ТЕМА 10 Ситуация в области энергетики

ТЕМА 10 Ситуация в области энергетики : возвращение атомной энергии 1

Энергетика: Тормоз или локомотив развития экономики? Экономика Развитие Спрос Торможение Энергетика 2

3

4

СИТУАЦИЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ В МИРЕ Прогноз потребности в дополнительных генерирующих мощностях по регионам мира на 2030 г. 220 190 370 60 Европа 570 Россия и СНГ 300 130 Северная Америка Ближний Восток 8 0 270 30 Южная Азия 190 120 60 70 Южная Америка 70 2 0 Потребность в доп. мощности, ГВт 880 2 0 АТР Африка Южнее Сахары Масштаб технического износа, ГВт 5

ДИСБАЛАНС ТОПЛИВНЫХ КОРЗИН В МИРЕ Северная Америка Европа Россия и СНГ Ближний Восток Северная Африка АТР Южная и Центральная Америка Южная Азия Африка южнее Сахары Уголь Гидро Газ Развертывание атомной энергетики не имеет альтернативы как один из Нефть инструментов оптимизации топливно. Прочие энергетического баланса и условие экономического развития Атом 6

Что делать? Для решения проблемы неудовлетворенного спроса на энергию • Необходимо стимулировать и развивать все возможные источники энергии • Необходимо создать в мировой энергетике ядро, менее чувствительное к дестабилизирующим факторам экономической и политической обстановки • Из продвинутых энергетических технологий в наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет атомная энергия 7

Атомная энергетика • Обладает практически неограниченными ресурсами топлива • Это экологически чистый источник энергии • Она обеспечит производство электричества, тепла и водорода • Она эффективна и экономически доступна для регионов мира 8

Для решения проблем глобальной энергетической безопасности XXI века необходима принципиальная переоценка роли атомной энергетики: • рост масштаба и доли ядерных мощностей в электроэнергетике многих стран мира, • замещение органического топлива в промышленности и народном хозяйстве путем использования атомной энергии для технологических процессов и производства водорода • Изменение отношения политиков и общественного мнения к развитию ядерной энергетики 9

МАСШТАБ РЕНЕССАНСА 315 268 225 177 90 203 138 35 111 341 Россия и СНГ Европа Северная Америка 0 4 30 Ближний Восток Северная Африка 13 105 24 3 Южная Азия 27 206 75 4 Южная и Центральная Америка Установленная мощность АЭС, ГВт 2005 2020 2 9 15 АТР Африка южнее Сахары 2030 10

МАСШТАБЫ СТРОИТЕЛЬСТВА АЭС В МИРЕ ДО 2030 г. СО 2 и экология (энергокризис и необходимость СО 2 и экология оптимизации через развертывание атомной энергетики) – расчет, исходя из удержания содержания СО 2 в атмосфере на уровне 450 г: 500 ГВт новых энергоблоков. Дисбаланс топливной корзины (энергокризис, Дисбаланс топливной корзины необходимость оптимизации путем развертывания АЭС) – расчет, исходя из 25% доли АЭС в производстве: 11 900 ГВт (при удвоении потребления электроэнергии).

МАСШТАБЫ СТРОИТЕЛЬСТВА АЭС В МИРЕ ДО 2030 г. 12

Выработка АЭС электричества на душу населения (2006) 13

Число генераторов АЭС в мире Всего - 442 • • США 104 Франция 59 Япония 55 Россия 31 Ю. Корея 20 Германия 17 Финляндия 5 Другие страны 14

Март 2010 • в Париже состоялась международная конференция по доступу к мирному атому. • Организатор конференции Франция готова возглавить этот процесс, который по словам Николя Саркози уже получил название "ядерный ренессанс" 15

Франция • Занимает лидирующие позиции в ядерной энергетике - имеет 58 атомных реакторов — больше только у США. 80% французской электроэнергии производится на АЭС, в то время как в мире в целом статистика — в точности наоборот: 80% дают уголь, нефть и газ. 16

