Марина ХАЛИЗЕВА, журналист

В начале 2013 г. в Санкт-Петербурге завершился один из ключевых этапов строительства первой в мире плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС) "Академик Ломоносов". Специалисты компании "Балтийский завод - судостроение" в присутствии заказчика - концерна "Росэнергоатом", входящего в госкорпорацию "Росатом", - установили два 300-тонных бака металловодной защиты, выполняющих функции фундамента под реактор, биологического барьера и контура охлаждения. Референтная модель станции должна открыть перспективы для коренной модернизации энергетической инфраструктуры удаленных регионов нашей страны, снизить объемы северного завоза, обеспечить разработку месторождений полезных ископаемых в районах Крайнего Севера и на шельфе арктических морей.

"Академик Ломоносов" - представитель нового " класса мобильных энергетических установок. К их созданию атомная отрасль страны шла все последние годы. ПАТЭС родилась из опыта и знаний, накопленных несколькими поколениями ученых и инженеров, создававшими атомные установки для боевых и гражданских судов. До 1990-х годов у нас ежегодно производили по 12 энергоблоков корабельного назначения. Многолетняя интенсивная эксплуатация в суровых условиях океанских походов и ледовых навигаций подтвердила их энергетическую надежность и высокий уровень безопасности.

Состав ПАТЭС на базе плавучего энергоблока.

Эти обстоятельства и стали решающими при создании ПАТЭС - несамоходного судна с двумя реакторами КЛТ-40С суммарной электрической мощностью 70 МВт и максимальной тепловой 146 Гкал/ч. Как и корабль, станцию создают на судостроительном заводе и после комплексных испытаний сдают "под ключ", затем готовый к эксплуатации объект заказчик транспортирует водным путем к месту размещения. Принимающей стороне нужно только возвести вспомогательные береговые и гидротехнические сооружения, обеспечивающие установку этого плавучего блока и передачу тепла и электроэнергии потребителям. Отработав минимум 36 лет (3 цикла по 12 лет, между которыми судно будет уходить в док на замену выработавшего ресурс оборудования и перегрузку активных зон реакторов), станция отчалит от берега на технологическую базу отечественного атомного флота для утилизации. А здания и сооружения на площадке можно будет демонтировать промышленным способом (они не содержат радиоактивных материалов) или использовать для размещения нового энергоблока.

АРГУМЕНТЫ В ПОЛЬЗУ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

ПАТЭС приспособлена для работы в районах, удаленных от централизованного энергоснабжения. В России к таковым относятся Крайний Север (Камчатка, Чукотка, Якутия) и Дальний Восток, не входящие в Единую энергетическую систему. Именно они в первую очередь нуждаются в надежных и экономически приемлемых источниках энергии.

Сейчас основной вид генерации здесь - станции на дизельном топливе. Вырабатываемая на них электроэнергия из-за сложностей с доставкой горючего стоит дорого. Эксперты "Росэнергоатома" подсчитали: она превышает таковую в европейской части нашей страны более чем в 10 раз. Появление же в дальних регионах установок с малыми атомными мощностями (до 50 - 100 МВт) сулит существенное сокращение объемов привозного дизельного топлива и мазута, а также снижение стоимости электрической и тепловой энергии в 2 - 3 раза.

Важный аргумент в пользу установки здесь плавучих АЭС - модульное изготовление оборудования и сборка его в заводских условиях. В этом случае нет необходимости доставлять в удаленные географические точки большие объемы строительных материалов и рабочую силу. При этом подготовительные работы на месте стоянки могут идти параллельно с сооружением плавучего энергоблока. А это значит, что сроки возведения ПАТЭС уменьшаются по сравнению с наземными АЭС почти на два года. К тому же само судно (длина 144 м, ширина 30 м, водоизмещение 21,5 тыс. т) и береговая территория (0,8 - 1,5 га) занимают площадь на порядок меньшую, чем требуется для наземных станций. А это важнейший фактор в условиях ограниченной строительной базы арктических и дальневосточных районов.

