Гелисханов Ислам Зелимханович "Современное состояние и перспективы развития атомной энергетики в РФ" Аналитический отчёт

1. Современное состояние и
перспективы развития
атомной энергетики в РФ
Гелисханов Ислам Зелимханович

2. Атомная энергетика
- отрасль энергетики, занимающаяся получением и
использованием ядерной энергии. Для получения ядерной
энергии обычно используют цепную ядерную реакцию деления
ядер урана-235 (U-235) или плутония(Pu). Ядерная энергия
производится в атомных электрических станциях (АЭС).

4. Технологическая цепочка

5. АЭС: структура комплектации
5
Оборудование машинного зала
Оборудование реакторного Турбина Вспомогательное оборудование
отделения
Электротехническое
Реактор оборудование
Генератор
Насосное
Парогенератор оборудование
АЭС
Транспортно-
Теплобменники технологическое
Оборудование
Срок изготовления длинноциклового оборудования от 1го до 3х лет

6. Принцип действия АЭС
(на примере двухконтурного
водо-водяного энергетического реактора - ВВЭР)

7. Атомная энергетика в мире
В 2009 году во всем мире в эксплуатации находилось 438 ядерно-
энергетических реакторов с общемировой мощностью АЭС – 372 ГВт.
Доля АЭ в электроэнергетике разных стран мира

8. Крупнейшие производители ЯЭ (в млрд. кВт/ч)
806,2
419,8
241,3
152,1 144,3 140,9
88,3 84,5
65,3 61,3
США ФРАНЦИЯ ЯПОНИЯ РОССИЯ КОРЕЯ ГЕРМАНИЯ КАНАДА УКРАИНА КИТАЙ ШВЕЦИЯ

9. Расположение АЭС на карте мира

10. Энергетические вызовы XXI века
• Рост удельного потребления энергии в развивающихся
странах и его сближение с удельным энергопотреблением
в развитых странах
• Рост глобального потребления энергии: утроение к
середине века
• Рост цен на органическое топливо
• Вредное влияние на климат атмосферных выбросов
энергетики

11. Прогноз роста энергетики мира до 2030 года

12. Прогноз по увеличению выбросов CO2 в мире

13. Прогноз роста установленной мощности
АЭС в мире до 2030 года

14. Дисбаланс топливной корзины
Северная
Америка
28% 19%
29% 17%
18% Европа
45%
15% 18%
17% 19% 42%
13% Россия и СНГ
АТР
Ближний Восток
11%
Северная Африка
Южная и Центральная 34% 3% 13% 56%
2% Америка
10%
56% 12%
16%
15% 0%
4%
58%
15% Южная Азия
68%
19%
69% Сохранение текущей структуры топливной корзины на
горизонте 2030 г. не возможно, в частности:
Африка
южнее Сахары
Рост потребления нефти требует ввод новых источников с
суммарным объемом 60 - 100 млн. баррелей в сутки (текущее
Развертывание атомной энергетики не суточное производство - 86 млн. баррелей).
Уголь Атом
имеет альтернативы в качестве одного из Сохранение доли угольной генерации потребует
Гидро Нефть инструментов оптимизации топливно- дополнительно 2,3 млрд. тонн угля (текущая добыча: 4,9
Газ Прочие энергетического баланса и условия млрд.) - инфраструктурно трудно реализуемо и экологически
экономического развития неприемлемо при сохранении современных технологий

15. Масштаб развития атомной энергетики
268 177
90
315
203 341
225 35
111
138 Россия и СНГ
Северная Америка
105 206
Европа
24
30
0 4
3 75
27
13 Ближний Восток
4 Северная Африка Южная Азия
Южная и Центральная АТР
Америка
9 15
2
Африка
Установленная южнее Сахары
мощность АЭС, ГВт
2005
2020
Оптимизация топливной корзины требует расширения доли АЭС в мире как минимум до 25%.
2030
Прогноз: утроение масштаба энергетики на атомной технологии в горизонте до 2030 года;
резкий старт процесса строительства ожидается в период между 2011 и 2013 годами.

