Атомна енергетика

Будівництво малого модульного реактора: риторика vs.реальність

Просування «малих модульних реакторів» або модульних реакторів малої потужності (SMR, надалі ММР) в Австралії було зірвано двома агенціями: Державним об’єднанням наукових і прикладних досліджень (ДОНПД) та Австралійським оператором енергетичного ринку (АОЕР).

Останній звіт проєкту GenCost, пред’явлений вищезазначеними агенціями, складає безнадійно нерентабельний кошторис витрат на будову ММР у розмірі 16 304 австралійських доларів за кіловат (кВт). Проте цей факт кидає кістку ядерному лобі, висловлюючи припущення, що впродовж наступного десятиліття  відбудеться різке зниження витрат.

Поданий кошторис на 16 304 австралійських долари жорстоко критикували, серед інших, консервативні політики, що минулого року були задіяні у федеральному ядерному розслідуванні, а також ядерна лобістська група Bright New World (BNW).

Кошторис з’явився у звіті, писати який доручили інженерній компанії GHD. GHD надає кошторис без чіткого пояснення його походження чи підґрунтя. Власне, у останньому звіті ДОНПД/АОЕР нічого кращого не вигадали, як стверджувати, що джерела кошторису є «незрозумілими».

Таким чином, ядерні лобісти скористалися цією плутаниною і заповнили прогалину, створивши власні кошториси із заниженими витратами на ММР.

 

Реальні цифри

Цілком очевидно, що відправною точкою будь-якої серйозної дискусії щодо витрат на ММР буде вартість вже діючих ММР, що повністю проігнорували ДОНПД/АОЕР та лобісти, такі як BNW.

Існує лише один ММР, що наразі перебуває в експлуатації, – російська плаваюча АЕС. Її кошторисна вартість – 740 млн доларів США для АЕС, потужністю 70 МВт.

Це приблизно складає 15 200 австралійських доларів за кВт – аналогічно кошторису ДОНПД/АОЕР в розмірі 16 304 австралійських доларів за кВт.

За час будівництва вартість збільшилася у чотири рази, і у звіті Організації економічного співробітництва та розвитку (ОЕСР) від 2016 року Агентство з питань ядерної енергетики повідомило, що очікується, що електроенергія, вироблена російською плаваючою АЕС, коштуватиме близько 200 доларів США (288 австралійських доларів) за мегават-годину (МВт-год), причому висока вартість спричинена високими вимогами до обслуговуючого персоналу, великими витратами на пальне та ресурси, необхідні для утримання та обслуговування баржі й прибережної інфраструктури.

Слід враховувати також дані про витрати на ММР, що будуються – вони набагато корисніші, ніж кошториси, складені постачальниками та лобістами, які незмінно виявляються занадто оптимістичними.

Всесвітня ядерна асоціація заявляє, що вартість китайського високотемпературного реактора, охолодженого газом (HTGR) становить 6 000 доларів США (8 600 австралійських доларів) за кВт.

Повідомляється, що витрати зросли майже вдвічі, причому збільшення вартості виникло у зв’язку з більш високими затратами на матеріали, запчастини, трудові ресурси, та збільшенням витрат, пов’язаних із затримкою проекту.

Процес зведення малого модульного реактора CAREM, що будується в Аргентині, ілюструє розрив між риторикою та реальністю.

2004 року, коли сам реактор був іще на стадії планування, Аргентинський атомний центр у місті СанКарлосдеБарілоче оцінив «овернайт» вартість інтегрованої АЕС потужністю 300 МВт у 1 тис доларів США за кВт (при цьому визнаючи, що досягти такої вартості було б «вельми складним завданням») .

Коли 2014 року будівництво розпочалося, кошторис витрат склав 15 400 доларів США за кВт (446 млн доларів США/29 МВт). До квітня 2017 року кошторис витрат збільшився до 21 900 доларів США (31 500 австралійських доларів) за кВт (700 млн доларів США/32 МВт).