И еще один довод в пользу мобильных АЭС - возможность их эксплуатации вахтовым методом. Общая численность основного производственного персонала будет составлять - 176 человек, из них 64 - сменный экипаж, проживающий на судне и меняющийся каждые четыре месяца. Заметим, на

Состав плавучего атомного энергоопреснительного комплекса.

Состав установки КЛТ-40С.

стационарных АЭС большой мощности работают тысячи специалистов. Даже самую маленькую - Билибинскую АЭС на Чукотке (4 энергоблока по 12 МВт) - обслуживают свыше 600 человек.

ИЗ ИСТОРИИ ПРОЕКТА

Первыми атомный реактор на плаву использовали американцы для обеспечения работы исследовательской базы в Антарктике (1962 - 1972 гг.) и Панамского канала (1966 - 1976 гг.), соединяющего Тихий и Атлантический океаны: судно "Sturgis", оснащенное ядерной установкой мощностью 45 МВт, питавшей энергией шлюзы и насосы перешейка, облегчало кораблям, направлявшимся на войну во Вьетнаме, транзитный путь. Благодаря этому военные дополнительно проводили до 2,5 тыс. кораблей в год. Правда, американский проект был скорее смелым инженерно-техническим экспериментом, чем

Компоновка плавучего энергоблока с реакторной установкой КЛТ-40С.

коммерческим образцом АЭС, утверждают наши специалисты. Но при этом подчеркивают: "Sturgis", наработав практический опыт, продемонстрировало возможность строительства плавучих АЭС.

Российские же атомщики, предложившие в начале 1990-х годов свой проект ПАТЭС, изначально разрабатывали его для энергоснабжения удаленных северных территорий. Проведенные тогда масштабные технико-экономические исследования в высоких широтах определили свыше 80 населенных пунктов, перспективных для размещения малых АЭС. Однако сложный и затяжной период рыночных реформ не способствовал развитию проекта. Дело сдвинулось с мертвой точки в 2000 г., когда "Росэнергоатом" подписал с крупнейшим судостроительным предприятием - Производственным объединением "Севмаш"* (г. Северодвинск Архангельской области) декларацию о намерениях построить энергоисточник нового поколения. Через два года компания получила лицензию Госатомнадзора РФ на сооружение объекта. А в 2005 г. после долгих оценок и экспертиз коллегия Федерального агентства по атомной энергии окончательно утвердила проект ПАТЭС (генеральный проектировщик станции - ЗАО "Атомэнерго", генеральный конструктор плавучего энергоблока - Центральное конструкторское бюро "Айсберг", обе организации из Санкт-Петербурга).

Знаковым в этой истории стал 2007 г.: именно тогда в Северодвинске на стапеле "Севмаша" заложили АЭС малой мощности, названную в честь первого русского ученого-естествоиспытателя Михаила Ломоносова (1711 - 1765)**. Но в конце 2008г. в связи с загрузкой предприятия оборонными заказами "Росэнергоатом" принял решение о передаче строительства головного блока в Санкт-Петербург, заключив в феврале 2009 г. с одной из ведущих судостроительных верфей - Балтийским заводом, входившим в Объединенную судостроительную корпорацию, контракт на достройку и передачу плавучего агрегата в эксплуатацию. Уже в мае 2009 г. питерские корабелы приступили к его стапельной сборке, а через год торжественно спустили на воду.

Однако в конце 2010 г. над проектом сгустились тучи. Банкротство кредитовавшего верфь "Межпромбанка" вызвало серьезные финансовые проблемы на Балтийском заводе. В итоге его акции оказались в доверительном управлении Объединенной судостроительной корпорации, при этом корпусные, механо - и электромонтажные работы на судне были заморожены. Достройку многострадального объекта возобновили спустя полтора года, когда корпорация, не желая упускать столь выгодное направление, создала компанию "Балтийский завод - судостроение", получившую все компетенции обанкротившегося предприятия, а также его трехтысячный трудовой коллектив. По условиям контракта она обязана сдать ПАТЭС к 9 сентября 2016 г.

