Второй атомный проект

Б.Г.Гордон, директор НТЦ ЯРБ, профессор МИФИ

Атомная энергетика имеет много особенностей, отличающих ее от других промышленных отраслей. Одна их них – эсхатологичность ее экономики: если безопасность атомных объектов не будет обеспечена, энергетике наступит конец. Иными словами, второй Чернобыль остановит развитие атомной энергетики в России, а несколько крупных аварий предопределят сворачивание атомной энергетики даже во Франции, где «атомное» электричество составляет 75 % в электроэнергетике. Атомную энергетику сравнивают с канатоходцем, крупная авария – дамоклов меч, сопровождающий ее будни.


С житейской точки зрения в таком состоянии нет ничего страшного. Все мы живем, осознавая свою временность. Причем вероятность смерти от естественных причин значительно выше, чем вероятность крупной ядерной аварии. Для разных возрастов она колеблется около 10-2. Принципиальная разница состоит в том, что смерть индивида неотвратима, а аварии можно избежать на 40-60 лет – срок эксплуатации атомной электростанции (АЭС).

Вместе с тем ни одна отрасль в таких условиях не работает. Аварии происходят везде: на транспорте, в шахтах, химических производствах … Гибнут люди, падают самолеты, взрываются аппараты, горит нефть … Это цена промышленного развития, повышения производительности труда, концентрации энергии. Ни в одной технологии так не сконцентрирована энергия, как в атомной, причем скачок в концентрации ядерной энергии по сравнению с химической – более, чем три порядка. Никогда аварии не сопровождаются такими длительными последствиями, как радиоактивное загрязнение окружающей среды. И нигде эти последствия не распространяются столь широко по земному шару. Это родовая особенность мировой атомной энергетики: глобальное воздействие возможных тяжелых аварий.

В силу этих особенностей экономические закономерности в атомной энергетике искажены. В любом производстве существует баланс между ростом производительности, сокращением затрат и безопасностью. Толщина стен трубопроводов, качество их металла, частота проверок и ремонтов влияют на издержки производства и на его безопасность. Например, на шахтах основная причина аварий – взрыв метана. Можно везде добывать уголь открытым способом, тогда эта причина будет устранена, аварии прекратятся, люди перестанут гибнуть. Только уголь станет золотым так же, как энергия на угольных электростанциях, а окружающая среда при добыче угля открытым способом будет более загрязняться.

Любая технология начинается с исходных материалов и завершается конечным продуктом, который используется человеком. Исходные материалы – воздух, вода, а также то, что произрастает на поверхности земли и содержится в ее недрах. Энергетика – не исключение, при этом часть ее используется в промышленном производстве, а часть напрямую потребляется как конечный продукт. Этот продукт скоропортящийся, потребляемый очень неравномерно, исчезающий при хранении и транспортировании, как сухой лед. Причем для пользователя «атомное» электричество ничем не отличается от произведенного на тепловых или гидроэлектростанциях.

Атомное ведомство было образовано в 1945 г. для использования в военных целях нового вида энергии, выделяющейся при делении ядер. Пересмотрели разные типы ядерных реакторов применительно к различным военным задачам. Выбрали те, которые наиболее быстро, эффективно на базе имевшихся технологий способны решить поставленные задачи. В начале 50-х годов попробовали на базе разработанных конструкций ядерных реакторов производить электричество. В обычной промышленности головные образцы продукции дороги, а последующие – по мере их совершенствования дешевеют. Но атомная энергетика имела дело с принципиально новым и весьма концентрированным источником энергии. Сооружение АЭС сопровождалось исследованиями особенностей нового энергоисточника, моделированием аварий, изучением их последствий. И чем больше узнавали об авариях,  тем дороже становились системы безопасности, создававшиеся не для получения энергии, а для предупреждения возможных аварий на выбранных типах реакторов. То есть конструкции всех действующих сегодня в мире ядерных реакторов создавались для военных задач: для наработки плутония, движения винтов и т.п. А с помощью систем безопасности эти конструкции адаптировались, подгонялись для мирных целей. На сегодняшний день по различным расчетам стоимость самих систем безопасности составляет 15-25 % от стоимости всей АЭС, а если учесть все технические решения, принятые в проектах АЭС для обеспечения безопасности, боюсь, доля затрат на предотвращение аварий и ограничение их последствий станет еще большей.