Наскільки нам відомо, інші дані про витрати на будівництво ММР не є загальнодоступними. Таким чином, ось деякі цифри:

  • 15 200 австралійських доларів за кВт для російської плавучої АЕС на легкій воді
  • 8 600 австралійських доларів за кВт для китайського HTGR
  • 31 500 австралійських доларів за кВт аргентинського ММР на легкій воді

Середній показник – 18 400 австралійських доларів за кВт, що вище за показник ДОНПД/АОЕР – 16 304 австралійських доларів за кВт і вдвічі вище кошторису BNW – 9 132 австралійських доларів за кВт.

У звіті ДОНПД/АОЕР йдеться про те, що, поки існують ММР, які будуються або будівництво яких наближається до завершення, «дані про витрати на ранніх стадіях розробки не оприлюднювалися». Проте це неправда.

 

Уявний реактор BNW

BNW протестує проти того, що ДОНПД/АОЕР у своєму кошторисі витрат спирається на «гіпотетичний реактор». Однак BNW робить те ж саме, ігноруючи кошториси реальних витрат для ММР, що будуються або перебувають у експлуатації.

BNW починає з кошторису американської компанії NuScale Power, яка має намір побудувати ММР, проте ще досі не розпочала будівництво жодного прототипу.

BNW додає 50% «навантаження» на знак того, що в минулому бували приклади перевитрат на будівництво ядерного реактора.

Таким чином, кошторис витрат BNW на будівництво ММР становить 9 132 австралійських доларів за кВт.

І тут ми стикаємося із двома великими проблемами: кошторис NuScale – цілковита дурниця, а запропоноване BNW 50% навантаження не відповідає нещодавній схемі збільшення ядерних витрат із набагато більшими сумами.

Кошторис витрат на будівництво від NuScale в 4 200 доларів США за кВт є неправдоподібним. Він набагато менший за останній кошторис фінансово-консультативної фірми Lazard, що склав 6 900-12 200 доларів США за кВт для великих реакторів і набагато менший за найменший кошторис (12 300 доларів США за кВт) витрат на два реактори Vogtle AP1000, що будуються в Джорджії (єдиних реакторів, що будуються в США).

Кошторис NuScale (за кВт) становить лише одну третину вартості АЕС Vogtle, незважаючи на неминучу дисекономічність розмірів, пов’язану з ММР та незважаючи на той факт, що, згідно з незалежними оцінками, будівництво ММР обходиться дорожче (за кВт), ніж будівництво великих реакторів.

Окрім того, модульні технології виробництва були випробувані в ході реалізації проєкту однакових реакторів AP1000 японо-американської електротехнічної і ядерноенергетичної компанії Westinghouse в Південній Кароліні – проєктом, який покинули в 2017 році, витративши на нього щонайменше 9 млрд доларів США, через що сам Westinghouse збанкрутував.

Фінансово-консультативна фірма Lazard оцінює занижену нормовану вартість 118-192 доларів США за МВт-год на електроенергію від великих атомних станцій, а NuScale – вартість 65 доларів США за МВт-год для електроенергії з її першої станції. Таким чином, NuScale стверджує, що їхня електроенергія буде в 2-3 рази дешевшою, ніж електроенергія, вироблена на великих атомних станціях, що вельми неправдоподібно.

І навіть якщо NuScale зможе дотриматися сум, зазначених у своєму кошторисі, він усе одно буде вищим, ніж показники Lazard на виробництво енергії вітру (28-54 доларів США) та сонячної енергії (32-44 доларів США).

У BNW стверджують, що нормований кошторис ДОНПД/АОЕР на рівні 258-338 австралійських доларів за МВт/год для SMR є «надзвичайно завищеним».