АЭС в США • Д. Буш 17 мая 2001 г. – план развития энергетики. Особенность – сильная поддержка ядерной энергетики • В апреле 2005 г. Д. Буш - ставка на АЭС позволит увеличить долю ЯЭ в выработке электроэнергии в США с 20% в 2003 г. до 30 -35% в 2020 г. • Б. Обама 27 января 2010 года поддержал развитие ядерной энергетики как источника экологически чистой энергии, говорил о строительстве нового поколения безопасных, экологически чистых АЭС • Первая АЭС после 1979 г. будет построена в 2015 г. 17

Увеличивающийся разрыв между сторонниками и противниками развития ядерной энергии в США (в % к числу опрошенных Источник: U. S. Public Opinion about Nuclear Energy. May 2005. National Survey by Bisconti Research, Inc. With NOP World (Formerly Roper. ASW). May 5 -9, 2005, p. 2. 18

Обзор 2009 г. • активно поддерживают атомную энергетику – более 60% • 36% против • Хотя процент поддерживающих в целом выше среди мужчин, лиц, окончивших колледж и старше 50 лет 19

Германия • Зависимость от российского газа - 47% • Однако все 17 АЭС должны быть закрыты к 2021 г. , но Меркель продлила их срок эксплуатации до середины 30 -х годов • к 2050 г. 80% потребляемой энергии в стране будут давать солнце, ветер и прочие возобновляемые источники • энергетические гиганты выделили 30 млрд. евро 20

Солнечная энергия в Германии • Самая большая из всех стран мира • Обеспечивает работой около 40, 000 раб. мест • Германия также самая большая из всех стран мира и в области ветряных генераторов Обеспечивает работой около 70, 000 раб. мест 21

АЭС в Великобритании • 10 ноября 2009 власти Великобритании обнародовали энергетический план, согласно которому к 2050 году в стране будут построены 10 АЭС • общие расходы на строительство АЭС составят 83, 5 млрд дол. • первая АЭС вступит в строй в 2018 г. К 2015 г. Великобритания закроет 8 электростанций, работающих на угле. • Каждая из АЭС сможет производить до 1, 6 гигаватт-часов, что достаточно для электроснабжения города, равного по величине Манчестеру. • Согласно плану, к 2025 году атомная энергетика будет обеспечивать 25% потребности Великобритании в электроэнергии. Для сравнения, сейчас этот показатель составляет 13%. 22

АЭС в Великобритании • Новые АЭС будут впервые полностью создаваться и обслуживаться компаниями частного сектора. Такого ранее никогда не было • в условиях непростой экономической ситуации в экономике и бюджетной сфере страны «новым подходом» британского коалиционного правительства станет «устранение барьеров в области регулирования, создание условий, в которых компании были бы готовы инвестировать без каких-либо субсидий со стороны государства» . • Новые АЭС будут строиться, обслуживаться и демонтироваться энергетическими компаниями частного сектора. • Государство будет обеспечивать должный уровень надежности, безопасности и природоохранного 23 регулирования

Шведы об использовании ядерной энергетики как источнике энергии (в % к числу опрошенных) Источник: Swedish Public Opinion on Nuclear Power. Department of Political Science. Göteborg University. June 2006, p. 2. 24

АЭС Армении • Первый энергоблок – 1976 • второй энергоблок - 1980 г. • В 1983 начаты работы по возведению третьего и четвертого энергоблоков • после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 все работы свернуты 25

АЭС Армении • Новая атомная станция в Армении будет готова к 2016 г. • строительства нового блока планируется начать в 2012 году • Участие России будет заключаться в поставках оборудования, что составит порядка 20% от стоимости всего проекта 26

Беларусь и АЭС • Почти 20 лет антиядерная позиция • 31 января 2008 г. Президент подписал постановление № 1 «О развитии атомной энергетики в Республике Беларусь» • Ввод в эксплуатацию первого блока в 2016 г. , второго – в 2018 • позволит удовлетворить около 25% потребности страны в электроэнергии и приведет к снижению ее себестоимости на 13% за счет сокращения затрат на топливо 27

должна ли Беларусь иметь собственную ядерную энергетику • да - 28, 3% в 2005 г. • да - 57% в 2010 г. 28

развивать Беларуси ядерную энергетику не нужно 46, 7% в 2005 г. • 19, 6% в 2010 г. • 29

Россия и АЭС • Президент и Премьер-министр провозгласили абсолютный приоритет атомной энергетики • Во время диалога с российским населением 3 декабря 2009 г. Премьер-министр заявил о намерении построить 30 -32 атомных энергоблоков за 10 лет. Практически эту же цифру он повторил при пуске второго энергоблока на Ростовской АЭС 30

Основополагающие (стратегические) документы долгосрочного развития атомной энергетики • • • Стратегия развития атомной энергетики России в первой половине XXI века, одобрена протоколом Правительства РФ от 25. 05. 2000 № 15 Энергетическая стратегия России на период до 2020 года, утверждена распоряжением Правительства РФ от 28. 08. 2003 № 1234 -р, в 2008 году подлежит пролонгации до 2030 года ФЦП «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007 -2010 годы и на перспективу до 2015 года» (ФЦП), утверждена постановлением Правительства РФ от 06. 10. 2006 № 605, подлежит корректировке в соответствии с Генеральной схемой Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года (Генеральная схема), одобрена распоряжением Правительства Российской Федерации от 22. 02. 2008 № 215 -р, подлежит корректировке раз в три года Энергетическая стратегия России, принята Правительством 13. 11. 2009 г. Стратегии социально-экономического развития и схемы территориального планирования субъектов РФ, разрабатываются субъектами РФ в соответствии с Градостроительным кодексом РФ 31

Атомная энергетика России 32

О доле атомной энергетики в энергобалансе России • «…нам нужно не только сохранить, • но и увеличить ее, во всяком случае, до уровня некоторых европейских стран, где она составляет 20 и более процентов» • В. В. Путин 33

Вывод: 3, 7 ГВт Центральная 4 Нижегород 4 Центральная 3 Тверская 4 ЮУральская 4 Нижегород 3 ЮУральская 2 ЮУральская 3 Центральная 2 Северская 1 ЛАЭС-2 3 Прим 2 Тверская 3 ЛАЭС-2 2 Ростов 3 Нижегород 2 НВАЭС 3 НВАЭС 4 -красной линией ограничено количество энергоблоков с гарантированным (ФЦП) финансированием (Северская АЭС заместила энергоблоки №№ 1 и 2 Курской АЭС-2) -синей линией обозначена обязательная программа ввода энергоблоков 34 ЛАЭС-2 4 НВАЭС-2 2 ЛАЭС-2 1 Центральная 1 Белоярка 4 БН-800 Калинин 4 достройка Курск 5 достройка Ростов 2 достройка (дополнительная программа) НВАЭС-2 1 Плюс 6, 8 ГВт – Северская 2 (обязательная программа) Тверская 2 Ввод: 32, 1 ГВт ЮУральская 1 427 Тверская 1 384 Прим 1 Кола-2 2 Кола-2 3 Кола-2 4 Нижегород 1 57, 4 Ростов 4 51, 6 НВАЭС-2 3 Обязательная Дополнительная программа ИТОГО к 2020 году: Установленная мощность АЭС, ГВт Энерговыработка, ТВт. ч НВАЭС-2 4 Последовательность ввода энергоблоков по Генеральной схеме Кола 2 ЛАЭС 1 Кола 1 ЛАЭС 2 34 ФГУП концерн «Росэнергоатом»

СИБИРЬ/ДАЛЬНИЙ ВОСТОК ЯКУТИЯ: ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ: Сибирский химический Комбинат (СХК) СЕВЕРСКАЯ АЭС Урановое месторождение «ЭЛЬКОН» «ПАТЭС» (Плавучие АЭС) ЧУКОТКА, КАМЧАТКА: БИЛИБИНСКАЯ АЭС «ПАТЭС» (Плавучие АЭС) КРАСНОЯРСКИЙ КРАЙ: Горно-химический Комбинат (ГХК) ПО Электрохимический завод (ЭХЗ) ПРИМОРСКИЙ КРАЙ: ПРИМОРСКАЯ АЭС ИРКУТСКАЯ ОБЛАСТЬ: Ангарский электролизный химический комбинат (АЭХК) «ДАЛЬРАО» (Региональный центр обращения с РАО и ОЯТ на базе инфраструктуры обращения с РАО АПЛ ТОФ) 35

