Ядерная игла. Кому нужна атомная энергетика
Атомные электростанции дороги и опасны, но остаются популярными в мире. Слезть с атомной иглы даже сложнее, чем с нефтегазовой
Война в Украине привлекла пристальное внимание к атомной энергетике. С ней связывались большие надежды и тревоги. Она поможет миру заменить нефть и газ, если Россия сократит поставки, говорили одни. Это ставит мир под угрозу, отвечали другие: мы уже проходили Чернобыль и Фукусиму, а из-за войны Запорожская АЭС несколько раз оказывалась на грани катастрофы. К тому же атомная энергетика идет рука об руку с ядерным оружием, а роль России в ней не менее важна, чем в нефтегазовой отрасли. Недаром атомная энергетика почти не затронута санкциями (неприглядная роль «Росатома» в войне описана здесь).
Сторонники атомной энергетики утверждают, что она дешевая, чистая и необходима для успешного энергоперехода (замены энергии из ископаемого топлива с вредными выбросами на альтернативные источники с минимальным вредом для природы и климата), противники — что она чрезвычайно опасна, причем как для ныне живущих, так и для многих будущих поколений.
Эти споры были слышны и на климатическом саммите ООН в конце прошлого года (COP28). Более 20 стран, включая США, Канаду, некоторые страны ЕС, Великобританию, ОАЭ подписали там декларацию о намерении утроить мощности АЭС к 2050 году, отметив ключевую роль атомной энергии в достижении нулевых чистых выбросов парниковых газов. Это не может быть решением климатического кризиса, возразили им неправительственные организации.
Можно спорить о чистоте атомной энергетики, но она точно не дешевая, а отказаться от нее мешают совсем другие причины, считает независимый эксперт в области экономики возобновляемых источников энергии Татьяна Ланьшина (ранее она рассказывала о том, как война ускорила энергопереход, и о зависимости Европы от Китая в зеленой энергетике).
Разная атомная реакция
Атомную энергетику используют более 30 стран, на нее приходится 9,2% мирового производства электроэнергии (в 2022 году; в 2000-м было почти вдвое больше, 16,8%). Но отношение к ней сильно различается от страны к стране. Мнения о приемлемости использования атомной энергии кардинально расходятся даже внутри ЕС.
Главный сторонник АЭС в Евросоюзе — Франция, ее госкорпорация EDF — крупнейший оператор АЭС на планете. Правда, в последнее время французская атомная энергетика находится в кризисе. В 2022 году Франция произвела за счет АЭС 63,3% своей электроэнергии (279 ТВт*ч — минимум с 1988 года), в то время как в середине 2010-х на АЭС приходилось около 75%. Причиной кризиса стала коррозия на многих реакторах, а также аномальная жара (реакторам нужно много воды для охлаждения), что заставило временно остановить более половины реакторов. Из-за этого в 2022 году EDF понесла рекордный убыток в 12,7 млрд евро и была полностью национализирована (до 2022 года доля государства в компании составляла 84%). Сейчас проблемы с коррозией устранены, однако в прошлом году во Франции неоднократно возникали новые проблемы с безопасностью АЭС.
Финляндия, Венгрия, Чехия тоже давно ценят атомную генерацию и планируют все больше полагаться на нее (сейчас ее доля в этих странах 34–45%). Некоторые только собираются вступить в клуб или передумали покидать его. Нидерланды в 2021 году отменили решение об отказе от атомной энергетики, в результате чего в стране могут быть построены новые реакторы, а Польша, у которой их пока нет, намерена построить атомные реакторы в следующем десятилетии.
Противоположный лагерь возглавляет Германия. Она год назад отключила от сети свои последние три реактора. Ожесточенные дискуссии о судьбе ядерной энергетики шли с 1970-х годов. Из-за энергетического кризиса в Европе, спровоцированного войной в Украине, работа последних реакторов была продлена на три с половиной месяца, но в ночь на 16 апреля 2023 года они все-таки были остановлены. А ведь еще два десятилетия назад Германия делила с Россией четвертое место в мире по установленной мощности АЭС.