Однак аналіз багатонаціональної інженерно-конструкторської фірми WSP/ Parsons Brinckerhoff, підготовлений для Південно-австралійської Королівської комісії з ядерного палива, оцінив вартість 225 австралійських доларів за МВт-год для реактора на основі плану NuScale, що набагато ближче до кошторису ДОНПД/АОЕР, ніж до кошторису BNW у розмірі 123-128 австралійських доларів за МВт-год із потенціалом впасти до 60 австралійських доларів.

 

Перевитрати

У BNW пропонують додати 50-відсоткове «навантаження» до кошторису NuScale пам’ятаючи про приклади перевищення вартості реактора, і стверджують, що свої розрахунки базують на «першому в своєму роді кошторисі постачальника [NuScale’s], причому максимальна невизначеність пов’язана з класом оцінювання». Га?

Загальна тенденція полягає в тому, що перші кошториси постачальників недооцінюють реальні витрати на порядок, тоді як кошториси в час первинного будівництва недооцінюють справжні витрати в 2–4 рази.

Ось кілька останніх прикладів витрат значно більших, ніж враховує BNW:

  • Орієнтовна вартість HTGR, що будується в Китаї, збільшилася майже вдвічі.
  • Вартість російського плаваючої АЕС збільшилася вчетверо.
  • Орієнтовна вартість ММР в Аргентині зросла в 22 рази за раніше зазначенні теоретичні підрахунки й вартість зросла на 66% з 2014 року, відколи почалося будівництво, вже до 2017 року.
  • Кошторис витрат на проект Vogtle в американському штаті Джорджія (два реактори AP1000) збільшився вдвічі і перевищив 13,5 мільярдів доларів США за реактор, і зростатиме надалі. 2006 року у Westinghouse заявили, що можуть побудувати реактор AP1000 за 1,4 мільярда доларів США – а це в 10 разів нижче, ніж теперішній кошторис Vogtle.
  • Орієнтовна загальна вартість двох реакторів EPR, що будуються у Великій Британії, включаючи витрати на фінансування, становить 26,7 мільярда фунтів стерлінгів (кошторис ЄС 2014 року в розмірі 24,5 мільярда фунтів плюс збільшення на 2,2 мільярда фунтів, оголошене в липні 2017 року). У середині 2000-х орієнтовна вартість будівництва одного реактора EPR у Великій Британії становила 2 мільярди фунтів стерлінгів, що майже в сім разів менше за поточний кошторис.
  • Орієнтовна вартість приблизно в 12,4 мільярда євро за один єдиний реактор, що будується у Франції, в 3,8 рази перевищує первісний кошторис в 3,3 мільярда євро.
  • Орієнтовна вартість близько в 11 мільярдів євро за єдиний реактор, що будується у Фінляндії, в 3,7 рази більша, ніж початковий кошторис у 3 мільярди євро.

 

Строки виконання

У BNW зазначають, що терміни підготовки та будівництва є «надзвичайно важливими» з точки зору застосування коефіцієнту швидкості навчання до капітальних витрат.

Компанія BNW заперечувала проти попереднього кошторису ДОНПД/АОЕР на п’ять років для будівництва ММР та запропонувала «більш вірогідний» трирічний кошторис, а також висловила припущення, що перший реактор NuScale почне виробляти енергію в 2026 році, хоча будівництво ще не розпочалося.

Із незрозумілих причин у своєму останньому звіті ДОНПД/АОЕР також припустили, що на будівництво потрібно три роки, а з інших незрозумілих причин термін експлуатації ММР скорочується вдвічі: з 60 до 30 років.

Жоден із реальних доказів не підтверджує аргументи щодо строків будівництва:

  • Термін будівництва єдиного діючого ММР – російської плавучої АЕС малої потужності – 12,5 років.
  • Запуск CAREM, аргентинського ММР, було задумано у 1980-х роках, будівництво розпочалося в 2014 році, дата запуску 2017 року була пропущена; наступні дати запуску – також.

