В Вене в штаб-квартире МАГАТЭ с 16 по 20 сентября 2019 года прошла работа очередной, 63-ей по счёту сессии генеральной конференции атомного агентства.
На полях сессии китайской делегацией было организовано мероприятие, участие в котором принял главный инженер по атомной энергетике корпорации SPIC и генеральный конструктор CAP-1400 Чжэн Мингуан (Zheng Mingguang).
Шесть главных проблем
В своём выступлении Чжэн Мингуан остановился на шести главных проблемах, с которыми сталкивается сегодня атомная энергетика в Китае и мире.
Первая из них – дефицит доверия. Ядерные инциденты сказались на политике правительств и подорвали общественную приемлемость атомной энергетики.
Вторая проблема – недостаточная конкурентоспособность атомной энергетики. Новые энергетические сектора, такие как солнечная и ветряная энергетики, развиваются в технологическом плане быстрыми темпами, и пространство для атомной энергетики сжимается.
Нехватку квалифицированных инженерных кадров и узость цепочек поставщиков китайский специалист назвал третьей проблемой. Её последствием стало затягивание с реализацией новых проектов по строительству АЭС.
Проблема под номером четыре также носит глобальный характер. Отрасли не хватает глобального стратегического планирования для того, чтобы приступить к эффективной переработке ОЯТ. Чжэн Мингуан признал, что решение данной проблемы будет «трудным и сложным».
Следующая проблема касается старых энергоблоков. Их непросто доводить до сегодняшнего уровня требований по безопасности и они требуют больших усилий и затрат при обслуживании.
Наконец, шестая проблема – дефицит интереса к атомной отрасли у молодёжи и специалистов.
Рост энергопотребления
Несмотря на все стоящие перед атомом проблемы, Чжэн Мингуан уверен, что у атомной энергетики в мировом масштабе есть будущее.
Он объясняет это тем, что энергопотребление на Земле будет неуклонно возрастать. В частности, он привёл следующую оценку – к 2050 году потребление энергии в мире увеличится как минимум вдвое по сравнению с сегодняшним уровнем.
Основными факторами, которые будут давать вклад в рост энергопотребления, Чжэн Мингуан назвал следующие:
— расширение применений технологии обработки big data; центры обработки данных будут требовать всё больше и больше энергии по мере развития цифровой экономики;
— внедрение технологий искусственного интеллекта, массовый переход на сети 5G, а в будущем и на сети 6G;
— увеличение доли электротранспорта, включая электромобили;
— индустриализация и модернизация существующих производств;
— повышение уровня жизни и продолжающиеся процессы урбанизации;
— другие направления развития экономики.
Возможности ископаемого топлива покрыть требования по энергопотреблению сдерживаются экологическими требованиями, гидроэнергетика имеет ограниченный ресурс. Солнечная и ветряная энергетики будут развиваться быстрыми темпами, но они плохо подходят для несения базовой нагрузки.
Именно поэтому, считает Чжэн Мингуан, у атомной энергетики в обозримом будущем есть резервы не только для сохранения, но и для развития.
Пути решения
Что же делать с теми основными проблемами, которые были рассмотрены в начале выступления? Не претендуя на всеобъемлющие ответы, докладчик остановился на двух проблемах.
Восстановить доверие к атомной энергетике возможно следующим образом:
— нужно обеспечить невозможность возникновения тяжёлых аварий на АЭС за счёт внутренне присущей и надёжной ядерной безопасности реакторов и высокой культуры безопасности;
— ни один инцидент или авария не должны приводить к последствиям для населения и, тем более, к его эвакуации;
— следует создать эффективную систему коммуникаций с общественностью и уделять повышенное внимание образовательным аспектам, в том числе, для детей;
— должна быть решена проблема обращения с ОЯТ;
— также необходимо разработать и принять всеобъемлющую систему ядерного законодательства и создать эффективную и независимую систему анализа ядерной и физической безопасности, а также обеспечить соблюдение гарантий в связи с ДНЯО.