Подчеркнем: "Росэнергоатом" осуществляет проект в тесной кооперации с научными, конструкторскими и производственными учреждениями, имеющими многолетний опыт в создании судов и атомных установок для морского флота. Кроме завода-строителя плавучего энергоблока, в этот круг входят Энергомашиностроительное предприятие "Электросила", Ижорские заводы, Научно-производственное объединение "Аврора" (Санкт-Петербург), Опытное конструкторское бюро машиностроения им. И. И. Африкантова (Нижний Новгород), Калужский турбинный завод и десятки других коллективов.

СЕРДЦЕ ПЛАВУЧЕЙ СТАНЦИИ

Нижегородские специалисты предложили для головной станции водо-водяной энергетический реактор малой мощности КЛТ-40С - это усовершенствованная модификация установок, эксплуатирующихся на наших атомных ледоколах "Таймыр" (1989 г.), "Вайгач" (1990 г.), лихтеровозе "Севморпуть" (1988 г.) и подводных лодках. Заметим, их суммарная наработка превышает 7000 реакторо-лет.

Энергоблок будет оснащен современными, так называемыми "пассивными" системами безопасности: они вступают в действие от самосрабатывающихся устройств без участия автоматики и оперативного персонала.

* См.: М. Хализева. Арктический проект "Севмаша". - Наука в России, 2013, N 2 (прим. ред.).

** См.: А. Уткин. Феномен личности Ломоносова. - Наука в России, 2011, N 6 (прим. ред.).

Барьеры защиты плавучей АЭС, препятствующие выходу радиоактивности в окружающую среду.

Реактор заключен в защитную оболочку, рассчитанную на давление, возникающее при разгерметизации его первого контура. Специальное ограждение защищает объект от падения вертолета, взрывной волны и других воздействий внешнего характера. Оно же препятствует выбросам радиоактивных веществ, хотя их уровень, как показывает опыт эксплуатации корабельных реакторов, невысок - не более 35 Ки в год, причем эта величина "набирается" в основном в ходе перегрузки тепловыделяющих сборок.

В установке малой мощности предполагают использовать так называемое "керметное" топливо (микрочастицы диоксида урана в циркониевой матрице), обладающее существенно большей емкостью урана, чем ядерное горючее для атомных ледоколов. Технология его производства позволяет создавать тепловыделяющие сборки с обогащением по урану-235 не более 20%, что соответствует требованиям МАГАТЭ по нераспространению ядерного оружия. Напомним: в ледокольных реакторах эти цифры составляют от 36 до 60% - это действительно требует особых условий при обращении с расщепляющимся материалом и дополнительных мер по их физической защите.

И еще одно преимущество "кермета": его структура позволяет локализовать 90% продуктов деления в гранулах U0₂. Даже если по каким-то причинам произойдет нарушение герметичности оболочки реактора, выход радиоактивных продуктов деления в контур теплоносителя при использовании таких композиций будет на несколько порядков меньше. Эффективно удерживая продукты деления, они служат дополнительным барьером безопасности и при этом обеспечивают длительную работу энергоблока без перегрузки.

Все радиоактивные материалы, накапливающиеся во время эксплуатации и перезарядки КЛТ-40С, будут перерабатывать и хранить на судне в специальных цистернах и контейнерах. Они компактны, имеют небольшой объем и низкий уровень активности, поскольку мощность энергоисточника невелика. За год объем жидких отходов составит 8 м³, а твердых - 2,5. В ходе ремонта (а его, напомним, будут проводить через 12 лет на северных базах в Мурманске, Северодвинске и в одном из промышленных центров Дальнего Востока городе Большой Камень) отработанное топливо выгрузят с борта. Пока станцию готовят к дальнейшей эксплуатации, ее место займет резервная.