Отличать поражение от победы Открытое письмо гендиректору ГК "Росатом" • Разорительная для страны стоимость строительства. • Беспрецедентный для атомной отрасли уровень коррупции. • Длительный срок строительства атомных энергоблоков • Отсутствие достаточного количества квалифицированных строителей. Безответственность руководства концерна «Росэнергоатом» и контролирующих организаций • Необеспеченность безопасности при эксплуатации АЭС. • Низкая экономическая эффективность российских АЭС по сравнению с зарубежными. 36

Отличать поражение от победы Открытое письмо гендиректору ГК "Росатом" • Губительная политика взаимодействия Росатома с производителями основного оборудования АЭС в России, • Просчеты в кадровой политике • Регрессивная научно-техническая политика • Нерешенные проблемы сооружения АЭС внутри страны ограничивают возможности экспансии на внешний рынок. • Несбалансированность заявленных планов строительства энергоблоков и топливообеспечения. • Отсутствие независимой и квалифицированной экспертизы 37

Стр. 38 Исследовательская группа ЦИРКОН Общественное мнение об атомной энергетике: состояние и перспективы изменения Некоторые результаты социологических исследований 26. 08 38 Стр. 38

68% американцев одобряют использования ядерной энергии (Bisconti Recearch Inc. , март 2006 г. ) 39 Стр. 39

Конфигурация регионов по отношению к атомной энергетике и АЭС (2007) 40 Стр. 40

41

42

43

К 2050 году может потребоваться 50 -100 энергокомплексов с ВТГР Факторы формирования «водородной экономики» : Сокращение запасов и удорожание углеводородного топлива в мире Снижения опасности «парникового эффекта» за счет использования в качестве топлива водорода Повышение энергетической безопасности странпотребителей углеводородов Мировое производство водорода, млн. тонн 800 50 2006 Крупномасштабное производство водорода на атомных энерготехнологических комплексах Рост потребности водорода в промышленности Производство водорода из органического сырья и воды Использование водорода в той или иной химической форме для аккумулирования энергии 2100 Нетоксичность водорода Использование водородных топливных элементов в автомобильном транспорте. Ожидаемые потребности в водороде к 2050 г. могут быть обеспечены сооружением 44 50 -100 4 -х блочных АЭТС с ВТГР с производительностью 25 -50 млн. т водорода в год для России и внешнего рынка

Потенциальная доля замещения органического топлива в промышленности ВТГРами ~ 25% Потребности промышленности в тепле Потенциальная доля ВТГР - 45

Технологии и области применения ВТГР Электричество и коммунальное тепло Микротопливо с покрытием TRISO (в том числе для регионов) Реактор БПЭ Оружейный плутоний Высокопотенциально е тепло: Нефтепереработка Реактор Отработанное топливо ВВЭР ВПТО Газодувка Графитовый блок с топливными компактами Прямое восстановление железа Производство аммиака и метанола Производство этилена и нефтепродуктов Водород Рu, U-Pu, U-Th, Низкообогащенный U Модульный гелиевый реактор (МГР) Реактор ВПТО Газодувка 46

Проблемы энергетики России • Ускорившийся рост экономики потребовал увеличения темпов роста ЭЭ; • Преимущественное использование природного газа (более 75% в топливном балансе ТЭС); • Основная доля традиционных энергетических ресурсов России расположена за Уралом, а большая часть потребителей в Европейской части страны. 47

Электроэнергетика России до 2100 г. млрд. КВт час Состояние 2100 года АЭ – не электр. эквивалент Горизонт стратегии 250 млн. т нефти Экстраполяция «Генеральной схемы…» . Доля АЭ в ЭЭ = 80%. 45 -50% 25 -30% 48