16. Атомная энергетика: преимущества
• обладает практически неограниченными ресурсами топлива
• является экологически более чистым источником энергии
• обладается высокой единичной мощностью: 1000—1600 МВт на
энергоблок АЭС
• обеспечивает производство электричества, тепла и водорода
• эффективна и экономически доступна для регионов мира
• обладает возможностью размещения АЭС в регионах,
расположенных вдали от крупных водноэнергетических ресурсов,
крупных месторождений, в местах, где ограничены возможности
для использования солнечной или ветряной электроэнергетики
• менее чувствительна к дестабилизирующим факторам
экономической и политической обстановки

17. Атомная энергетика: недостатки
• большие объемы работ по добыче урана
• зависимость от наличия месторождений, их принадлежности и
качества
• дорогостоящие работы по обогащению и разделению изотопов
• малая доля использования в реакторе ядерного топлива
• большое количество радиоактивных отходов
• большое количество отработанного топлива
• затраты, необходимые для обеспечения радиационной и ядерной
безопасности
• затраты, необходимые для вывода энергоблоков из эксплуатации
• облучение персонала атомных станций
• необходимость обеспечения сохранности критических ядерных
материалов

18. Для решения проблем глобальной энергетической
безопасности XXI века необходима принципиальная
переоценка роли атомной энергетики:
• демонстрация нового, более высокого уровня безопасности,
который должен быть воспринят обществом. Это требование
относится ко всем элементам топливного цикла: атомная
станция, реактор, отработавшее ядерное топливо, его
хранение, транспортировка, переработка,
захоронение
• рост масштаба и доли ядерных мощностей в
электроэнергетике стран мира
• замещение органического топлива в промышленности и
народном хозяйстве путем использования атомной энергии
для технологических процессов и производства водорода

19. Производство и распределение водорода
(перспектива)

20. К 2050 году может потребоваться
50-100 энергокомплексов с ВТГР
Факторы формирования «водородной экономики»:
Сокращение запасов и Повышение энергетической
безопасности стран-потребителей Производство водорода из
удорожание углеводородного
углеводородов органического сырья и воды
топлива в мире
Снижения опасности Мировое производство Использование водорода в
«парникового эффекта» за водорода, млн. тонн той или иной химической
счет использования в 800 форме для
качестве топлива водорода аккумулирования энергии
50
2006 2100
Крупномасштабное Использование
производство водорода на водородных топливных
атомных элементов в
энерготехнологических Рост потребности автомобильном
комплексах Нетоксичность транспорте.
водорода в
водорода
промышленности
Ожидаемые потребности в водороде к 2050 г. могут быть обеспечены сооружением
50-100 4-х блочных АЭТС с ВТГР с производительностью 25-50 млн. т водорода в год 20
для России и внешнего рынка

21. Международные центры
ядерного топливного цикла

22. Российская атомная энергетика
5% - мирового рынка атомной электрогенерации
15% - мирового рынка реакторостроения
8% - мировой добычи природного урана
45% - мирового рынка обогащения урана
17% - мирового рынка ядерного топлива
15% - мирового рынка конверсии отработанного топлива

23. Сырьевая база: УРАН

24. Объекты атомного сектора в Российской Федерации
31 действующий энергоблок АЭС
4 энергоблока АЭС - подготовка к выводу из эксплуатации;
4 энергоблока АЭС – сооружение;
904 завода-изготовителя;
540 предприятий и организаций, выполняющих работы
и предоставляющих услуги
67 предприятий ЯТЦ:
15 промышленных реакторов, 30 ЯУ по переработке ЯМ,
12 пунктов хранения ОЯТ, 44 хранилища ЯМ,
190 хранилищ ТРО, 21 хранилище ЖРО.
75 исследовательских ядерных установок;
6397 радиационно опасных объектов народного хозяйства.
28 объектов атомного флота: 10 атомных ледоколов,
6 судов АТО, 2 пункта хранения ЯМ, 2 пункта хранения РАО,
1 плавучий завод по переработке ЖРО,
1 плавучий энергоблок (сооружение), 6 стендов прототипов.

