Атомна енергетика

Атомна енергетика продовжує занепадати на тлі впевненого зростання альтернативної відновлюваної енергетики

Атомна енергетика, яку колись вважали пріоритетним рішенням для задоволення глобальних потреб у відновлюваній енергії, сьогодні вже не виглядає привабливою порівняно із сонячною та вітровою енергетики.

Минулого року найбільший в історії будівельник атомних електростанцій став банкрутом. Westinghouse – успішна дочірня компанія японського концерну «Toshiba» – оголосила себе банкрутом, відзвітувавши про перевищення кошторисів своїх будівельних проектів у США на мільярди доларів. На початку 2018 року Toshiba погодилась продати компанію за 4,6 млрд доларів США.

Незважаючи на розвиток технологій зберігається тенденція до зростання ціни на атомну енергію через високу вартість обслуговування реакторів, що старіють.

Цей резонансний продаж стався після того як уряд Франції витратив 5,3 млрд євро (6,2 млрд доларів США) на санацію державного оператора атомних електростанцій Areva, який формально став банкрутом, акумулювавши за шість років сягнув збиток у 12,3 млрд доларів США.

Ці негативні сигнали було відзначені у Звіті про стан світової ядерної галузі за 2017 рік, автори якого заявили, що питання атомної енергетики знято з порядку денного. «Атомну енергетику витіснила сонячна і вітрова енергетика”, – йдеться далі у звіті. «Ці відновлювані джерела енергії, які не потребують палива, вже не сон чи сподівання, а реальність, [і] поступово витісняють атомну енергетику як пріоритетну технологію для будівництва нових електростанцій у всьому світі».

Через різке зростання вартості і суттєві затримки будівництва атомних електростанцій стає все складніше обґрунтувати їхню економічну доцільність.

Втім, не зважаючи на послаблення віри у сектор, найбільш відчайдушні лобісти атомної енергетики продовжують наполягати на тому, що ця технологія є основоположною складовою глобального енергетичного міксу, для забезпечення життєво необхідної енергії базового навантаження з нульовим рівнем викидів.

Ослаблення

Становлення атомної енергетики у багатьох відношеннях визначалось її найбільшими катастрофами. Чорнобильська катастрофа в Україні вважається найгіршою атомною аварією в історії, як з точки зору матеріальних збитків, так і втрачених життів. У 1986 році стався вибух на одному з чотирьох реакторів атомної електростанції, внаслідок чого стався викид радіоактивних речовин в атмосферу. Минули десятиліття після катастрофи, але точних даних про те, скільки людей стали її непрямими жертвами, все ще немає.

200 млрд доларів США
У стільки оцінюються офіційно заявлені збитки від аварії на Фукусімській АЕС станом на сьогодні
630 млрд доларів США
У стільки оцінюються ймовірні збитки від аварії на Фукусімській АЕС станом на сьогодні
90%
На стільки подешевшало виробництво енергії сонячними електростанціями за період з 2009 по 2016 роки
50%
На стільки зменшилась реальна ціна на енергію, вироблену вітровими електростанціями, за період з 2009 по 2016 роки
9 ГВт
На стільки зросли генеруючі потужності атомної енергії у світі в 2016 році
55 ГВт
Склало зростання генеруючих потужностей вітрової енергії у світі в 2016 році
75 ГВт
Додали генеруючі потужності сонячної енергії у 2016 році
126
Атомних реакторів експлуатуються в державах-членах ЄС
25%
Від загального виробництва електроенергії було забезпечено атомними електростанціями в ЄС

Пізніше – у 2011 році – землетрус магнітудою 9 балів поблизу узбережжя Японії викликав цунамі висотою 13,8 м, що завдало удару по АЕС «Фукусіма». Аварія спричинила витік радіоактивних речовин і роботу електростанції було зупинено. Через шість років після катастрофи офіційна статистика оцінила сукупні втрати внаслідок інциденту у 200 млрд доларів США, у той час як незалежні джерела повідомляють про можливі збитки у 630 млрд доларів США.

Ці інциденти поставили чорну пляму на репутації галузі. Після цих аварій вже протягом багатьох років інженери нових атомних електростанцій ставлять перед собою мету зробити їх більш безпечними і не допустити при цьому збільшення вартості їхнього будівництва. Але, незважаючи на це, регулярні перевищення заявлених кошторисів і затримки будівництва означають, що проекти атомної енергетики часто виглядають надто ризикованими для приватних інвесторів.