Якщо поточний графік запуску на 2023 рік буде дотримано, це стане дев’ятирічним будівельним проєктом, а не трирічним, як запропонували ДОНПД/АОЕР та BNW для будівництва ММР.

Минулого року роботу над ММР CAREM було призупинено. Компанія Techint Engineering & Construction звернулася до Національної комісії з атомної енергетики Аргентини з проханням вжити термінових заходів щодо пом’якшення серйозних фінансових проблем проєкту. У квітні 2020 року міністр енергетики Аргентини оголосив, що робота над CAREM відновиться.

  • Будівництво китайського високотемпературного газоохолоджувального реактора розпочалося 2012 року, дата запуску 2017 року була пропущена, і якщо запланований пуск на кінець 2020 року буде досягнуто, це буде будівельний проект, розтягнутий на вісім років.
  • Компанія NuScale Power вже більше десяти років намагається втілити свої амбіції стосовно ММР, одначе досі не розпочала будівництво жодного прототипу реактора.
  • Два великі реактори, що будуються в США, на 5,5 років відстають від графіка, а ті, що будуються у Франції та Фінляндії, відстають на 10 років.
  • У 2007 році EDF, електроенергетична компанія Франції, вихвалялася, що в грудні 2017 року британці готуватимуть різдвяну індичку саме на електроенергії водяного реактора EPR, що виробляється на АЕС Hinkley Point, проте будівництво почалося лише в грудні 2018 року.

 

Коефіцієнт швидкості навчання

У відповідь на невідступні закиди та критику з боку крайніх правих політиків і лобістських груп, таких як BNW, останній звіт ДОНПД/АОЕР GenCost робить ризиковане припущення, що витрати на ММР знизяться з 16 304 австралійських доларів за кВт до всього 7 140 австралійських доларів за кВт у 2030 році, причому середня вартість сягатиме від 129 до 336 австралійських доларів за МВт-год.

У звіті також зазначається, що ММР присвоїли «значно вищий коефіцієнт навчання (такий, що більше відповідає вимогам нових технологій), а не включали до широкої ядерної категорії із низьким коефіцієнтом навчання, що суміщається з більш ретельно обміркованим великомасштабним ядерним».

Одначе не існує ані емпіричного, ані будь-якого логічного підґрунтя для коефіцієнту швидкості навчання, що припускається у звіті. Зниження витрат передбачає, що велика кількість ММР буде побудована, і що витрати знизяться в міру виявлення ефективності, збільшення виробничих потужностей тощо.

То чи будуватимуть велику кількість ММР? На думку експертів – ні. Звіт Lloyd’s Register за 2017 рік базувався на інсайтах майже 600 професіоналів та експертів з комунальних служб, дистриб’юторів, операторів та виробників устаткування, які прогнозували, що ММР мають «низьку ймовірність можливого запуску і матимуть мінімальний вплив, коли все ж з’являться».

Доповідь 2014 року, яку підготувала компанія Nuclear Energy Insider, взявши інтерв’ю у більш як 50 «провідних спеціалістів і урядовців», відзначила «всеосяжне відчуття песимізму» щодо майбутнього ММР.

Минулого року керівник північноамериканського проекту у Nuclear Energy Insider заявив, що «у компаніях, які пропонують проектні альтернативи для майбутнього ядерної енергетики, має місце безпрецедентне зростання, проте прогрес у плані готових до ринку рішень незначний».

Чи знизяться витрати, якщо ММР, а це малоймовірно, будуватимуть у значній кількості? Для великих ядерних реакторів цей досвід був або надзвичайно повільним рівнем навчання зі скромним зниженням вартості, або й узагалі негативним коефіцієнтом рівня навчання.

Якщо для ММР все піде напрочуд добре, знадобиться кілька циклів навчання, щоби різко скоротити витрати до 7 140 австралійських доларів за кВт. Кілька циклів будівництва ММР до ​​2030 року, як передбачається у найбільш оптимістичному сценарії у звіті ДОНПД/АОЕР?