Радиационную обстановку на площадке будет отслеживать автоматизированная система контроля. При этом, как показали расчеты, воздействие станции на окружающую среду ограничивается бортом судна. Что же касается дозовой нагрузки на человека, то в километровой зоне она составляет - 0,01 мбэр за год - это пренебрежимо малая величина по сравнению с естественным радиационным фоном (более 200 мбэр). Поэтому, утверждают атомщики, такие станции смело можно размещать в непосредственной близости от населенных пунктов.

СКОЛЬКО СТОИТ ПАТЭС?

Стоимость сооружения головного блока с 3 млрд. руб. в 2002 г. выросла до 14,1 в 2010 г. А сегодня, по данным некоторых средств массовой информации, ПАТЭС вкупе с инфраструктурой оценивают чуть ли не в 27 млрд. руб. Причем около 60% общих затрат идет на строительство плавучего энергоблока, береговых и гидросооружений, 27% - на создание двух реакторных установок, оставшиеся 13% - на паротурбинные установки и другое оборудование. Действительно, плавучая станция - объект не дешевый. Но смотря с чем сравнивать. Если с наземной АЭС аналогичной мощности, то цена плавучего энергоблока за счет применения технологий модульно-агрегатного строительства ниже. И по сравнению с другими судами с атомной энергетической установкой, например, с универсальным ледоколом нового поколения ЛК-60Я*, сооружаемым на том же Балтийском заводе, ПАТЭС выигрывает в цене (на тот придется затратить все 37 млрд. руб.). Не будем забывать, что речь идет о головном энергоблоке. Себестоимость второго и последующих, уверяет заказчик, снизится на 15 - 20%.

* См.: М. Малыгина. Универсальный ледокол для Арктики. - Наука и России, 2013, N 3 (прим. ред.).

ГДЕ ПОЯВИТСЯ "АКАДЕМИК ЛОМОНОСОВ"?

Еще два года назад первую из серии российских плавучих атомных электростанций планировали установить не позднее 2016 г. в Вилючинске на Камчатке. Энергетических проблем в регионе нет, но есть база атомных подводных лодок с готовыми специалистами, имеющими опыт работы с ядерными реакторами. В "Росэнергоатоме" был расчет на увольняемых из ВМФ в трудоспособном возрасте служащих, которых можно привлечь к работе. Более того, там уже начали вкладывать средства в обустройство станции: построили базу, подготовили кадры.

Однако в декабре 2012 г. концерн распространил в печати сообщение о том, что "Академика Ломоносова" все-таки разместят в Певеке. Как объяснил на брифинге в Москве генеральный директор концерна "Росэнергоатом" Евгений Романов, "тарифная составляющая в Чукотском автономном округе делает этот проект более привлекательным и более окупаемым". В этом регионе, напомнил он, расположена Билибинская АЭС с реакторной установкой мощностью 48 МВт - первый объект отечественной малой атомной энергетики, построенный еще в 1974 г. на вечной мерзлоте для обеспечения энергией развивающейся горнодобывающей промышленности Чаун-Билибинского района. И ПАТЭС может заменить мощности вырабатываемой в 2019 - 2020 гг. технологический ресурс наземной станции. Кроме того, на Чукотке более позитивное по сравнению с Камчатским краем отношение к атомной энергии: его жители поддерживают строительство плавучей теплоэлектростанции. В 2010 г. на общественных слушаниях "Оценки воздействия на окружающую среду деятельности по строительству и эксплуатации ПАТЭС" они выступили за ее размещение на своей территории.