Затримки з будівництвом є суттєвим фактором зростання вартості. Відповідно до Звіту про стан світової ядерної галузі за 2017 рік, 37 з 53 реакторів, що будувалися станом на середину 2017 року, відставали від графіку будівництва. З них вісім проектів будуються вже десятиліття або більше, при цьому будівництво трьох з низ триває понад 30 років.

Нещодавно (у липні) завершення флагманського атомного проекту французької компанії «Électricité de France» (EDF) у м. Фламанвіль, який вже сьомий рік відстає від графіка, було відкладено ще на один рік через проблему, пов’язану зі зварювальними швами на трубах. Дефекти зварювання, які було виявлено на 33 швах європейського реактора з водою під тиском (EPR), також призведе до збільшення вартості будівництва ще на 400 млн євро (465 млн доларів США). Вартість проекту сьогодні сягнула загалом 10,9 млрд євро (12,7 млрд доларів США), перевищивши початковий бюджет втричі.

Реактор АЕС «Фламанвіль» є одним з трьох нових EPR, що будуються у Західній Європі. Будівництво першої за 15 років нової атомної електростанції «Олкілуото-3» у Фінляндії планувалося завершити у 2009 році. Після багаторазових перенесень строків здачі об’єкту очікується, що його будівництво буде завершено в травні 2019 року. Тим часом Великобританія сподівається побудувати першу за 20 років нову атомну електростанцію «Хінклі Пойнт С» генеруючою потужністю 3,2 ГВт у графстві Сомерсет. Згідно з оцінками, її вартість вже сьогодні перевищує запланований бюджет на 1,5 млрд фунтів (2 млрд євро), а відставання від графіка будівництва перевищує один рік.

Ів Дебазей [Yves Desbazeille], генеральний директор «FORATOM», профспілкової організації виробників атомних електростанцій, у своєму інтерв’ю для World Finance повідомив, що відставання від графіка будівництва великих проектів «є відносно поширеною проблемою, яку важко передбачити», як у секторі атомної енергетики, так і в будь-якій іншій галузі.

«Разом з тим, ми вважаємо, що висновки, зроблені нами з досвіду проектів будівництв, які сьогодні ведеться у ЄС, дозволять нам уникнути цих ризиків в майбутньому», – заявив п. Дебазей.

Проте Майкл Шнайдер [Mycle Schneider], провідний автор Звіту про стан світової ядерної галузі, у своєму інтерв’ю для World Finance, стверджує що галузь нагадує «вимираючий вид» через очевидне скорочення кількості нових атомних проектів останніми роками.

Це чітко прослідковується у щорічному Звіті Міжнародного енергетичного агентства (МЕА) про глобальні енергетичні інвестиції, оновлену у липні, в якій йдеться про стрімке скорочення інвестицій в атомну енергетику. Сума грошей, які інвестуються в атомну енергетику, скоротилась майже вдвічі у 2017 році (45 відсотків) бо до мережі було підключено невелику кількість нових електростанцій. Інвестиції у нові потужності атомної енергетики зазнали особливо сильного зменшення, впавши на 70 відсотків до рекордного мінімуму за п’ять років, оскільки левову частку грошей атомні компанії спрямовували на модернізацію існуючих реакторів. Крім того, не слід забувати про зростання популярності відновлюваної енергії. П. Шнайдер заявив: «Атомна енергетика нагадує вид-інтродуцент у живому організмі».

Прорив відновлюваної енергетики

У економіці сектору відновлюваної енергетики протягом останніх років відбулися значні зміни. Вартість виробництва енергії з цих джерел стрімко скоротилася завдяки надзвичайно високим темпам освоєння цих технологій. Темпи освоєння технологій – це скорочення початкової вартості будівництва внаслідок поступового вдосконалення технології. «Швидке зменшення вартості виробництва енергії з відновлюваних джерел захопило галузь зненацька», – сказав Шнайдер.

Реальні ціни на електроенергію, яка виробляється сонячними електростанціями, впали на 90 відсотків у період з 2009 по 2016 роки. Ціна на електроенергію, вироблену вітровими електростанціями, впала за цей час на 50 відсотків.

Атомна енергетика, в свою чергу, продемонструвала негативні темпи освоєння технологій: незважаючи на розвинутість технології і роки науково-дослідної роботи, спостерігається тенденція до зростання вартості атомної енергії через високу вартість обслуговування старіючих реакторів.

