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

7.2007 Россию оттесняют от казахского урана

 Михаил Сергеев, "Независимая газета" Российские атомщики рискуют лишиться традиционной сырьевой базы в Казахстане. Астана ведет переговоры о покупке 10% американской компании Westinghouse, крупнейшего конкурента «Атомэнергопрома», учредительные документы и совет директоров которого вчера утвердил премьер Михаил Фрадков. С помощью полученных у американцев технологий казахи намерены к 2014 году полностью прекратить поставку на внешний рынок, включая Россию, природного урана, заменив его экспортом готового продукта с высокой добавленной стоимостью – тепловыделяющих сборок, собранных не по российским, а по западным стандартам.

8.2009 Пессимизм без идей

Сергей Шелин, заместитель главного редактора еженедельника "Дело": - Возвращение к уровню 2008 года, когда ВВП стоял было на грани удвоения по сравнению с 1998-м, намечается где-то в 2013-м, если не 2014-м году. Где она, «Концепция-2020»? Ушла на дно, как Атлантида… Начальство начало смутно осознавать, что вся проделанная им работа над собой, вся его выработанная с таким трудом антикризисная логика, основанная на терпеливом и даже самоотверженном ожидании подъема нефтяных цен, дает осечку.

10.2006 Искать точки соприкосновения

Мухтар Джакишев, президент Национальной атомной компании «Казатомпром» Дефицит уранового сырья заставляет ведущие мировые ядерные державы все чаще поглядывать в сторону Казахстана. Бывшая республика Советского Союза занимает второе место в мире по запасам урана, третье – по добыче. Выиграв судебный процесс по антидемпинговому разбирательству с американской компанией USEC, Казахстан, в отличие от России, продает уран в США по свободным мировым ценам.