Очевидно, що ні. У звіті зазначається, що для досягнення економії знадобиться багато років, одначе потім власна порада ігнорується:

 «Будівництво першої в своєму роді АЕС включає додаткові непередбачені витрати, пов’язані з відсутністю досвіду виконання таких проектів у відповідності з бюджетом. ММР не лише підлягатимуть першим у своєму роді витратам у Австралії, але й загальному інженерному принципу, що будівництво АЕС меншого розміру призводить до більших витрат. ММР, можливо, зможуть подолати масштабну проблему, підтримуючи постійну конструкцію реакторів та виробляючи їх серійно. Цей потенціал для модулізації технології, ймовірно, є ще одним джерелом зменшення кошторису витрат. Однак навіть у такому сценарії, коли галузь досягає масштабів, коли малі модульні реактори можуть вироблятися серійно, на це знадобиться багато років, і тому це не має відношення до оцінок поточних витрат (використовуючи наше визначення)».

Навіть зі сміливими припущеннями, що вилилися у кошторис низьких витрат від ДОНПД/АОЕР в розмірі 129 австралійських доларів за МВт-год для ММР в 2030 році, вартість все ще набагато вища, ніж кошторис низьких витрат для виробництва енергії вітру з двома годинами акумуляторного зберігання (64 австралійських долари), виробництва енергії вітру з шістьома годинами роботи насосного гідроакумулятора (86 австралійських доларів), сонячної фотоелектричної системи з двома годинами акумуляторного зберігання (52 австралійських долари) або сонячної фотоелектричної системи з шістьма годинами роботи насосного гідроакумулятора (84 австралійських долари).

Кошторис із високими витратами від ДОНПД/АОЕР на ММР в 2030 році (336 доларів за МВт-год) більш ніж вдвічі перевищує кошторис із високими витратами на виробництво енергії сонця або вітру з 2-6 годинами акумулювання (90-151 австралійських доларів).

 

Останнє слово за реальністю

Економічні вимоги прихильників ММР різко суперечать реальним даним.

І їхня пропагандистська кампанія просто не працює – державне фінансування та фінансування приватного сектору є жалюгідним, якщо його вимірювати інвестиціями, необхідними для створення прототипів ММР, не кажучи вже про велику кількість ММР та інфраструктури, що дозволила б масово виробляти комплектуючі для ММР.

Куди б ви не подивилися, ніщо не може виправдати ажіотаж серед прихильників ММР.

Зупинка програми зведення ММР в Аргентині – це жарт. За даними Всесвітньої ядерної асоціації, плани на 18 додаткових високотемпературних реакторів HTGR на тому ж майданчику, що й демонстраційну АЕС у Китаї, були «покинуті».

До 2015 року Росія планувала мати сім плавучих атомних електростанцій, але лише нещодавно розпочала експлуатацію першої АЕС. Південна Корея не будуватиме жодної з внутрішньо розроблених SMART SMR в Південній Кореї, що, згідно з Світовою ядерною асоціацією, «не практично і економічно не доцільно» – і планує створити експортний ринок для SMART SMR, сподіваючись на успіх, але не готуючись до нього… ще на нафтові гроші Саудівської Аравії, яких і так зараз бракує.

«Останнє слово за реальністю», так полюбляв казати прибічник ядерної енергії Баррі Брук ще десятиліття тому, коли ядерний «ренесанс» був у самому розпалі.

Однак реальність така, що ренесанс тривав не довго, а глобальна ядерна потужність в минулому році впала до 0,6 гігават, тоді як потужність відновлювальних джерел енергії зросла на рекордні 201 гігаватт.

 

Доктор Джим Ґрін – національний атомний кампейнер Друзів землі Австралії та редактор бюлетеня Nuclear Monitor.

Джерело: reneweconomy.com.au