Викиди вуглекислого газу атомними електростанціями є в 30 разів меншими, порівняно з викидами від природного газу, в 65 разів меншими порівняно з вугіллям і в 3 рази нижчими, якщо порівнювати їх з викидами сонячної енергії.

Політики не можуть більше робити вигляд, що проекти атомної енергетики є економічно виправданими. Шнайдер заявив: «Сьогодні у світі немає ринків, де будівництво нових [атомних реакторів] є економічно обґрунтованим з точки зору ринкової економіки».

Відновлювана енергія загрожує не тільки новим атомним проектам. У низці країн ціна на електроенергію у 35,50 доларів США за 1 МВт•г, що виробляється навіть на уже діючих атомних електростанціях, перевищує ціну на електроенергію з відновлюваних джерел, яка впала до рекордно низького рівня і становить 30 доларів США за 1 МВт•г.

Проте п. Дебазей запевняє, що питання про порівняння витрат не є вже таким однозначним. Посилаючись на нещодавню доповідь ОЕСР під назвою «Повна вартість забезпечення електроенергією» [The Full Costs of Electricity Provision], він повідомив, що сьогодні ринкова ціна на електроенергію не враховує всі витрати, які слід брати до уваги при порівнянні різних джерел енергії, такі як витрати на рівні мережі, вартість землекористування, безпека енергозабезпечення і постачання електроенергії, а також робочі місця, які забезпечує електроенергетичний сектор.

Незалежно від порівнянь вартості, тенденція підключення нових генеруючих потужностей сонячної і вітрової енергії до енергетичної мережі сьогодні є більш поширеною. У 2016 році нові генеруючі потужності атомної енергії зросли тільки на 9 ГВт, у той час як потужності сонячної і вітрової енергії підскочили на 75 ГВт і 55 ГВт відповідно.

Якщо порівняти ці показники з рівнями 2000 року, різниця буде ще більш вражаючою. Відповідно до Звіту про стан світової ядерної галузі, за 16 років до енергетичної мережі було підключено 451 ГВт і 301 ГВт потужностей вітрової і сонячної енергії відповідно, і на їхньому тлі генеруючі потужності атомної енергії додали тільки 36 ГВт.

Перегони викидів

Хоча 126 атомних реакторів у Європейському Союзі виробляють більше ніж чверть усієї електроенергії у ЄС, і ще у 2015 на атомну енергію припадало близько 30 відсотків від загального обсягу виробництва електроенергії в єврозоні (див. Малюнок 1), багато урядів починають відмовлятися від атомної енергетики.

Малюнок 1

В березні Бельгія погодилась закрити сім атомних реакторів країни до 2025 року, а Німеччина з 2011 року працює над поступовою відмовою від використання своїх атомних реакторів до 2022 року. За результатами референдуму у 2017 році Швейцарія також проголосувала за поступове закриття своїх атомних реакторів.

Зміни відбуваються навіть у Франції, яка є другим найбільшим користувачем атомної енергії у світі після США. В рамках своєї передвиборчої кампанії 2017 року президент Франції Еммануель Макрон пообіцяв скоротити частку атомної енергії в енергетичному балансі країни з понад 70 відсотків до 50 відсотків.

Однак на атомну енергетику припадає майже половина низьковуглецевого виробництва електроенергії у ЄС і в деяких випадках виведення з експлуатації деяких енергоблоків старіючих атомних електростанцій було скасовано з метою скорочення викидів вуглецевого газу. За даними FORATOM, викиди вуглекислого газу атомними електростанціями є в 30 разів меншими, ніж викиди від природного газу, в 65 разів меншими порівняно з вугіллям і навіть в 3 рази нижчими, якщо порівнювати їх з викидами від сонячної енергії. МЕА дійшло висновку, що скорочення обсягів виробництва атомної енергії у Європі після 2010 року було компенсовано зростанням на 40 відсотків потужностей сонячної і вітрової енергії на континенті. П. Дебазей у своєму інтерв’ю для World Finance заявив, що «без атомної енергетики буде неможливо досягти» цілей Паризької угоди – договору зі скорочення викидів вуглекислого газу, який у 2016 році підписали близько 200 країн.

З огляду на складність ситуації, Великобританія закликала застосовувати виважений підхід. Великобританія планувала побудувати цілих шість нових атомних електростанцій найближчими роками щоб замінити старі вугільні електростанції та атомні реактори. Проте в липні незалежний дорадчий орган застеріг уряд від прийняття поспішних рішень щодо будь-якого подальшого фінансування будівництва нових атомних електростанцій через здешевлення вартості електроенергії, що виробляється вітровими і сонячними електростанціями. Національна комісія з питань інфраструктури (Комісія) порекомендувала уряду затвердити фінансування тільки для ще одної (крім «Хінклі Пойнт С» ) атомної електростанції до 2025 року.