25. Проблемы энергетики России
• ускорившийся рост экономики потребовал увеличения
темпов роста электроэнергетики
• преимущественное использование природного газа
(более 75% в топливном балансе ТЭС)
• основная доля традиционных энергетических ресурсов
России расположена за Уралом, а большая часть
потребителей - в Европейской части страны

26. Масштаб развития электроэнергетики России
2007  2030г
1000 млрд. кВтчас 1900 2500 млрд. кВт час
17
31
5 585 760
13 27 4
12
0.5 0.5
32 44
11 3 1
0.6
6
240 513
1 2
Основные энергоисточники

27. Системные недостатки существующей атомной
энергетики в России
• истощение сырьевой базы природного урана U-235
• накопление облученного ядерного топлива (ОЯТ) и
отложенных проблем по обращению с ними
• ограничения по экспорту ядерных технологий
• недостаток квалифицированных кадров и утрата
культуры производства
• отрицательное общественное мнение к АЭ в целом
• отсутствие закона, ограничивающего срок временного
хранения РАО и обязывающего их захоронение
• отсутствие специального государственного органа,
ответственного за захоронение отходов и фондов для
финансирования НИОКР, строительства и эксплуатации
пунктов захоронения РАО

28. Факторы риска
• отставание или ограничение темпов развития и масштаба
ресурсной базы
• отставание материаловедческой и машиностроительной базы
• задержки в развитии инновационных технологий по
производству ядерного топлива, переработке ОЯТ, замыканию
ЯТЦ и обращению с РАО
• отставание в разработке инновационных технологий
реакторов ВВЭР с улучшенными показателями использования
топлива
• отставание в разработке инновационных проектов быстрых
реакторов, обеспечивающих уровень воспроизводства
топлива, необходимый для полного замыкания топливного
цикла
• отставание в разработке технологий использования
высокотемпературных реакторов для энерготехнологического
применения

29. Компенсация рисков
• Отставание ресурсной базы урана -
компенсируется сокращением
экспорта и более энергичным
развитием бридеров.
• Задержка переработки ОЯТ –
компенсируется увеличение
доли ВВЭР с более глубоким
выгоранием топлива.
• Задержка с развитием бридеров -
компенсируется увеличением доли ВВЭР

30. Перспективы развития атомной энергетики в РФ
определены в следующих официальных
документах:
• Стратегия развития атомной энергетики России в
первой половине ХХI века. Одобрена Правительством РФ в
2000 г.
• «Программа развития атомной отрасли», утверждена
Президентом РФ В.В.Путиным в июне 2006г.
• Генеральная схема размещения объектов
электроэнергетики до 2020 года, принята
распоряжением правительства РФ в 2008г.
• «Энергетическая стратегия России до 2030 года».
Утверждена распоряжением Правительства Российской
Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р
2

31. Приоритетные задачи развития АЭ
1. Обеспечение доли атомной электроэнергии 25-30% к 2030г. и 45–50% к 2050 г.
от общего объема выработки электроэнергии.
2. Развитие неэлектрической компоненты использования ядерной энергии в
перспективе после 2030 года для производства искусственного моторного
топлива и водорода в объеме около 30% современных потребностей.
3. Формирование замкнутого топливного цикла атомной энергетики на основе
быстрых реакторов с расширенным воспроизводством топлива, обеспечивая
принципиальное решение проблемы топливных ресурсов на практически
неограниченное будущее.
4. Создание системы обращения с радиоактивными отходами, обеспечивающей их
надежную изоляцию, и промышленных технологий выведения объектов из
эксплуатации.
5. Решение задач в секторе выбранных приоритетных направлений должно
обеспечить конкурентоспособность отечественных технологий на мировом
рынке (20% мирового рынка).

