2 в атмосферу в начале второй декады XXI в., после чего они должны будут снизиться до 26,4 Гт к 2030 г. Целью этого сценария является предотвращение роста температуры более чем на 2°С.

Реализация такого сценария возможна при сочетании политических и экономических инструментов (в частности инструментов рынка углеводородов), отраслевых соглашений, национальных программ, адаптированных к условиям конкретных стран и регионов. Повышение эффективности использования энергии и увеличение долей энергетики, основанной на возобновляемых источниках (до 37% производства электроэнергии в 2030 г.), и атомной энергетики (до 18%), развитие и внедрение энергосберегающих и экологически чистых технологий (в частности, технологий улавливания и захоронения углекислого газа) - таковы меры, без которых «Сценарий 450» неосуществим [12]. По оценкам МЭА, реализация этого сценария потребует инвестиций в размере 10,5 трлн. долл. в различные сферы экономики [13].

Международное агентство по атомной энергии также предлагает два варианта развития атомной энергетики. Первый из них предполагает уменьшение атомного сектора мировой энергетики с 14% (2010 г.) до 13% (2030 г.). Согласно второму варианту этот сектор увеличится до 16%. Причем по обоим вариантам возрастет объем производства электроэнергии на атомных электростанциях (АЭС) соответственно на 27% и на 53% [14].

Проблемы и решения «ядерного ренессанса»

Понятие «ядерного ренессанса» вошло в широкий обиход в начале XXI в. Оно характеризует возврат интереса к атомной энергетике под влиянием описанных выше факторов [15]. К примеру, в США такой возврат произошел после почти тридцатилетней паузы, во время которой не был построен ни один реактор. В настоящее же время в Соединенных Штатах строится 1 энергетический реактор (1,7% общемирового количества таких реакторов), запланировано 9 (6,0%) и предложены проекты 22 (6,4%).

Всего в мире (по данным на середину 201О г.) эксплуатируется 439 энергетических реакторов (табл. 1), строятся 59, запланировано 149, предложены проекты 344 [16].

Ввод в эксплуатацию строящихся и запланированных реакторов может привести в течение десяти лет к росту совокупной мощности атомных электростанций на 35% (с 370 ГВт в 2010 г. до 500 ГВт около 2020 г.) [17].

Однако остается открытым вопрос, сможет ли в ближайшие десятилетия атомная энергетика значительно увеличить свою долю в мировом энергетическом балансе. Х.-Х. Рагнер, глава секции планирования и экономических исследований МАГАТЭ, дает отрицательный ответ на этот вопрос. По его мнению, до 2030 г. нужно ждать сокращения доли атомной энергетики, что связано, в частности, с длительным периодом строительства ее объектов, нехваткой инженеров­ ядерщиков, сохранением в обществе страха ядерной катастрофы [18].

В исследовании Массачусетского технологического института 2009 г. подробно рассмотрены препятствия на пути «ядерного ренессанса». Они связаны с растущей стоимостью проектов в атомной энергетике, проблемами безопасности обращения с ядерными отходами и ядерного нераспространения [19]. Угрозы, сопряженные с атомной энергетикой, хорошо известны: выбросы радиоактивных веществ, облучение сотрудников персонала на АЭС и жителей близлежащих районов при авариях и сбоях в работе реакторов, утечках из хранилищ ядерных отходов; распространение ядерного оружия, чему могут способствовать достижения в области мирного атома, прежде всего в области ядерного топливного цикла [20] .

С точки зрения рыночных отношений атомная энергетика за первое десятилетие XXI в. не стала конкурентной по сравнению с углеводородной энергетикой, что объясняется высокими затратами на техническое обслуживание объектов (75% стоимости атомной электроэнергии против 6% и 22% газовой и угольной соответственно). Более того, за этот период стоимость строительства АЭС ежегодно росла на 15% (стоимость строительства объектов энергетики, использующей углеводородное сырье, также росла, но низкими темпами). Одним из факторов высокой стоимости объектов атомной энергетики являются высокие риски, с которым сталкиваются инвесторы: повсеместно распространена практика нарушений графика ядерных проектов и даже их замораживания.

Мировой финансовый кризис, разразившийся в 2008 г., негативно сказался на перспективах атомной энергетики. В условиях снижения мирового энергопотребления в 2009 г. (впервые с 1982 г.) [21] и популярной в период кризиса консервативной инвестиционной политики важная роль в развитии атомной энергетики принадлежит государству, которое может минимизировать риски инвестиций в соответствующие проекты.

Во многих странах сохраняется крайне осторожное отношение к атомной энергетике, прежде всего из-за угроз безопасности - ядерной, радиационной, экологической, а также угрозы ядерного распространения. Если не будут найдены адекватные ответы на эти угрозы на технологическом и политика-правовом уровнях, «ядерный ренессанс» может создать еще большие угрозы международной безопасности, чем нехватка энергии для мирового экономического роста. Недостаточная аварийная безопасность расширяющейся на все новые страны атомной энергетики может вызвать экологические катастрофы еще большего масштаба и социально-экономические издержки, превышающие эффект выброса парниковых газов. Передовые державы продемонстрировали это на своем опыте. Крупнейшие аварии на ядерных объектах произошли в 1957 г. (АЭС в Уиндскейле, Великобритания, и на ядерном комбинате «Маяк», СССР), 1964 г. (АЭС в Сен-Лоран дез О, Франция), 1979 г. (АЭС «Три-Майл Айленд», США), 1986 г. (Чернобыльская АЭС, СССР), 1989 г. (АЭС «Вандельос», Испания) и 1999 г. (завод по переработке ядерного топлива в Токаимуре, Япония). Авария на Чернобыльской АЭС стала катастрофой мирового масштаба, последствия которой полностью не ликвидированы до настоящего времени.

Для предотвращения таких последствий нынешнего режима нераспространения ядерного оружия и стандарты безопасности атомной энергетики недостаточно. Необходимы незамедлительные и радикальные меры по упрочению режима, механизмов и институтов ДНЯО во всей совокупности его положений (включая ст. VI), а также обширные дополнительные меры договорно-правового, финансово­экономического, административного и научно-технического характера для обеспечения приемлемого уровня безопасности атомной энергетики сегодня и завтра.

По мнению академика Н. Пономарева-Степного, вице-президента Российского научного центра «Курчатовский институт», к таким мерам, в частности, относятся: развитие международных центров ядерного топливного цикла; глобальный дистанционный мониторинг ядерных материалов; компьютерные системы учета и контроля во всех сферах заявленной ядерной деятельности в режиме реального времени; количественный анализ рисков распространения, включающий категорирование ядерных материалов и технологий, анализ объемов и потоков циркуляции опасных ядерных материалов во всех звеньях топливного цикла, сбор данных о количестве делящихся материалов в хранилищах; регулирование обращения с радиоактивными продуктами деления и актинидами с учетом опасности их использования террористами при создании грязной бомбы [22].

В связи с террористической угрозой должны быть значительно повышены стандарты безопасности любых ядерных объектов, которые могут представлять интерес для террористов: АЭС, предприятий ЯТЦ, хранилищ облученного ядерного топлива (ОЯТ), транспортных средств, предназначенных для перевозки ядерных материалов. Пример атаки на Баксанскую ГЭС (Россия) 21 июля 2010 г. продемонстрировал, что террористы переходят к акциям фактически массового уничтожения, поскольку ГЭС, тепловые электростанции и АЭС - это объекты, разрушение которых может привести к последствиям, сравнимым с применением ОМУ: возможно нанесение колоссального ущерба жизни мирных граждан [23].

Опасаясь ядерного терроризма, государства Запада и Россия вводят системы пограничного обнаружения провоза радиоактивных материалов. Однако контроль над транспортировкой ядерных материалов отсутствует в большинстве других стран, в том числе в несостоявшихся государствах, куда похищенные в пути следования ядерные материалы могут быть доставлены для сборки ядерных взрывных устройств. Таким образом, могут возникнуть новые уязвимые для вмешательства злоумышленников звенья в сети международного мирного ядерного сотрудничества, если меры учета, контроля и защиты транспортировки ядерных материалов не будут значительно ужесточены.

Атомная энергетика является незаменимым элементом долгосрочных мер по трансформации мировой энергетики, крайне необходимой для предотвращения ухудшения экологической ситуации, обеспечения равномерного развития мира, укрепления энергетической безопасности на национальном, региональном и глобальном уровнях. Такая трансформация возможна только в результате незамедлительных и согласованных действий всех государств. В области атомной энергетики международная кооперация, основанная на едином для всех порядке, должна быть направлена на решение следующих задач: повышение обязательных стандартов ядерной безопасности, укрепление режима ядерного нераспространения на технологическом и политико-правовом уровнях, обеспечение справедливых условий для всех ответственных государств, заинтересованных в атомной энергетики. Успешное решение этих задач совместными усилиями всего мирового сообщества и будет означать, что «ядерный ренессанс» наступил.