Иначе поступила Бельгия. Она к 2025 году собиралась стать четвертой страной в мире, которая отказалась от АЭС, но в середине 2023 года продлила срок эксплуатации своих двух реакторов еще на 10 лет. Одна из трех — Литва, но там причины другие: продолжение работы Игналинской АЭС было препятствием для вступления в ЕС.
В Европе вопрос об АЭС чаще решают жители. За почти полвека немецкого антиядерного сопротивления в обществе укоренилась убежденность в том, что атомной энергии не место в гражданской промышленности. Италия закрыла все АЭС еще в 1990 году после катастрофы в Чернобыле и референдума об использовании атомной энергии. В 2011 году в стране прошел еще один референдум — на этот раз о возобновлении программы атомной энергетики, но дело было вскоре после аварии на Фукусиме, и 94% итальянцев высказались против. Идет к отказу от АЭС и Швейцария. Точная дата неизвестна: на референдуме в 2017 году 58% граждан проголосовали за вывод всех пяти АЭС из эксплуатации после истечения срока их службы (их заменят возобновляемые источники). Испания закроет все реакторы до 2035 года, но там немало сторонников АЭС и дебаты продолжаются.
Дальнейшее сокращение доли атомной генерации в Европе практически неизбежно. Парк АЭС неумолимо стареет, строительство реакторов занимает много времени, и заменить все реакторы до их вывода из эксплуатации на новые уже не получится. В 2025 году сроки эксплуатации трети атомных реакторов ЕС приблизятся к концу.
Особенно интересно, как относятся к атомной энергетике в странах, переживших серьезные аварии на АЭС.
В Японии после аварии на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году (более 150 тысяч человек пришлось переселить, ликвидация последствий продолжается до сих пор) развитие атомной энергетики под большим вопросом, хотя и об отказе от нее пока нет речи. После аварии все японские АЭС были отключены. Некоторые из них позже вернулись в эксплуатацию, но вклад атомной генерации до сих пор очень далек от прежних значений. В 2010 году АЭС производили четверть всей электроэнергии в стране, а в 2022 году — 5,4%. Но японское правительство не теряет надежды увеличить долю атомной генерации как минимум до 20% к 2030 году и даже рассчитывает на строительство новых реакторов.
В США после аварии в Три-Майл-Айленд в 1979 году атомная энергетика несколько десятилетий находилась в стагнации. Однако в последние годы было завершено строительство нескольких реакторов, что дало повод американским сторонникам АЭС заявлять о начале новой эры атомной энергетики в стране. В реальности ее будущее туманно. Последние из построенных реакторов, третий и четвертый (он еще не запущен в эксплуатацию) энергоблоки АЭС «Вогтль», строились больше 14 лет (сроки были сорваны на шесть лет) и обошлись вдвое дороже, чем предполагалось изначально. Впрочем, это типично для отрасли, но об этом дальше.
Чернобыльская катастрофа 1986 года, самая страшная в истории, спровоцировала масштабные антиядерные протесты во многих странах Европы и внесла существенный вклад в последующий полный отказ от атомной энергии в некоторых из них. В самом СССР, несмотря на дезинформацию и сокрытие руководством страны реальных масштабов и последствий, протест привел к отмене или задержке строительства более 40 атомных реакторов. Однако закрытие работающих реакторов или полный отказ от строительства новых АЭС на официальном уровне никогда не обсуждались. А сейчас «Росатом» пропагандирует атомную энергию как самую экологически чистую и дешевую.
Атомное оружие влияния
Россия всегда была сторонником атомной энергетики. Причины лежат на поверхности.
Россия — один из лидеров в этой области. Она не только сама эксплуатирует атомные реакторы, производя на них 20% электроэнергии, но и активно продвигает их в другие страны. Это тот редкий случай, когда у России есть собственные передовые технологии, и она строит реакторы в других странах, делая эти страны зависимыми через поставки топлива, обслуживание оборудования, а иногда и через финансирование.
Сейчас в Казахстане и Узбекистане обсуждается строительство первых коммерческих атомных реакторов. На роль строителя претендует «Росатом». В Казахстане вопрос строительства АЭС был настолько острым, что его вынесли на референдум, который должен состояться в ближайшее время.