32. Развитие АЭ в РФ (компоненты)

33. Атомные электростанции РФ
Действующие:
Балако́вская АЭС (г. Балаково, Саратовская обл.) – самая мощная АЭС в РФ.
Начало эксплуатации – 1985 г.
4 действующих энергоблоков с реакторами типа ВВЭР-1000/320 (водо-водяной энергетический
реактор). Строятся ещѐ 2 энергоблока.
Генерирующая мощность - 4000 МВт.
Ежегодно вырабатывает 30-32 миллиарда кВт·ч электроэнергии (больше, чем любая другая атомная,
тепловая и гидроэлектростанция страны).
Белоя́рская АЭС им. И. В. Курчатова (БАЭС, г. Заречный, Свердловская обл.) с крупнейшим в мире
энергоблоком с реактором на быстрых нейтронах и двумя энергоблоками с реакторами на
тепловых нейтронах. Строится ещѐ 1 энергоблок.
Начало эксплуатации – 1964 г.
Генерирующая мощность - 600 МВт.
Били́бинская АЭС (г. Билибино, Чукотский авт. окр.).
Начало эксплуатации – 1974 г.
4 энергоблока реакторами ЭГП-6 (водно-графитовый гетерогенный реактор канального типа).
Генерирующая мощность - 48 МВт.

34. Атомные электростанции РФ
Действующие:
Волгодонская АЭС (г. Волгодонск, Ростовская обл.).
Начало эксплуатации – 2001 г.
2 энергоблока с реакторами ВВЭР-1000. Строятся ещѐ 2 энергоблока.
Генерирующая мощность - 2000 МВт.
Калининская АЭС (г. Тверь, Тверская обл.)
Начало эксплуатации – 1984 г.
3 энергоблока с реакторами ВВЭР-1000. Строятся ещѐ 1 энергоблок.
Генерирующая мощность - 3000 МВт.
Кольская АЭС (г. Полярные Зори, Мурманская обл.)
Начало эксплуатации – 1973 г.
4 энергоблока с реакторами ВВЭР-440.
Генерирующая мощность - 1760 МВт.
Курская АЭС (г. Курчатов, Курская обл.)
Начало эксплуатации - 1976 год.
4 энергоблока реакторами РБМК-1000. Строится ещѐ 1 энергоблок.
Генерирующая мощность - 4000 МВт.

35. Атомные электростанции РФ
Действующие:
Ленинградская АЭС (г. Сосновый Бор, 35 км от Санкт-Петербурга)
Начало эксплуатации – 1973 г.
4 энергоблока с реакторами РБМК-1000.
Строятся ещѐ 2 энергоблока с реакторами ВВЭР-1200.
Генерирующая мощность - 4000 МВт.
Нововоро́нежская АЭС (г. Нововоронеж, Воронежская обл.)
Начало эксплуатации – 1964 г.
5 энергоблоков с реакторами ВВЭР-365, -440, -1000.
Строятся ещѐ 2 э/б с реакторами ВВЭР-1000.
Генерирующая мощность - 1880 МВт.
Смоле́нская АЭС (г.Десногорск, Смоленская обл.)
Начало эксплуатации – 1982 г.
3 энергоблока с реакторами РБМК-1000.
Генерирующая мощность - 3000 МВт.

36. Атомные электростанции РФ
Проектируемые:
Калининградская АЭС (г. Немов, Калининградская обл)
Начало эксплуатации – планируется 2016 г.
2 энергоблока с реакторами ВВЭР-1200.
Генерирующая мощность - планируется 2300 МВт.
Нижегородская АЭС (Навашинский район, Нижегородская обл.)
Начало эксплуатации – планируется 2018 г.
3 энергоблока с реакторами ВВЭР-1200.
Генерирующая мощность - планируется 3450 МВт.
Северская АЭС (г. Северск, Томская обл.)
Начало эксплуатации – планируется 2015-2017 г.г.
2 энергоблока с реакторами ВВЭР-1000.
Генерирующая мощность - планируется 2300 МВт.
Тверская АЭС (Удомельский район, Тверская обл.)
Начало эксплуатации – планируется 2015-2020 г.г.
4 энергоблока с реакторами ВВЭР-1200.
Генерирующая мощность - планируется 4600 МВт.

37. Атомные электростанции РФ
Проектируемые:
Центральная АЭС (Буйский р-н, Костромская обл.)
Начало эксплуатации – планируется 2016-2020 г.г.
4 энергоблока с реакторами ВВЭР-1200.
Генерирующая мощность - планируется 4600 МВт.
Южно-Уральская АЭС (г. Озѐрск, Челябинская обл.)
Начало эксплуатации – планируется 2017-2020 г.г.
4 энергоблока с реакторами ВВЭР-1200.
Генерирующая мощность - планируется 4600 МВт.
Плавучая АЭС (ПАТЭС) - российский проект по созданию мобильных плавучих атомных
электростанций малой мощности.
ПАТЭС - гладкопалубное несамоходное судно с двумя реакторными установками КЛТ-40С
ледокольного типа мощность 35 МВт каждый.
Плавучая станция может использоваться для получения электрической и тепловой энергии, а также
для опреснения морской воды. В сутки она может выдать от 100 до 400 тысяч тонн пресной
воды.