Комісія висловила позицію, згідно з якою система електропостачання на основі відновлюваних джерел енергії слугуватиме «ременем безпеки» у довгостроковій перспективі, оскільки сонячна і вітряна енергетика мають набагато нижчий профіль ризику.

Голова Комісії сер Джон Арміт [John Armitt] повідомив World Finance про те, що проблема атомної енергетики полягає в тому, що вона є «дуже, дуже складною системою». На відміну від відновлюваних джерел енергії, вартість яких можна зменшити за рахунок технологічних спрощень, проекти атомної енергетики мають «тенденцію постійно переживати за безпеку», – заявив сер Арміт. Це означає тривалу боротьбу за погодження дизайну і отримання ліцензій, а відповідно — низьку ймовірність скорочення витрат у довгостроковій перспективі.

Арміт працював в організації-підряднику, яку було залучено до будівництва британської атомної електростанції «Сайзвел В». Він пам’ятає, як у розпал будівництва за два роки до введення станції в експлуатацію він стояв і думав: «Має бути дешевший спосіб виробництва електроенергії, ніж цей».

Хоча прогнози Комісії можуть виявитися на зовсім точними, сер Арміт заявив: «Протягом 2020-х років у нас буде час, щоб зробити паузу і прийняти рішення, про яке нам не доведеться жалкувати. Це рішення полягає в тому, щоб не поспішати з будівництвом нових атомних електростанцій на тлі змін, які відбуваються на наших очах і можуть потенційно відкрити для нас двері у майбутнє з відновлюваною, а не атомною енергетикою».

На думку п. Шнайдера, уряд, який після ознайомлення з достовірними даними продовжує інвестувати в нові проекти атомної енергетики, жодним чином не може вважатися таким, що приділяє першочергову увагу економіці енергетичного сектору: «Ми говоримо про інвестиції, які здійснюються з різних причин».

Він пояснив: «Третину інвестицій у будівництво АЕС «Хінклі Пойнт С» було забезпечено Китаєм… Це – геополітичне питання. Мета полягає в тому, щоб забезпечити свою присутність у стратегічному секторі такої країни, як Великобританія, і використовувати її як платформу». Крім того, у таких країнах, як Іран, ядерна фізика все ще зберігає статус «вишуканої, ексклюзивної та провідної
науки».

Згасаючий інтерес Китаю до атомної енергетики

Загалом, Китай сьогодні є світовим лідером з будівництва нових атомних електростанцій. Реальність така, що якби не Китай, глобальний обсяг виробництва електроенергії атомними електростанціями скорочувався б вже три роки поспіль. Відповідно до прогнозів МЕА, Китай випередить США і стане найбільшим світовим виробником атомної енергії до 2030 року.

«Більшість дискусій навколо атомної енергетики живляться думками і припущеннями, але, якщо поглянути на об’єктивні дані, стає абсолютно очевидно, що галузь повільно та впевнено занепадає».

Половина з тих 10 реакторів, будівництво яких було розпочато в 2016 році, знаходяться у Китаї. Тим часом близько 40 відсотків від загальної кількості реакторів, які сьогодні будуються, мають китайське походження. Однак після грудня 2016 року Китай не розпочав будівництво жодного нового промислового реактора.

Країна планувала ввести в експлуатацію загалом 58 ГВт генеруючих потужностей атомної енергетики до 2020 року, але до 2018 року не змогла досягти навіть 30 ГВт, тому лідерство Китаю у сфері атомної енергетики може послабитись.

Більше того, навіть у такому анклаві атомної енергетики, як Китай, виробництво енергії з відновлюваних джерел розвивається ще більшими темпами. Станом на липень 2017 року у Китаї було 37 працюючих атомних реакторів загальною генеруючою потужністю 32 ГВт. Проте у 2017 році країна збільшила свої генеруючі потужності сонячної енергії до 53 ГВт.

«Щоб продемонструвати швидкість, з якою відбуваються ці зміни, і [який] вид-колоніст бере гору, поверніться на п’ять років назад у 2012 рік, коли Німеччина стала світовим лідером, збільшивши генеруючу потужність своїх сонячних електростанцій на 7,5 ГВт», – сказав п. Шнайдер. «Сьогодні, через п’ять років потому, новим лідером став Китай з його [53 ГВт]. Швидкість просто вражає».

Повернення малих реакторів

Одним з часто згадуваних «проблисків надії» для ядерної галузі є малі модульні реактори (ММР). Ці невеликі атомні реактори мають виробляти електроенергію в обсязі в середньому від 50 МВт до 300 МВт порівняно з 1000 МВт, які забезпечують традиційні реактори. Проте малоймовірно, що їхнє використання в промислових масштабах розпочнеться раніше 2030 року.

Прибічники ММР стверджують, що вони будуть дешевшими і більш безпечними, ніж традиційні атомні реактори, і зможуть конкурувати з сонячною і вітровою енергетикою. П. Дебазей заявив, що ММР могли б «змінити правила гри в галузі» і повернути Європі провідні позиції у секторі ядерних технологій.

«Ми часто чуємо про «Airbus» на основі тих чи інших технологій, але виробництво «Airbus» на основі ММР на рівні ЄС могло б мати сенс, оскільки воно б чудово вписалось в те, в чому Європа може досягти успіху: інтеграція складних систем, виробництво і промислова оптимізація. Саме на цьому побудовано історію успіху Airbus», – сказав п. Дебазей.

Однак, хоча ММР було розроблено як ключове рішення для реформування ядерної галузі, історія малює сумну картину: робота над проектуванням ММР триває кілька десятиліть, але жоден з них не досяг комерційного успіху. Насправді Westinghouse працювала над проектуванням ММР близько десяти років, але відмовилась від проекту у 2014 році. Тодішній головний виконавчий директор компанії Денні Родерік [Danny Roderick] говорив: «На мій погляд, проблема ММР полягає не у технології або її впровадженні, а у відсутності попиту».

Тим не менше, ціла низка компаній продовжують працювати над проектуванням нових моделей. Американська фірма «NuScale Power» планує розробити ММР щоб повернути країні статус лідера у сфері ядерних технологій. Проект наразі вивчається американськими регуляторними органами для його можливого погодження. Хоча NuScale є однією з фірм, які максимально наблизились до етапу комерціалізації, складний процес отримання необхідних дозволів може завершитись занадто пізно.

Таким чином, до того часу, коли ММР стане доступним для масового використання, енергетичне рішення вже може бути прийнято. «Погляньте на події, які відбулися протягом останніх п’яти років», – сказав п. Шнайдер. «Чи можете Ви уявити, що відбудеться за наступні 10 років? Це буде абсолютно інший світ».

«Це – дуже спокуслива ідея», – додав сер Арміт. Проте він висловив побоювання, що ідею модуляризацію може бути не так легко реалізувати, як здається.

Хоча про ММР говорять вже впродовж десятиліть, за цей час було досягнуто дуже незначного успіху. Для розробки нових технологій в ядерній галузі необхідно багато часу. Погляньте лише на те, скільки сил знадобилось щоб побудувати європейські реактори з водою під тиском у Європі. Крім того, вибір на користь малих реакторів унеможливлює економію масштабів або скорочення витрат, яких можна досягти за рахунок збільшення розмірів проекту. Саме від цього часто залежать проекти атомної енергетики.

Вчені з Гарвардського університету, Університету Карнегі-Меллон і Каліфорнійського університету, штат Сан-Дієго, у своїй доповіді дійшли висновку, що за відсутності «серйозних змін в екологічний політиці [США]» буде важко навести переконливі аргументи на користь використання ММР.

Малюнок 2

Більшість дискусій навколо атомної енергетики живляться думками і припущеннями, але, якщо поглянути на об’єктивні дані, стає абсолютно очевидно, що галузь повільно та впевнено занепадає. Плани Китаю стати світовим лідером у сфері атомної енергетики відійшли на другий план на тлі величезних інвестицій країни у відновлювану енергетику. Насправді, кількість нових проектів (див. Малюнок 2) скоротилась у всьому світі через незмінно високу вартість і складне проектування, що робить нові атомні електростанції неприбутковими.

Попри роль атомних електростанцій у зменшенні викидів вуглекислого газу потенційні проблеми безпекового та екологічного характеру в разі аварії із руйнуванням реактора є занадто великими, щоб ігнорувати їх. Враховуючи тенденції щодо подальшого здешевлення технологій відновлюваної енергетики і акумулювання енергії, сонячна енергія та енергія вітру пропонують унікальні можливості.

Автор: Кортні Голдсміт [Courtney Goldsmith]
Джерело: worldfinance.com