В разных странах по-разному относились к коммерческой выгоде АЭС. В США в середине  70-х еще до аварии на Три-Майл-Айленд, заявки на лицензирование АЭС прекратились вовсе. Там уже строились и эксплуатировались более 100 энергоблоков, больше, чем где бы то ни было. Франция и Япония активно сооружали АЭС, обеспечивая свою энергонезависимость. В СССР строительство АЭС стимулировалось скорее политическими причинами. Чернобыль затормозил развитие атомной энергетики, атомной науки, образования, инженерии и техники во всем мире. Вместе с тем в 80-е появились новые заманчивые для молодежи  и бизнеса технологии.

Все эти 20 лет атомная энергетика болела, старела, но не сдавалась. Атомщики самоотверженно трудились в нелегких условиях распада страны, неплатежей, инфляции, дефолта. Неуклонно росла выработка электроэнергии, обосновывалось продление сроков эксплуатации старых энергоблоков, сооружались и вводились новые. Самое главное - не было ядерных и радиационных аварий, то есть не было превышения радиационного воздействия сверх достаточно жестких действующих норм. А не так, как в других отраслях, где люди погибали или калечились.

В этих условиях в России происходит переворот парадигмы, как говорится, знаковое событие: образована государственная корпорация «Росатом» на базе предприятий, подведомственных федеральному агентству «Росатом»,  и вступил в силу федеральный закон об этой госкорпорации.  В СССР вагончик энергетики был прицеплен к локомотиву атомной бомбы. Огромные средства тратились на решение военных задач, и кое-что перепадало на мирные цели. Сейчас к вагончику хотят приделать собственный двигатель и, если не сделать его ведущим, то по крайней мере существенно его разогнать по путям, параллельным военным технологиям. 

Я не отношусь к поклонникам тоталитаризма, но приходится признать, что он доказал способность концентрировать средства и ресурсы, фокусируя их адресно на необходимых направлениях. Первый атомный проект – тому пример, хотя США показали, что подобное возможно и в демократической стране. Нужно только грамотно распоряжаться предоставленными возможностями.

Полтора трлн. руб. рассчитывают направить на развитие атомной энергетики в течение 9 лет только по федеральным целевым программам. Половину этих средств предстоит получить от собственных средств госкорпорации и инвесторов, половину – из федерального бюджета. Чтобы привлечь инвесторов, произведена реструктуризация отрасли. Создана корпорация, управляющая ядерно-оружейным комплексом за счет оборонного заказа и других чисто бюджетных средств, и ядерно-энергетическим комплексом, объединенным в компанию «Атомэнергопром», - за счет средств самой компании, федеральных целевых программ и частных инвестиций.

Перед корпорацией стоят огромные социально-экономические задачи:
       -    совершенствование    образовательного   комплекса   для   атомной
            технологии,     включая    строительные,    машиностроительные,
            теплотехнические и чисто атомные специальности среднего и высшего 
            образования;
        -   удержание и омоложение атомной науки, которая ведь не делится на
            военную и гражданскую, а сосуществует в конкурентном
            сотрудничестве;
        -   воссоздание специализированного строительно-монтажного и
            пусконаладочного комплекса, который практически утерян за    
            прошлые годы, с традициями   дисциплины, высокого качества работ,  
            технической оснащенности и т.п.;
        -   создание прочных производственных связей с машиностроительными,
            электротехническими заводами, строительными комбинатами,
            предприятиями электро- и электронной аппаратуры, свободно
            конкурирующими на рынке, которых следует заинтересовать в
             специализации применительно к атомной отрасли;
        -    совершенствование и расширение эксплуатационного персонала,
             также  специализированного для атомной энергетики.

В федеральном законе о госкорпорации необходимые полномочия предусмотрены, и, разумеется, все перечисленные мероприятия в различной степени уже выполняются. Но при этом возникает новое никогда прежде не бывшее обстоятельство: на каждый рубль, потраченный на перечисленные цели из бюджета, корпорация должна затратить из своих средств или привлечь рубль инвесторов, заинтересованных в скорейшем и качественном выполнении этих мероприятий.

Конечно, это не однодневные процессы. Вначале за бюджетные средства должен быть создан задел, который будет достаточен для образования собственных инвестиционных средств и заманчив для привлечения сторонних инвесторов. Для этого надо продемонстрировать, что средства тратятся эффективно, то есть бизнес-план должен сопровождаться прозрачной, открытой программой сокращения издержек. Эта программа должна бы висеть на сайте Атомэнергопрома с поквартальными отчетами о ее исполнении.