Примечания:

1. Obama cracks down on deepwater drilling // New Europe.- 2010.­ Мау 30-Jun. 5.- Р. 15.
2. Сравнение различных секторов мировой энергетики с экономической и экологической точек зрения, а также состояние атомной энергетики рассмотрено в предыдущей статье автора: Топычканов П. Дефицит энергоресурсов, потепление климата, перспективы атомной энергетики // Ядерное распространение: новые технологии, вооружения и договоры / Под. ред. А. Арбатова и В. Дворкина; Моек. Центр Карнеги.- М.: РОССПЭН, 2009.- С. 19-45 (http://carnegieendownment.orgjfilesjnuclear_proliferation_book.pdf).
3. Becker М., Seidler Ch. Failure Looming at Copenhagen Climate Summit // Spiegel.- 2009.- Dec. 16; Kanter J. E.U. Blames Others for 'Great Failure' on Climate // The New York Times. - 2009. - Dec. 22; Vidal J., Stratton А., Goldenberg S. Low Targets, goal dropped: Copenhagen ends in failure // The Guardian.- 2009.- Dec. 19.
4. Submission to the Copenhagen Conference on Climate Change: Time to Ве Bold / Global Compliance Research Project. - 2007. - Dec. Updated 2009. - Dec. 16. - Р. 12 (http://76.12.226.248jcccjwp-content juploadsj2009j11/climate-change-statement-November-26-2009.pdf).
5. В июле 2008 г. цена одного барреля нефти достигла рекордного уровня в 147 долл., после чего произошло резкое снижение до 35 долл.
6. International Energy Outlook 2009. - Washington: Energy Information Administration, 2010. - Р. 121.
7. Кваша М. Газовый комплекс // Review [приложение к газете «Коммерсантъ»]. - 2010. - 17 июня. - С. 13 (http://www.kommersant.ru /doc. aspx?DocsID=1390882).
8. ВР Statistical Review of World Energy June2010. - London: British Petroleum, 2010.- Р. 7, 23.
9. Energy, Electricity and Nuclear Power Estimates for the Period up to 2030.- Vienna: Intern. Atomic Energy Agency, 2009.- Р. 21.
10. World Energy Outlook: Основные положения: Russian Translation. - Paris: Intern. Energy Agency, 2009. - С. 7 (http:jjwww.worldenergyoutlook.org/docs/weo2009/WE02009_es_russian.pdf).
11. Stem N. The Economics of Climate Change / The National Archives //http://webarchive.nationalarchives.gov.uk/+/http://www.hm-treasury.gov.uk/d/Executive_Summary.pdf. - Р. 5
12. Подробнее о сценариях МЭА см.: World Energy Outlook...
13. Baker N. IEA's "450 Scenario" Outlines the Energy Actions Needed to Mitigate Climate Change // EnergyBoom.com. - 2009. - Nov. 12 (http://www. energyboom.corn/ernerging/ieas-450-scenario-outlines-energy-actions-needed­ mitigate-climate-change).
14. Energy, Electricity... - Р. 21.
15. См. интервью академика Е. Аврорина: Астахова А. Ядерный ренессанс// Итоги. - 2009. - 2 Марта. - N2 10 (664) (http://www.itogi.ru/nauka/2009/1О/137972.html).
16. World Nuclear Power Reactors & Uranium Requirements: 1 July 2010 / World Nuclear Association // http://www.world-nuclear.org/info/reactors.html. Под запланированными реакторами подразумеваются такие, на строительство которых уже дано разрешение властей и выделены бюджеты и площадки. Их ввод в эксплуатацию ожидается в течение восьми-десяти лет.
17. Nuclear Power in the World Today (March 2009) /World Nuclear Association // http://www.world-nuclear.org/info/inf01.html.
18. Nuclear power faces reduced share in global energy supply // Gulf Times. - 2007.-Jan. 14.
19. Update of the MIT 2003 Future of Nuclear Power: An Interdisciplinary MIT Study.- Cambridge: Massachusetts lnst. Of Technology, 2009.- Р. 3.
20. Le Monde diplomatique: Атлас 2010/ Перев.с франц. Ю. Гусевой, А. Зайцевой.- М.: Центр исслед. постиндустр. о-ва, 2010.- С. 100-101.
21. ВР Statistical Review of World Energy June 2010.- London: British Petroleum, 2010.- Р. 2.
22. Пономарев-Степной Н. Н. Повышение устойчивости к распространению в условиях ренессанса атомной энергетики: Доклад/ NATO-Russia Advanced Research Workshop. - Moscow, 27- 28 March 2008. - Slide 13.
23. Крецул Р. «Это новый этап террористической войны»: Член научного совета при Совете безопасности РФ прокомментировал теракт на Баксанской ГЭС // Взгляд. - 2010. - 21 июля (http://www.vz.ru/ society/2010/7/21/419761.html).