38. Малая и средняя мощность
38
Плавучая АТЭС с РУ АБВ-6 Плавучая АТЭС с РУ КЛТ-40 ВБЭР-300
Водяной блочный
Плавучая АТЭС на базе проекта с Плавучая АТЭС на базе проекта с энергетический
реакторной установкой для атомной реакторной установкой для реактор, созданный на
подводной лодки атомного ледокола. базе судовых
технологий
38

39. Карта АЭС в России

40. Инновационная и научно-техническая политика
• модернизация и обновление мощностей атомных электростанций с реакторами
на тепловых нейтронах;
• создание экспериментальных и коммерческих атомных электростанций с
реакторами на быстрых нейтронах;
• создание нового поколения водо-водяных энергетических реакторов со
сверхкритическими параметрами пара и регулируемым спектром нейтронов;
• отработка вопросов эксплуатации и замыкания топливного цикла, разработка
технологий и создание предприятий замыкания топливного цикла,
обеспечивающих топливообеспечение атомных электростанций с учетом
интегрального и годового потребления природного урана, объема
разделительных работ, параметров воспроизводства топлива, удельной
напряженности топлива в реакторах на быстрых нейтронах, а также вопросов
безопасности;
• разработка инновационных технологий переработки отходов и замыкания
ядерного цикла с приближением к радиационно-эквивалентному захоронению
радиоактивных отходов;
• овладение энергией термоядерного синтеза на базе отечественных
инновационных технологий и продуктивного международного сотрудничества,
включая создание экспериментального термоядерного реактора (ИTEР) и
демонстрационной станции мощностью 1 ГВт.

41. Прогноз поэтапного развития производства
электроэнергии на период до 2030 года
2005(факт) 2008(факт) 1-й этап 2-й этап 3-й этап
Потребление 941 1021 1041 - 1315 - 1740 -
электроэнергии, 1218 1518 2164
внутренний спрос,
(млрд. кВт.ч.)
Экспорт электро- 12 16 18 - 25 35 45 - 60
энергии, сальдо,
(млрд. кВт.ч)
Производство 953 1037 1059 - 1350 - 1800 -
электроэнергии 1245 1555 2210
всего (млрд.кВт.ч)
в том числе:
атомные 149 163 194 - 220 247 - 282 356 - 437
электростанции
Структура 15,7 15,7 17,6 - 18,2 - 19,7 - 19,8
производства 18,3 18,3
электроэнергии (%):
АЭС

42. ИННОВАЦИИ
42
«Ядерная медицина» Водные технологии «Русский сверхпроводник»
• Производство • Провода
комплектующих на • Электродвигатели
• Стабильные изотопы
отраслевых мощностях • Генераторы
• Лекарственные формы • Технологические решения и • Накопители
радионуклидов проектирование • Токоограничители
• Радиофармпрепараты • Инжиниринг • Трансформаторы
К 2020 г. К 2015 г. К 2015 г.
Мировой рынок ~ $ 40 млрд. Мировой рынок ~ $ 365 млрд. Мировой рынок ~ $ 205 млрд.
Доля рынка «ЯМ» ~ $ 7,5 млрд. Доля рынка «ВТА» ~ $ 1,3 млрд. Доля рынка «РС» ~ $ 40 млрд.
Инвестиции ~ $ 0,1 млрд. Инвестиции ~ $ 0,1 млрд. Инвестиции ~ $ 1 млрд.

43. Внешний рынок
• научно-техническое сотрудничество
• международное сотрудничество по обеспечению
безопасности и режима нераспространения

44. Строящие в мире энергоблоки (2009 г.)

45. Глобальное присутствие российских компаний

46. Спасибо
за
внимание!