Потенциальные инвесторы – это крупные компании, расширяющие свои активы в энергодефицитных регионах, сами регионы, заинтересованные в привлечении инвестиций и промышленном развитии, энергогенерирующие компании и т.п. Вкладывать средства в объекты, наполовину поддержанные бюджетом, кажется выгодным. Но есть ведь другие варианты. Тепловые станции тоже поддерживаются государством за счет сохранения внутренних цен на газ и уголь, регулирования тарифов на электроэнергию и т.д. Так что принятие решения – это оптимизационная задача со многими неизвестными, к  числу которых относится и способность Атомэнергопрома выполнять перечисленные выше мероприятия.

В последнее время стало модным критиковать нынешнюю администрацию Росатома. Все мы испытываем понятный скептицизм по отношению к любому начальству, но надо ему и отдавать должное. Деньги в отрасль привлечены. Необходимые законы приняты. Организационные проблемы реструктуризации решаются. Два года назад я отметил*, что Росатом сделал два важных шага в нужном направлении: решение проблем прежней деятельности и развитие атомной энергетики в настоящем. И надо сделать третий шаг: обеспечить будущее, принять решение, на каких технических средствах предлагается развитие атомной энергетики. То есть продумать стратегию на 50-100 лет, экстраполируя имеющиеся знания.

Атомный ренессанс начнется не тогда, когда мы продекларируем сооружение двух десятков АЭС на технике, выросшей из военных прототипов. А тогда, когда будет организован, действительно, «Второй атомный проект», цель которого поиск принципиально иных революционных типов ядерных реакторов, разработанных специально для энергетики. Отличие этих реакторов от практически всех конструкций, имеющихся в настоящее время, должно быть в том, чтобы они удовлетворяли требованиям детерминистского исключения тяжелых аварий.

Ходят слухи, что такая третья федеральная целевая программа «Ядерные энерготехнологии нового поколения», имеющая целью инновационное развитие атомной энергетики, уже готова на Ордынке. Недавно В.В. Путин дал поручение Росатому представить эту программу в 2009 г. в правительство.

Но она мало известна атомной общественности, не достаточно обсуждается, не анализируется. Это позволяет строить догадки, что опять в качестве «инноваций» будут предложены давно известные конструкции ядерных реакторов примерно те же, что в американской программе G-4. Это значит, что опять, как в 50-е годы на выбор типов энергетических реакторов окажет влияние результат «взаимного подглядывания» с США. 

Еще с советских времен многие технологии развивались с оглядкой на Запад, по тамошним образцам. Думается, это происходило не потому, что Россия бедна талантами, а потому что всякое принципиально новое, по определению, не с чем сравнить. Лицам, принимающим решения, удобнее и безопаснее реализовывать уже действующие эволюционные проекты, чем новые, революционные, которые еще неизвестно чем обернутся. И как говорил один из героев Киплинга: «Кажется, здесь начинается та же история».

Существует мнение, будто проекты эволюционных реакторов становятся все более совершенными и вероятность тяжелых аварий на них снижается за счет применения пассивных систем безопасности, совмещения функций, увеличения знаний и т.п. Боюсь, что это такая же иллюзия человеческого разума, как мираж для нашего зрения. Человеческий фактор – неустранимое неизвестное во всех вероятностных расчетах – основная причина любых аварий, ограничивающая выбор. Можно годами шлифовать технологию, но вклад человеческого фактора в вероятность тяжелых аварий может быть уменьшен только при переходе к иным технологиям.

Хорошо, когда «расцветают все цветы», но «пряников сладких всегда не хватает на всех». Тут-то руководству Росатома и должно пригодиться важнейшее менеджерское качество: принимать решение в условиях не только недостатка информации, а сознательного, пристрастного, упрямого ее искажения. Все участники, их мнения и аргументы давно известны. За каждым стоят изрядно одряхлевшие коллективы под звучными названиями. Каждый обременен степенями, званиями, регалиями и убежден в своей правоте. Навряд ли  здесь удастся добиться какого-либо консенсуса. Возможен только временный сговор. Но два обстоятельства надо иметь ввиду. 