Зависимость от «Росатома» даже крепче, чем от «Газпрома». Поэтому, несмотря на войну в Украине, российская атомная промышленность до сих пор обладает огромным влиянием в мире. Например, страны Центральной и Восточной Европы зависят от российского ядерного топлива, которое очень сложно заместить. «Росатом» поставляет около половины топлива для АЭС, США в прошлом году купили в России обогащенного урана на рекордные $1,2 млрд. В итоге «Росатом» получил рекордную зарубежную выручку — более $16 млрд. Именно поэтому его до сих пор практически не коснулись санкции.
Период полураспада связи
Эта зависимость обусловлена технологическими особенностями атомной энергетики. В ней преобладают мегапроекты: сложные, большие, дорогие и долгие — ввязавшись в них, приходится идти до конца.
Атомные реакторы редко строятся быстрее, чем за десятилетие (хотя иногда хватает и четырех или пяти-шести лет), причем сроки часто срываются. В 2017 году, по оценкам The Economist, в мире строилось 55 реакторов, из них 35 отставали от графика.
Стоят они очень дорого. Например, турецкая «Аккую» оценивалась в $20 млрд. При этом в процессе строительства капитальные затраты часто возрастают в два и более раз. Приведенный выше пример американской АЭС «Вогтль» даже скромен. Третий энергоблок французской АЭС «Фламанвиль» строится уже больше 16 лет (на 12 лет дольше плана), а затраты в процессе его строительства выросли в четыре раза (до 13,2 млрд евро).
То же самое и с закрытием АЭС. После отключения атомного реактора от сети на станции остаются опасные для жизни и здоровья людей материалы, оборудование и даже одежда бывших сотрудников, которые необходимо утилизировать. Демонтаж АЭС — отдельная головная боль. Он может длиться дольше, чем строительство, — 15–20 и более лет. А его стоимость сопоставима со стоимостью строительства: капитальные затраты на возведение АЭС оцениваются в $8,5–14 тыс. в расчете на 1 кВт установленной мощности, в то время как демонтаж — в $1,9–10,5 тыс.
Этим минусы атомной энергетики не заканчиваются. Если слишком полагаться на нее, то в случае крупной аварии (а полностью их исключить нельзя) помимо колоссального урона можно надолго лишиться значительной части генерации. Так было в Японии после аварии на Фукусиме.
Наконец, отходы атомной энергетики остаются опасными сотни тысяч лет. В мире до сих пор нет пунктов окончательного захоронения радиоактивных отходов (включая отработанное топливо), которые обеспечили бы надежную изоляцию от окружающей среды в течение этого срока.
Многие страны пытались построить такие могильники, но пока безуспешно. Например, Германия ставила перед собой цель найти место для окончательного захоронения высокорадиоактивных отходов к 2031 году. Им могли стать соляные шахты в Горлебене, рядом с которыми уже есть временное хранилище. Однако после более 40 лет дискуссий и исследований, на которые было потрачено около 2 млрд евро, разработку могильника в Горлебене пришлось прекратить в 2021 году из-за массовых протестов местных жителей. Ожидается, что поиск нового места займет еще не менее нескольких десятилетий.
В Финляндии, после десятилетий исследований геологических условий, в 2000 году было решено построить могильник радиоактивных отходов «Онкало» на острове Олкилуото. Строительство все еще идет, а ответственная за него компания обещает начать эксплуатацию в середине 2020-х годов. Тогда он станет первым в мире постоянным захоронением отработанного ядерного топлива.
Трудности со строительством центров захоронения радиоактивных отходов свидетельствуют о том, что современные поколения перекладывают бремя своего потребления на поколения, которые еще даже не родились. Министр окружающей среды Германии Штеффи Лемке, комментируя закрытие последних немецких реакторов, справедливо отметила, что в Германии атомной электроэнергией пользовались три поколения людей, однако радиоактивные отходы будут влиять на жизнь 30 тысяч новых поколений.