Приоритетные задачи развития АЭ. 1. Обеспечение доли атомной электроэнергии 25 -30% к 2030 г. и 45– 50% к 2050 г. от общего объема выработки электроэнергии. 2. Развитие неэлектрической компоненты использования ядерной энергии в перспективе после 2030 года для производства искусственного моторного топлива и водорода в объеме около 30% современных потребностей. 3. Формирование замкнутого топливного цикла атомной энергетики на основе быстрых реакторов с расширенным воспроизводством топлива, обеспечивая принципиальное решение проблемы топливных ресурсов на практически неограниченное будущее. 4. Создание системы обращения с радиоактивными отходами, обеспечивающей их надежную изоляцию, и промышленных технологий выведения объектов АЭПК из эксплуатации. 5. Решение задач в секторе выбранных приоритетных направлений должно обеспечить конкурентоспособность отечественных технологий на мировом рынке. (20% мирового рынка) 49

Этапы и направления развития • Наращивание атомных мощностей на основе усовершенствования освоенных технологий ВВЭР. • Ввод в систему атомной энергетики быстрых реакторов с расширенным воспроизводством топлива. • Внедрение атомных мощностей в производство водорода, в энергоемкие отрасли промышленности и в коммунальный сектор. • Замкнутый топливный цикл. 50

51

Сценарные варианты развития АЭ ВВЭР+БРЕСТ ВВЭР+БН ВВЭР-s +БР-s+ВТГР 52

Варианты сценариев 1. открытый цикл – ВВЭР 2. замкнутый цикл по U-235 – ВВЭР 3. замкнутый цикл по U-235 и Pu – ВВЭР 4. замкнутый цикл –ВВЭР + БРЕСТ- Pu, (внешний цикл 1 год) 5. замкнутый цикл –ВВЭР + БРЕСТ- Pu + БРЕСТ- U (внешний цикл 1 год) 6. замкнутый цикл –ВВЭР + БН-1200 7. замкнутый цикл –ВВЭР + БН-900 М 8. замкнутый цикл –ВВЭР + БР-s (начало ввода 2025 год) 9. замкнутый цикл –ВВЭР + БР-s + ВВЭР-s (начало ввода 2020 год) 10. замкнутый цикл –ВВЭР + БР-s + ВВЭР-s (начало ввода 2020 год)+. ВТГР 11. замкнутый цикл (+ U-235) –ВВЭР + БР-s + ВВЭР-s (начало ввода 2020 год)+. ВТГР 53

Основные характеристики реакторов по топливоиспользованию*). Реактор Удельный расход природного урана т/ГВт Удельная наработка плутония кг/ГВт год ВВЭР-М 170 135 219 ВТГР Удельная избыточная наработка плутония, кг/ГВт год 245 ВВЭР-S Удельная стартовая загрузка плутония (по делящимся изотопам), т/ГВт 140 ВВЭР-мох 711 2. 7 БН-1200 4. 17 145 БН-900 М 2. 85 203 БРЕСТ 5. 0 56 БРЕСТ-U БР-S 1610 (старт. загр. ) 50 2. 83 345 *) все данные приведены для КИУМ=1 и содержании U-235 в отвале =0. 15%. 54

55

Стратегические этапы развития АЭ, ГВт 2030 -2050 56

Взгляд за горизонт, ГВт 2050 и дальше 57

Основные параметры топливного цикла 2025 год - Завод по переработке ОЯТ (РТ-2) мощностью 1500 т. ОЯТ/год 2100 год - объем переработки 14000 тонн ОЯТ/год Максимальный объем добычи природного урана 20 тыс. тонн/ год (2060 -2080 годы) Максимальная объем ЕРР 25 тыс. т ЕРР/год (2060 -2080 годы) Время внешнего цикла к 2030 году 3 года Расход природного урана до 2100 года 1. 5 млн. тонн 58

Минимальная величина тарифа на электроэнергию для самофинансирования АЭ (базовый вариант). 59

Факторы риска (требуется до 2030 года) Увеличить добычу природного урана 6 -7 раз Увеличить производство реакторов 5 -6 раз Увеличить мощность по переработке ОЯТ 10 -30 раз Разработать ВВЭР с удельным расходом урана 135 т/ ГВт год Разработать БР с избыточной наработкой 270 кг/ГВт год топлива Разработать технологию переработки ОЯТ 3 года с временем внешнего цикла 60