Одно из них – упомянутая выше особенность атомной энергетики: эсхатологичность ее экономики. Так называемые экономические обоснования, базирующиеся на сегодняшних ценах на топливо, оборудование и т.п., степень сегодняшней проработанности проектов, наличие и величина опыта эксплуатации прототипов – все эти и подобные им факторы должны приниматься во внимание, но не определять выбор.

И другое, главное  обстоятельство, из которого следовало бы исходить, - это внутренняя самозащищенность, естественная безопасность, то, что называется детерминистски обеспеченная безопасность. Только  реакторы, обладающие этим свойством, могут стать основой широкомасштабной энергетики будущего.

Мне приходится вновь повторять этот тезис, потому что и у нас, и на западе, создавая новые модификации известных прототипов, твердят об их экономичности, эффективности, конкурентоспособности, но упоминают об исключении тяжелых аварий, как о девственности невесты. Сейчас возникла возможность реализации какого-нибудь из квазиинновационных проектов частными инвесторами. И хотелось, бы, чтобы они это делали, ясно отдавая отчет о существующем состоянии дел, финансовых рисках и т.п.

Представляется, что третья федеральная целевая программа должна быть направлена принципиально на иные цели. Не вынимать из запасников военных технологий все новые типы реакторов, которые по разным причинам не были востребованы в ядерном оружейном комплексе. Не тратить деньги на доводку корабельных, космических, транспортных и иных проектов. 

Следовало бы провести экспертную инвентаризацию всех уже имеющихся предложений и проектов реакторов по известным критериям:
          - детерминистская безопасность,
          - обращение с ОЯТ и РАО,
          - нераспространение,
          - применимость   в   энергетике   (экономичность,   технологичность, 
            конкурентоспособность и т.п.).

А так как каждый из экспертов сам является автором некоторых из этих проектов, то скорее всего имеющиеся конструкции реакторов будут забаллотированы, так как изначально разрабатывались для других целей и по иным приоритетам. Тогда на этой базе знаний, на имеющемся опыте следовало бы сформулировать требования к энергетическому реактору различной мощности, к его основным элементам: твэлу, теплоносителю, активной зоне, исходя из перечисленных критериев. 

Третья программа должна быть направлена на совершенствование образования в ядерных вузах и факультетах, на подготовку молодых специалистов, на пробуждение фантазии теоретиков. Чтобы сформулированные требования служили ориентиром дипломных проектов и аспирантских работ. Кстати сказать, создание Национального исследовательского ядерного университета,  Международного ядерного университета – это очень правильные и своевременные шаги. Федеральная программа должна бы поддерживать именно эту активность.

На сегодняшний день не так уж много типов реакторов, конструкторы которых исходили из приоритета детерминистской безопасности. Разумеется, все они недостаточно проработаны, недостаточно обоснованы по сравнению с ВВЭР, так как их авторы зачастую занимались ими факультативно, без достаточной поддержки. Может быть вообще не на них надо делать ставку. Они тоже придуманы немолодыми людьми на излете творческой активности. Второй атомный проект должен был бы создать условия для вовлечения молодых людей в эту деятельность. Если это не удастся, любые сегодняшние решения обречены. А если удастся, то все наработанное и известное будет использовано для новых решений. Вот тогда-то работы хватит всем, кто еще останется в живых.


* Гордон Б.Г.  Размышления о будущем атомной науки. Бюллетень по атомной энергии, № 4, 2007.

назад

Материалы из архива

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.

2.2006 Как приватизировали АЭС в Великобритании

Джон Дайнан, консультант Европейской комиссии на площадке Смоленской АЭС Джон Дайнан – не случайная личность в атомной энергетике. Начиная с 70-х годов, он активно работает в сфере производства электроэнергии. В 90-е годы прошлого века Джон Дайнан стал свидетелем подготовки и проведения акционирования, приватизации атомной энергетики Великобритании, а также создания генерирующей компании British Energy.

11.2009 Щит будущих поколений

Евгений Трифонов, gazeta.ruОдин из главных вопросов оборонной политики России – разумно ли ядерное разоружение страны в условиях появления все новых и новых ядерных держав. Чуть более полумесяца остается до 5 декабря, когда Россия и США должны представить согласованный Договор по стратегическим наступательным вооружениям, но сблизить позиции двух стран пока не удается. Вашингтон желает сохранить жесткий контроль над российскими мобильными межконтинентальными баллистическими ракетами «Тополь», с чем не согласны в Москве.