Мал атом, да дорог
Но, может быть, цена оправдывает такую зависимость? Тоже нет: слухи о чрезвычайной дешевизне атомной генерации оказываются немного преувеличенными.
Атомная энергия по-настоящему дешева на старых АЭС, которые уже полностью амортизированы (затраты на их строительство уже учтены в себестоимости ранее произведенной энергии). Там затраты на производство энергии одни из самых низких. Да, атомная энергия может быть «самой дешевой» — но только если АЭС была построена 40 лет назад, и еще желательно в другом государстве и при другой экономической системе (например, в СССР). Это и дает повод для ложных заявлений о том, что «атомная энергия — самая дешевая».
Если же брать новые электростанции, то АЭС, наряду с пиковыми газовыми электростанциями, — самые дорогие источники электроэнергии промышленного масштаба. Проще говоря, если мы выбираем, какую станцию строить, то 1 МВт*ч атомной электроэнергии обойдется дороже любого другого, если не брать в расчет небольшие индивидуальные установки в частных домохозяйствах (тут работает эффект масштаба: обычно, чем меньше объект, тем дороже выходит единица продукции).
Не в пользу АЭС и сравнение с пиковыми газовыми электростанциями. Они, как ясно из названия, используются только во время пиков спроса — в среднем 10–15% времени. АЭС же находятся в эксплуатации почти все время — 89–92% (кроме периода техобслуживания), и при этом их электроэнергия так же дорога.
Зачем это нужно
Итак, атомная энергия дорога и опасна, а подсев на ядерную иглу, слезть с нее очень сложно. Тогда зачем мир все еще использует ее?
Отличный ответ на этот вопрос содержится в недавно опубликованном исследовании. Основная причина любви к АЭС — тесная взаимосвязь между военным и коммерческим использованием атомной энергии, а также стремление атомной промышленности и многочисленных связанных с ней организаций к самосохранению.
История атомных технологий началась с создания и использования ядерного оружия во время Второй мировой войны. США разработали первые атомные бомбы, которые были сброшены на японские города Хиросиму и Нагасаки в августе 1945 года. Вскоре после этого началось исследование возможностей мирного применения атомной энергии. В 1954 году в подмосковном Обнинске заработала первая в мире атомная электростанция мощностью всего 5 МВт, построенная при участии немецких специалистов, которые ранее разрабатывали «оружие возмездия» в нацистской Германии.
На протяжении всей последующей истории между гражданской и военной атомной промышленностью поддерживалась крепкая связь. В реальности никто, даже входящее в систему ООН Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ, в его задачи входит содействие применению мирных ядерных технологий и противодействие созданию атомной бомбы в новых странах), не может контролировать соблюдение барьера между гражданским и военным применением атомной энергии. Например, сейчас активно развиваются технологии переработки отработанного топлива и реакторов на быстрых нейтронах. В результате применения обеих технологий образуется плутоний, который может быть использован для производства ядерного взрывного устройства.
Во многих случаях технологии атомной энергетики могут быть использованы и в гражданских, и в военных целях. По сути, каждая страна, располагающая атомными электростанциями, при желании может создать атомную бомбу. Все технологические циклы гражданской атомной энергетики и военной атомной промышленности одинаковы, кроме непосредственно производства ядерного оружия.
Атомное лобби с его военной составляющей очень сильно, а созданной вокруг атомной отрасли бюрократии нужно постоянно доказывать свою необходимость. Институциональная структура глобального управления внутри и вокруг ООН тесно связана с развитием атомной промышленности, особенно МАГАТЭ. Как отмечается в одном из документов на сайте ООН, созданное в 1957 году как автономная международная организация в системе Организации Объединенных Наций, МАГАТЭ осуществляет программы, «направленные на максимизацию вклада атомных технологий в жизнь общества, одновременно гарантируя их мирное использование».
Компании атомной промышленности и многие, в том числе наделенные властью люди не хотят ничего менять в своей работе и жизни, а ряд государств (в том числе Россия) хотят сохранять мировое влияние за счет наличия у них ядерного оружия. Ну и за счет строительства АЭС в других странах. Поэтому атомные электростанции и продолжают работать.