Вообще-то у "Росэнергоатома" далеко идущие планы: создать до 2020 г. флотилию из семи плавучих атомных станций. Вслед за Певеком объекты малой энергетики могут появиться на Ямале, Таймыре, в Якутии и других районах Севера, где высока потребность в источниках тепла и электроэнергии. Впрочем, в концерне не исключают, что в отдаленной перспективе ПАТЭС "пропишется" и в Камчатском крае. Ведь поданным аналитиков, через десять лет на этом полуострове могут возникнуть проблемы с энергоснабжением, поэтому для развивающего производство региона дополнительные энергетические мощности будут не лишними. А опасения оппонентов по поводу размещения мобильной АЭС в сейсмоопасном районе (на Камчатке разгорелась дискуссия по этому поводу, особенно после аварии в 2011 г. на японской АЭС "Фукусима") в "Росэнергоатоме" считают несостоятельными. Один из проектировщиков ПАТЭС Виктор Иванюк в интервью "Российской газете" сказал: "Проект разработан с учетом карт сейсмического районирования. По расчетам, станция не пострадает при 10-балльном землетрясении и цунами. Высота цунами, которую мы предусмотрели, составляет 17 м при входе в Авачинскую губу и 4,2 м в предполагаемом месте расположения станции. Воздействие волн рассчитывалось математически и физически - в специальных бассейнах (была сделана модель бухты Крашенинникова в масштабе 1:100, где с помощью специальной установки моделировали волновые воздействия различной силы)".

Плавучие станции можно устанавливать не только в прибрежных морских акваториях. Осадка судна

- 5,6 м - дает возможность поднимать его по рекам на большие расстояния. В связи с этим "Росэнергоатом" изучает возможность размещения станции в поселке Усть-Куйга (Республика Саха) для энергоснабжения населения и объектов акционерного общества "Полюс", осваивающего золоторудное месторождение "Кючус". Кроме того, в непосредственной близости от этих мест располагаются и другие кладовые цветных металлов, разработку которых целесообразно осуществлять с применением энергии атома. Для речных вариантов в нижегородском конструкторском бюро предложили реакторную установку АБВ (атомная блочная водяная) мощностью 6 МВт с естественной циркуляцией теплоносителя.

В дальнейшем плавучие АЭС планируют использовать на этапах освоения месторождений нефти и газа на полуострове Ямал, на шельфе арктических* и дальневосточных морей, а также для обеспечения транспортировки углеводородов. Только на Штокмановском газоконденсатном месторождении в Баренцевом море**, по оценкам "Газпрома", потребуются две плавучие атомные станции, на новых разработках Ямала - как минимум три.

ЭКСПОРТНЫЙ ВАРИАНТ

Плавучие энергоблоки могут быть востребованы и за пределами России. Речь идет прежде всего о странах с засушливым климатом. Для них специалисты Опытного конструкторского бюро машиностроения им. И. И. Африкантова подготовили вариант атомного энергоопреснительного комплекса, способного производить не только электроэнергию, но и качественную питьевую воду из морской воды. В сутки он может выдать от 40 до 240 тыс. т ценного продукта. В нем особенно нуждаются жители Азиатско-Тихоокеанского региона, Латинской Америки и Ближнего Востока. Согласно мировым оценкам, дефицит пресной воды там к 2025 г. возрастет в шесть раз. Интерес к таким установкам уже выразили Катар, Малайзия, Индонезия, Китай и другие южные страны.

"Росэнергоатом" предлагает на основе долгосрочного договора продавать зарубежным потребителям только электроэнергию, тепло и пресную воду. При этом станция, на которой будет вахтовым методом работать наш экипаж, останется в собственности России. Покупателю это выгодно: он получит стратегический продукт, не создавая собственную дорогостоящую инфраструктуру для обращения с ядерными и радиоактивными материалами. И продавцу тоже: он сохранит режим нераспространения технологий двойного назначения, поскольку после эксплуатации плавучего энергоблока тот возвратится в Россию вместе с отработавшим топливом.

* См.: Н. Богданов. Богатство российского шельфа. - Наука в России, 2003, N 4 (прим. ред.).

** См.: Е. Велихов и др. Газ, нефть и лед. - Наука в России, 1994, N 3 (прим. ред.).