В ноябре в Сочи проходит ежегодный международный форум «АТОМЭКСПО 2022», мировая выставочная и деловая площадка, на которой обсуждается современное состояние атомной отрасли и формируются тренды ее дальнейшего развития. В деловой программе Форума вопросы ВИЭ выделены в отдельную сессию, это значит, что есть тема для разговора. Как же связаны энергия атома и энергия возобновляемых источников энергии, и какую роль они играют в грядущем энергопереходе?
Атомная энергия и энергия солнца и ветра относятся к «зеленой» энергии.
В Европе и США, главных участниках климатических баталий, атомная энергия квалифицируется как «зеленая». С точки зрения физики все верно. При работе АЭС в атмосферу не выбрасывается CO2. Однако массовое признание ядерной энергии «зеленой» тормозят фобии после аварий на атомных станциях, во-первых, и проблемы захоронения радиоактивных отходов, во вторых. Радикальные экологи активисты считают, что будущее исключительно за чистыми возобновляемыми источниками энергии — солнцем, ветром, приливами и т. д. Но радикалы на то и существуют, чтобы выдавать крайние точки зрения. Например, над проектом мин АЭС работают компании Билла Гейтса. Гейтс — человек, который даже не трендвотчер, а гигантский указующий знак в сторону больших денег. Попробуем подсчитать экономику производства киловатт*часа разных видов электроэнергии. В первую очередь нас интересует ветроэнергетика в сравнении с атомной.
Две цифры
В 2021 году произведенная электроэнергия в ГВт составила:
2653344 для ядерной энергии и 1600000 для энергии ветра.
Интересное получается соотношение сейчас, еще более интересно посмотреть, за кем будущее?
Цена киловатт*часа электроэнергии и ее стоимость
Цена киловатт*часа сильно зависит от того, кто считает и по какой методике. Например, в конечную цену часто не включают стоимость доставки электроэнергии до потребителей, хотя не секрет, что и АЭС часто строят (или стараются строить) в удаленных и малонаселенных районах. Оценивая стоимость атомной энергии исследователи часто забывают посчитать, сколько будет стоить вывод АЭС из эксплуатации в связи с истечением срока ее работы и стоимость хранения радиоактивных отходов.
В 2019 году специалисты называли некую среднюю цифру — 1.41 рубль за киловатт*час у АЭС.
В 2022 году, сюрприз, «Росатом» раскрыл профильным регуляторам ценовые параметры двух энергоблоков Курской АЭС-2 мощностью 2,4 ГВт. Стоимость выработки блоков составит около 7 руб. за 1 кВт*ч.
Это уже конкретика и назвать эту цифру «дешевой» никак нельзя. ВЭС может давать электроэнергию по цене 3,5 рубля за киловатт*час.
В России исторически сложилась уникальная энергосистема, в которой доля выработки электроэнергии атомными станциями в России составляет около 20%. (Данные Росатома). Долго время считалось, что атомная энергия дешева я и ее много. Российская экономика долгое время эксплуатировала наследие СССР в сфере энергетики, мощное надо сказать наследие. Но чтобы не прокутить его как нерадивый купеческий сын из русской сказки, сейчас атомной энергетической промышленности надо будет выводить из эксплуатации большое количество атомных реакторов (рис. 1) или продлевать срок их работы и строить новые АЭС. Перед Росатомом стоит задача увеличить выработку электроэнергии за счет АЭС до 25%.
Рис 1. План вывода мощностей АЭС
Оценить стоимость нового строительства таких сложных объектов как АЭС можно только относительно, ясно, что дешевым оно явно не будет. В свободном доступе есть цифра от Управления информации по энергетике при Министерстве энергетики США. Капитальные расходы АЭС составляют $5530 на кВт мощности. Аналогичный показатель для наземных ветростанций составляет $2200 на кВт мощности.
Разница значительная и при обосновании инвестиций при строительстве с нуля могут быть разные варианты развития событий.
Немаловажный вопрос поддержка инфраструктуры энергетического объекта. По данным того же Управления информации по энергетике США, размер операционных расходов в расчете на 1 кВт в год на АЭС выше, чем на ГЭС, ТЭС, работающих на угле и газе, ветряных и солнечных станциях.
Гонка энергетических технологий и баланс энергосистемы
В мире атомная энергетика развивается с 60-х годов прошлого века. Белоярская АЭС (первый блок 100 МВт) и Нововоронежская АЭС (первый блок 240 МВт) вступили в строй в 1964 году. В США первую коммерческую АЭС «Yankee Rowe» (мощностью 250 МВТ) запустили в 1960 году.
Ускоренные разработки с повышением КПД солнечной и ветровой энергии начались в 80-е годы прошлого века, т. е. заметно позже, на другом этапе экономического развития. С этой точки зрения отставание ветроэнергетики в мире вполне объяснимо.
В данной области интересен китайский опыт создания такой энергетической системы, которая не только обеспечивала бы промышленный потенциал страны, но и могла быть независимой.
Китай прагматично подходит к решению вопроса. В настоящее время Китай строит больше ядерных реакторов, чем любая другая страна на Земле. Сейчас в Китае действует 55 атомных реактора и действует программа строительства 150 реакторов за 15 лет.
При этом Китай является мировым лидером в ветроэнергетике. Больше 300 МВт мощности ветроэнергетки приходится на Китай. Весь мир примерно 800 МВт. Кроме того в Китае создана крупнейшая в мире система передачи сверхвысокого напряжения, которая соединяет удаленные, богатые ветром северные и западные провинции с более густонаселенными центральными и восточными провинциями.
Рис. 2. Рост мощностей ветроэнергетики в Китае
Индустриальная революция, которая обеспечила бурный рост китайской экономики, сопровождалась колоссальным увеличением энергопотребления и катастрофическим ухудшением качества окружающей среды (воды, воздуха, земель). Китай сделала ставку на развитие «зеленой энергетики» вынужденно, но играет по-крупному. Создание атомных станций и ВИЭ идет параллельно. Закон о ВИЭ действует с 2006 года и успехи страны можно наблюдать наглядно.
Еще один сигнал от глобальной мировой экономики — «Питтсбургский пакт», документ, который был принят на ежегодном совещании министров стран СЕМ в сентябре 2022 года. (Прим. СЕМ (Clean Energy Ministerial) — всемирное партнерство ведущих стран, которые работают вопросами энергоперехода, декарбонизации и др. подобным. Россия участвует в его работе).
На данный момент по этому документу магистральный путь развития — атомная энергетика как основа энергосистемы, а все остальное, в том числе ВИЭ, дополнительные источники исходя из экономической целесообразности.
За экономическую целесообразность использования ВЭС в России выступает, например, такой факт, более 70% территории нашей страны, на которой проживает около 20 млн человек, находится вне системы централизованного энергоснабжения. Это удаленные районы Сибири, Русский Север, Дальний Восток.
Эти же территории имеют отличный ветроэнергетический потенциал. В районе Обской губы, на Кольском полуострове, большей части прибрежной полосы Дальнего Востока среднегодовая скорость ветра на высотах 50–100 м составляет 11–12 м/с. В мире стандартом для окупаемости ВЭС считается скорость ветра в два раза ниже. Строительство АЭС в таких удаленных, малонаселенных районах со сложными климатическими условиями обойдется намного дороже. Для построения устойчивой и экономичной энергосистемы нужно соблюдать баланс, и как считает народная мудрость, тому, кто его нарушает, не избежать «щелчка по носу», либо «пинка под зад». Энергетика — это область, где работают долгосрочные решения. Так что основы благополучия или «пинка» закладываются надолго.