Факторы риска • Отставание или ограничение темпов развития и масштаба ресурсной базы. • Отставание материаловедческой и машиностроительной базы. • Задержки в развитии инновационных технологий по производству ядерного топлива, переработке ОЯТ, замыканию ЯТЦ и обращению с РАО. • Отставание в разработке инновационных технологий реакторов ВВЭР с улучшенными показателями использования топлива. • Отставание в разработке инновационных проектов быстрых реакторов, обеспечивающих уровень воспроизводства топлива, необходимый для полного замыкания топливного цикла. • Отставание в разработке технологий использования высокотемпературных реакторов для энерготехнологического применения. 61

Компенсация рисков • Отставание ресурсной базы урана компенсируется сокращением экспорта и более энергичным развитием бридеров. • Задержка переработки ОЯТ - компенсируется увеличение доли ВВЭР с более глубоким выгоранием топлива. • Задержка с развитием бридеров компенсируется увеличением доли ВВЭР 62

Внешний рынок, международные альянсы и система международных отношений • Внешний рынок (экспорт и импорт); • Научно-техническое сотрудничество; • Международное сотрудничество по обеспечению безопасности и режима нераспространения. Выполнение международных обязательств. 63

64

Содержательно-целевые этапы стратегии 2008 -2020 Ресурсно - Инвестиционный этап Развитие ресурсной базы, промышленной и строительной инфраструктуры, завершение формирования институциональной базы 2020 -2030 Инвестиционно-Инновационный этап Освоение и внедрение инновационных технологий, замкнутый топливный цикл, быстрые реакторы 2030 -2050 Инновационный этап Масштабное развитие инновационных технологий, расширение сфер применения АЭ 65

Выводы и предложения • На основе системного анализа, базирующегося на программе социально экономического развития России, стратегии развития энергетики России и видении глобальной энергетики подготовлены основные положения Стратегии развития АЭ России до 2050 года. • Базовый вариант предусматривает следующие этапы и направления: наращивание мощностей на основе ВВЭР; ввод БР с расширенным воспроизводством топлива и замкнутого топливного цикла; внедрение АЭ в производство водорода, в энергоемкие отрасли промышленности и в коммунальный сектор. • При разработке основных положений учтены особенности ГК «Росатом» , в ведении которого находится полный цикл работ по АЭПК, что позволяет минимизировать риски при реализации стратегии 66

Масштаб развития электроэнергетики России 2007 2030 г 1000 млрд. к. Втчас 1900 2500 млрд. к. Вт час 17 31 5 12 0. 5 760 585 13 27 4 0. 5 32 11 6 0. 6 3 1 240 1 44 513 2 Основные энергоисточники 67

Цели развития АЭ России • • • Удовлетворение потребностей страны в энергии и соответствующих товарах и услугах за счет увеличения доли атомной энергетики в энергобалансе в условиях нарастающих ограничений использования органического топлива. Обеспечение конкурентных позиций страны на мировом атомном энергетическом рынке в области реакторостроения и услуг топливного цикла. (20%) Создание структуры атомного энергопромышленного комплекса, гарантированно обеспечивающей на длительную перспективу потребности атомной энергетики в топливе, ориентируясь на доступные природные ресурсы. 68

Главная задача стратегии • Определить приоритетные направления долгосрочной научнотехнической политики атомного энергопромышленного комплекса с учетом требуемых масштабов и темпов развития атомной энергетики • Сформулировать необходимые действия по реализации такого развития. 69

Инвестиции в атомноэнергетический комплекс 70

Топливная и инвестиционная составляющие ТЭС на газе (1), на угле (2) и минимальная величина тарифа на электроэнергию для самофинансирования АЭ в варианте без быстрых реакторов (3) и базовом варианте (4) 71

Научно-техническая политика Атомная энергетика изначально базируется • на фундаментальных и поисковых исследованиях, генерирующих новые знания в незамкнутом спектре атомных проблем, • на широком круге прикладных исследований и разработок, обеспечивающих задел и базу данных для инновационных ядерных технологий и • на полном объеме опытно конструкторских работ, обосновывающих надежность и безопасность реализуемых ядерных объектов. 72