Для проблемы недостаточной конкурентоспособности атомной энергетики Чжэн Мингуан видит следующие пути решения:
— требуется обеспечить оптимальный баланс между безопасностью и экономикой путём непрерывной разработки и внедрения технологических инноваций;
— необходимо сформировать в полной мере цепочки поставщиков для реакторов III поколения;
— следует расширить область применения атомной энергии и двигаться в сторону многофункциональных проектов, что в особенности касается малых модульных реакторов (электроэнергия, производство тепла, опреснение, производство водорода);
— нужно разработать реакторы «новой философии» (топливо лучше, эффективность и безопасность выше, возможности для бридинга, и так далее);
— также крайне желательно сформировать и запустить международную платформу для ЗиП, расходников и оборудования, что позволит сократить расходы на профилактику и ремонт энергоблоков АЭС.
Потребности Китая и корпорация SPIC
В следующей части своего выступления в МАГАТЭ Чжэн Мингуан кратко остановился на потребностях Китая и дал представление о корпорации SPIC, в которой он трудится.
В Китае упор на электроэнергию нужно делать в восточных районах. На слайде ниже по тексту это побережье (Eastern Coastal Areas), где есть потребность в базовой генерации, и регион Hunan-Hubei-Jiangxi. Названный регион нуждается в электроэнергии, но его особенность в том, что он континентальный, и многие проекты АЭС для строительства там придётся дорабатывать.
По мере продвижения на север Китая возникает больше потребностей в тепле. Два перспективных региона для атомной энергетики – северо-восток КНР и западные регионы страны.
Для электрогенерации Китай сегодня располагает несколькими проектами реакторов большой мощности – CAP-1400, CAP-1000, CNP и HPR-1000. А для множественных применений, включая производство бытового и промышленного тепла, предлагаются малые модульные реакторы, в том числе «Land Star» и «Ocean Star».
Корпорация SPIC образовалась в Китае путём слияния компаний SNPTC и CPI. Сегодня корпорация входит в число трёх разработчиков реакторных технологий в Китае и при этом охватывает весь комплекс направлений в энергетике.
По состоянию на 31 августа 2019 года, в корпорации работает 130 тысяч человек. Общая стоимость активов корпорации – 1,13 триллиона юаней (порядка 159 миллиардов долларов). У неё есть две котируемые дочерние компании в Гонконге и пять котируемых дочерних компаний в материковом Китае.
Корпорация владеет генерирующими мощностями в таких секторах как ветер, солнце, атом, гидро, ископаемое топливо и газ. В общей сложности, SPIC располагает 145 ГВт мощностей, причём 43% электроэнергии корпорация производит на «чистых» мощностях.
Корпорация отвечает за два приоритетных национальных проекта – по развитию реакторных технологий и по созданию газовых турбин большой мощности. Ведёт работы в сфере водородной энергетики – так, к зимней Олимпиаде 2022 года в Пекине корпорация поставит 1000 автобусов на водородном топливе.
На мировом рынке корпорация присутствует в 45 странах. Страны присутствия и краткая сводка по мощностям приводятся на слайде ниже.
Ожидаемые инновации
Чжэн Мингуан коснулся в своём выступлении темы о том, в каких инновациях нуждается атомная отрасль.
Отрасли нужны новые материалы – прежде всего, для создания топлива с повышенным уровнем внутренне присущей безопасности. Такое топливо позволит в будущем значительно упростить системы безопасности АЭС и, соответственно, сократить расходы на их проектирование, изготовление, монтаж и обслуживание.
Чжэн Мингуан перечислил некоторые требования к новым материалам. Среди прочего, они должны работать при глубоких выгораниях, высоких температурах и давлениях, в условиях агрессивной коррозии, при высокой влажности, в тяжёлых радиационных условиях, при сильной вибрации.
Не менее важно научиться определять и понимать причины отказа материалов в условиях нормальной эксплуатации и при отклонении от них. Причём важно научиться хорошо предсказывать поведение новых материалов расчётным путём.
Среди перспективных направлений реакторного материаловедения Чжэн Мингуан назвал ДУО-стали, мартенситные стали, интерметаллические сплавы, защищающие от коррозии керамические слои.
Он также предложил уделять повышенное внимание новым производственным методам, в первую очередь, интеллектуальному производству с широким применениям цифровых технологий.
Чжэн Мингуан вернулся к теме информационных технологий. Современные и ожидаемые в обозримом будущем IT-системы станут не только крупными потребителями электроэнергии, но также позволят создавать гибридные энергетические микросистемы, включающие в себя разные виды генерации, включая атомную.
Возможность работы в подобных системах необходимо принимать во внимание при создании новых реакторных проектов.
ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru
