Сравнивая, понимаем

М.Ю.Ватагин, к.э.н, Киев

Всякая мысль, от кого бы она ни исходила, подлежит обсуждению, и всякая мысль, от кого бы она ни исходила, заслуживает внимания. Божест­венная истина может проявиться в лепете ребенка, в болтовне дурачка, в бреду сумасшедшего, не говоря уже о разговорах, письмах простых людей, и очень слабые и ложные мысли встре­чаются в книгах, считающихся великими или священными. (Л.Н.Толстой)

Естественно выглядит стремление каждого организма достичь в целом позитивного баланса. И атомная энергетика не исключение. Это тоже организм, большой, сложный, не всегда безобидный, но весьма полезный и потому до поры потребный обществу.


Основой производства энергии на АЭС является ядерное топливо. Фундамент как бы есть, стены в виде оборудования и квалифицированного персонала присутствуют, но вот их связи  с конечным продуктом, каковым выступает энергия, не просматриваются. Верно, удивились бы, увидев здание, над которым крыша плавает без привязки к основе. Но смотрим же…

Энергия на выходе имеется, но ядерное топливо как бы никаких очевидных связей с этим не имеет, иногда по необходимости удовлетворяясь лишь стоимостными оценками, носящими больше виртуальный характер. Особенно сейчас. Понятно же, что не деньгами топим, а при помощи топлива, хотя и специального.

Эквивалентное соотношение расхода топливного ресурса и количества полезного продукта действительно не является достаточным условием всеобщей любви к атомной энергетике. Много и других аспектов, о которых хорошо известно. Но вот весьма желательным, и потому не лишним, обозначить вполне приемлемо и потребно.

Назовем упомянутое топливным эквивалентом производства (ТЭП) и двинемся далее. Предназначение ТЭП довольно очевидно. Коротко его следует обозначить тремя связанными функциями:

A.     Позиционирование преимуществ – формирование в сознании потребителей понятного количественного представления относительно экологических и денежных (экономических) параметров ядерного топлива в сравнении с традиционными ресурсами и нетрадиционными источниками.

B.     Сбалансированное участие в развитии – полноценный учет ядерного топлива при  разработке энергетических балансов государств и отдельных территорий с определением тактических и стратегических перспектив энергообеспечения жизни и развития.

C.    Инновационное[1] управление эффективностью производства - обоснованное прогнозирование ресурсного обеспечения при контроле количественных параметров и мотивации роста эффективности производства.

Каждая из названных функций самостоятельна в проработке. Синтезированная значимость приобретается при комплексном видении. Заметим лишь, что ни одна из этих потребностей не удовлетворима без соблюдения начального условия, называемого соизмеряемым сравнением количества потребленного ресурса с количеством произведенного продукта. Если короче, нужна соразмерность ресурса и продукта. Без этого никак не обойтись. Не будет количества, нечего будет преобразовывать в новое качество.

Далее просто напомним себе, что топливом называют вещество, обладающее способностью нагревать окружающее в результате сжигания, отдавая заметное количество теплоты, именуемой первичной. Способность образовывать тепло именуется теплотворной (ТС). Ее принято измерять количеством калорий; Джоулей; Ватт*часов, выделяемых при полном сгорании единицы веса (килограмм) или объема топлива (метр кубический). Фактическая ТС соотносится с ее определенным эталонным значением, в качестве которого чаще других используется категория так называемого условного[2] топлива (у.т.). При этом считается, что в результате сгорания килограмма у.т. выделяется 7000 ккал или 29 307,6 кДж первичной теплоты.

Атомщики используют ядерное топливо (ЯТ). Оно отличается от обычных углеводородов не только внешним видом и содержанием, но и не сравнено более высокой удельной ТС[3], именуемой обычно глубиной выгорания, выражаемой в тепловых МВт*сутках в расчете на единицу веса чистого урана в тепловыделяющей сборке (ТВС).

Дальше разговор обычно не идет. А казалось бы, чего проще. В самом деле, Гкал по определению эквивалентна 1000/7= 142,857 кг у.т. и 1,163 МВт*часа. Если в сутках по-прежнему 24 часа, то одни МВт*сутки будут равны ТС 2,948041 тн у.т. Причем данное значение постоянно и не зависит от окружающего.  Далее просматривается топливный эквивалент отдельной ТВС, активной зоны реактора, АЭС или их любой совокупности. Просто и доступно каждому.

Одновременно не представляет труда установление начального значения ТС каждой свежей ТВС. Оно определяется простым переводом регламентированной величины удельной глубины выгорания и известного веса чистого урана в ТВС в формат принятого топливного эквивалента. Так, если из данных технического паспорта изделия известно, что глубина выгорания составляет, к примеру, 50 МВт*сут на кгU, а вес чистого урана равен, скажем,   433,2 кг, то это будет означать, что в АЗ РУ помещается эквивалент ТС 63 854 563,321 кг у.т. Это в свою очередь позволяет установить суммарную за весь период использования ТВС ТС килограмма чистого урана, равную в нашем примере ТС 147,4 тн у.т. Зная стоимость чистого урана, можно говорить об эквивалентной цене условного топлива в пересчете на уран для целей сравнения с подобными параметрами угля, газа, мазута, дров или соломы.

Г. Эмерсон в работе "Двенадцать принципов производительности" (конец 19-го века) писал: «Цель учета состоит в том, чтобы увеличить число и интенсивность предостережений. Схватившись за раскаленную докрасна кочергу, ребенок сразу получает и информацию, и совет, и предостережение, и учетную запись. Все это оказывается вполне надежным, прочным, немедленным и полным. Учетный документ в виде шрама остается на очень долгое время».

Применительно к эффективности использования топлива в энергетике соответствующей учетной категорией принято считать удельный расход топливного ресурса. В атомной энергетике представление удельных расходов пока ограничивается отношением количества первичной теплоты, полученной в результате управляемой ядерной реакции, протекающей в активной зоне реакторной установки, к единице энергетического продукта, предназначенного для полезного использования. 

Вместе с тем, использовать на практике учетную категорию «условное топливо» в отношении ядерного ресурса методологически доступно и организационно возможно. Современное производство оснащено достаточными техническими средствами измерения для получения требуемых значений в любое время.

Это позволит расширить диапазон способов сравнения в сфере управления энергетическим производством, установить критерий точного распределения условно-постоянных расходов по видам энергии и приобрести удобный инструмент управления качеством эксплуатации.

Все требуемые для эквивалентного сравнения показатели и отношения содержатся в хорошо известной отчетности по форме 3-ТЭК (АЭС), утвержденной и разрабатываемой с 1987 года.
·       Средняя тепловая мощность ректора (МВт)
·       Время работы за период (часы)
·       Выработка электрической энергии (млн. кВт*час)
·       Полезный отпуск электрической энергии (млн. кВт*час)
·       Отпуск тепловой энергии с коллекторов (тыс. Гкал)
·       Удельный расход тепла на отпущенную электроэнергию (ккал/кВт*час)
·       Удельный расход тепла на отпущенную тепловую энергию (ккал/ккал)

В основу эквивалентного сравнения количества первичной теплоты и объема производной от нее тепловой и электрической энергии полагаются следующие очевидные утверждения:

·       Выражение количества различных видов энергии по определению возможно в любых приемлемых единицах измерения, которыми изначально служат Джоуль, Ватт в единицу времени или калория. Количественные производные данных единиц измерения обуславливают правомерность равенств:

Гкал = 4,1868 ГДж = 1,163 МВт*час или
МВт*час = 3,6 ГДж = 0,8598 Гкал     или

ГДж = 0,2388 Гкал = 0,2778 МВт*час

·       Категория условного топлива предполагает фиксированное отношение объема энергии, равное 7000 ккал, к единице веса, равной килограмму, что позволяет установить эквивалентные значения количественной потребности в названном условном ресурсе:
Гкал = 1000 : 7 = 142,857 кг у.т.

ГДж = 142,857 : 4,1868 =
34,12 кг у.т.

МВт*час = 142,857 : 1,163 =
122,835 кг у.т.
Указанные равенства позволяют утверждать, что эффективные сутки работы мощности  1 МВт, требуют расхода условного топлива весом 2948,04 кг[4]. Тогда работы реактора  ВВЭР-1000 (3000 МВт) в течение суток потребует 8 844,12234366… тонны у.т. Данное значение можно называть суточным эталоном топливного обеспечения (СЭТО). Применительно к ВВЭР-440 (1375 МВт) СЭТО 4 053,552 тонны у.т. и т.д. по количеству предметов сравнения.

Опять цифирь, снова расчеты, скажут, зачем еще это надобно, когда и так вроде бы всего хватает? Может и в самом деле лишнее, тем более никто не заставляет и над душой не стоит. Конечно, так дело и обстоит (и в то же время стоит). Просто рассуждения об электроэнергии АЭС и скажем газа приобретают, как показалось характер доказательного утверждения, а не приблизительных прикидок.

Всего-то проявляется способность сказать, что среднегодовой удельный расход условного топлива в год нормальной эксплуатации (2004г.), равный к примеру 390 гр у.т/кВт*ч,  свидетельствует о достаточной степени способности энергоблока с реактором ВВЭР-1000 конкурировать с украинскими ТЭС, основными соперниками атомной генерации в борьбе за потребителя.

Так по отчетным данным за 2008г в Донбассэнерго он составил  420,8 гр у.т/кВт*ч (на 7,9% выше), Западэнерго 405,5, в Центрэнерго 401,7, а в Востокэнерго 390,6 гр у.т/кВт*ч.

Лучший показатель в Днепроэнерго 386,1 гр у.т/кВт*ч всего на процент ниже результатов нормальной работы энергоблока с реактором ВВЭР-1000. Значит можем, когда захотим. Этого вроде бы достаточно….

Подобное сопоставление в совокупности с пониманием отрицательного воздействия ТЭС на окружающую среду неизбежным выбросом вредных веществ в атмосферу и в несколько раз более дорогим органическим топливом доказательно подчеркивает преимущества атомной генерации, переводя общеполитические, эмоционально подкрашенные и преимущественно необоснованные рассуждения в плоскость адекватного и точного сравнения значений итогов.

Потребность дополнительного счета может показаться некоторым и неудобным, и хлопотным, и даже излишне обременительным, но было бы желание, а возможности есть, благо калькуляторов хватает….


[1] Согласно украинским законам к категории Инновации относятся вновь образованные (примененные) и (или) усовершенствованные конкурентоспособные технологии, продукция или услуги, а также организационно-технические решения производственного, административного, коммерческого или другого характера, которые существенно улучшают структуру и качество производства и (или) социальной сферы.

[2] Условное топливо еще называют Standart Coal, что означает стандартный уголь. Украинская статистика на практике использует понятие угольного эквивалента.

[3] Приходилось встречать уверения в высокой энергоемкости  (?) ядерного топлива, хотя в специальной литературе подобного слова не попадалось. Есть теплоемкость или электроемкость. Это понятно ассоциируется с определенным количеством конкретной формы движения материи в ограниченном объеме. 

[4] Для пущей точности рекомендуется выполнить на калькуляторе следующую последовательность действий: 1000 : 7 х 3,6 : 4,1868 х 24 = 2 948,04078122…. Здесь заметим, что иррациональность численного выражения указывает на бесконечную степень его точности.

назад

Материалы из архива

7.2006 Стратегические задачи обращения с радиоактивными отходами

О.Э.Муратов, к.т.н., начальник отдела радиационных технологий ООО «ТВЭЛЛ», член Координационного совета по атомной энергетике, ядерной, радиационной и экологической безопасности при Полномочном представителе Президента РФ в СЗФО, С.-Петербург Исторический опыт обращения с производственными и бытовыми отходами сформировался в условиях, когда осознание опасности отходов и программ ее нейтрализации опиралось на непосредственные ощущения.

8.2008 В шаге от эшафота

Б.Г.Гордон, директор НТЦ ЯРБ, профессор МИФИ, заслуженный деятель науки РФ «Чтобы никогда не бояться смерти, всегда думай о ней»СенекаВспоминаю диссидентскую шутку студенческих времен: «Жизнь человеку дается только один раз. И прожить ее надо там …». Хотя сам я ни разу не делал попыток последовать этому совету, но с тех пор неоднократно побывал «там» и видел, что везде свои недостатки, недовольства, опасности. «Свое счастье, свои мыши, своя судьба». Именно в этом стоическом смысле я воспринимаю гегелевскую максиму: «Все действительное – разумно», ибо все иные варианты, может быть, не менее разумные, не реализовались, а действительность – вот она.

3.2009 Качественный аудит госкорпораций обеспечит сокращение их расходов

Анатолий Аксаков, депутат Госдумы: - Жесточайший контроль необходим… за деятельностью… всех госкорпораций и компаний, которые созданы на бюджетные средства. Такие компании, являясь, как правило, самыми неэффективными и непрозрачными, в то же время по любому чиху получают дополнительные финансовые вливания. Если наводить порядок в стране, то начинать надо с госкорпораций: доходы их топ-менеджеров зачастую выше, чем заработки в частных компаниях, а эффективность ниже.