Комментариев: 129.03.2017

В Петербурге завершается создание плавучей атомной теплоэлектростанции «Академик Ломоносов» 

Идея, которая положена в основу уникального проекта госкорпорации «Росатом», проста: атомный реактор, установленный на плавучей платформе, поможет справиться с дефицитом электроэнергии, тепла или пресной воды в удаленных от промышленных центров районах. Первый результат реализации этого замысла — плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) «Академик Ломоносов». Ее строительство сейчас завершается на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге. Планируется, что в 2020 году необычное судно даст тепло и свет городу Певек на Чукотке, самому северному городу России.

Страницы истории

История ядерной энергетики морского базирования пока небогата событиями. Первой (и на данный момент последней) ее страницей стала плавучая атомная электростанция MH1-A Sturgis (названа в честь американского генерала Самуэля Стёргиса). Ее строительство началось в 1963 году в США. В качестве плавучей платформы использовалось старое грузовое судно, в трюм которого установили ядерную энергоустановку мощностью 10 МВт. С 1968 по 1976 год плавучий энергоблок решал энергетические проблемы американской армии в зоне Панамского канала. Затем его эксплуатацию признали экономически невыгодной, и судно много лет простояло на консервации у берегов штата Вирджиния, а в 2014 году его отправили в утиль. Любопытно, что создание первой плавучей атомной электростанции обошлось в 17,2 млн долларов, а уничтожение стоило 34,7 млн. 

В начале 1970-х годов на фоне глобального нефтяного кризиса во всем мире с энтузиазмом говорили о будущем ядерной энергетики. В США планировали спустить на воду 10 плавучих АЭС, причем использовать их собирались не где-то в дальних странах, а у берегов Соединенных Штатов. В 1971 году, к примеру, началась реализация проекта стоимостью 1,1 млрд долларов, в рамках которого «атомную баржу» мощностью 1150 МВт собирались разместить в 8 км от побережья штата Нью-Джерси. Основная выгода морского базирования энергоблока в данном случае заключалась в том, что для него не требовалась покупка дорогой в этом районе земли. Но в 1979 году произошла авария на американской атомной электростанции Three Mile Island, после которой в США было отменено строительство 71 новой атомной электростанции. А уж о том, чтобы возводить подобные объекты на воде, больше не могло быть и речи. 

Северный вектор

Какие же причины привели к возникновению подобных планов в современной России? Во-первых, конечно, свою роль сыграли корпоративные интересы «Росатома». Из 360 предприятий этой могущественной организации, с которой давно и успешно сотрудничает банк ВТБ, многие обладают огромным опытом создания судовых атомных реакторов, в том числе и для надводных кораблей. Достаточно перенаправить вырабатываемую этими установками энергию на «забортное» использование — и плавучая электростанция готова.

Второй фактор — это наметившийся северный вектор в развитии России. Здесь переплетены политические, военные и экономические интересы страны. Если ограничиться последними, то Арктика — это перспективный с точки зрения нефте- и газодобычи район, и наличие мощных автономных источников тепла и энергии — очень важный фактор для успешного освоения новых месторождений в труднодоступных районах с суровым климатом. 

Единая энергетическая система России охватывает всего 15% площади страны, а так называемые районы Севера — это 50% территории России, где сосредоточено 2/3 ее природных богатств и проживает около 20 млн человек. Там нет не только железных дорог — там вообще нет каких-либо дорог. Ежегодная кампания по доставке необходимых жителям Севера для долгой зимовки ресурсов, именуемая северным завозом, превращается в постоянную головную боль и обходится очень дорого. Тем более, когда речь идет о сотнях тысячах тонн угля и мазута для местных теплоэлектростанций. 

Кроме того, Северный морской путь — это кратчайший маршрут из Европы в Азию. Причем глобальное потепление делает эту магистраль все более привлекательной для коммерческих перевозок (хорошая альтернатива Суэцкому каналу). Но создание необходимой инфраструктуры в этом районе (хотя бы в виде больниц и спасательных служб в прибрежных портах) предполагает и развитие таких городов, как Диксон, Тикси, Певек — сейчас они находятся в плачевном состоянии. 

Певек, расположенный на Чукотке, выбран в качестве первоочередной площадки для реализации проекта еще и потому, что на 2018 год намечено закрытие Чаунской ТЭЦ, снабжавшей город электричеством и теплом. Оборудование построенной в 1944 году станции давно устарело. Кроме того, уголь для нее приходится доставлять из Якутии, а это очень недешево. Ситуация осложняется и тем, что в 2019–2021 годах на Чукотке намечен вывод из эксплуатации самой северной в мире Билибинской АЭС, которая со времени ввода в эксплуатацию в 1970 году также выработала свой ресурс. На смену «ветеранам» чукотской энергетики должен прийти «Академик Ломоносов».

Плавающие сроки 

ПАТЭС «Академик Ломоносов» представляет собой несамоходное судно водоизмещением 21 500 т. Его длина — 144 м, ширина — 30 м. Проект разработало ЦКБ «Айсберг» (Санкт-Петербург), созданное в 1947 году, как сказано в постановлении Совета Министров СССР, «в целях обеспечения Северного морского пути могучими ледоколами, транспортным флотом для плавания в Арктике и превращения Северного морского пути в нормально действующую судоходную магистраль». Словом, задачи за 70 лет изменились мало.

ЦКБ «Айсберг» создало около 100 проектов судов для Арктики, в том числе 6 атомных ледоколов, в числе которых и первый в мире атомный ледокол «Ленин». 
На ПАТЭС будут работать два атомных реактора КЛТ-40С разработки ОАО «Опытное конструкторское бюро машиностроения им. И.И. Африкантова» (Нижний Новгород). Это проверенные в деле установки, работающие на атомных ледоколах «Вайгач» и «Таймыр», а также на лихтеровозе «Севморпуть».

Реакторы мощностью по 150 МВт размещены в средней части судна; в носовом отсеке смонтированы турбогенераторы, способные вырабатывать по 38,5 МВт электроэнергии, а в корме судна расположена жилая зона, которая обеспечивает комфортные условия проживания для 118 человек персонала станции: одноместные каюты с душем и санузлом, бассейн, спортзал, сауна. Предполагается, что специалисты будут работать здесь вахтовым методом, по 4 месяца.

Общая электрическая мощность ПАТЭС «Академик Ломоносов» — 70 МВт (это меньше, чем суммарная мощность двух генераторов, но именно столько удается передавать потребителям на берег с учетом потерь при передаче энергии). Этого хватит для города с населением 40 тысяч человек. Во всей Чукотке в настоящее время живет около 50 тысяч. Электрическая мощность выводимой из строя Билибинской АЭС — 48 МВт, Чаунская ТЭЦ вырабатывала 34,5 МВт электроэнергии. 70 МВт мощности ПАТЭС — это чуть меньше, чем 82,5 МВт, которых лишается Чукотка, но надо учитывать, что в последние годы Билибинская АЭС работала не больше чем на 50% мощности.

Кроме электроэнергии, ПАТЭС дает и тепло: ее парогенераторы могут вырабатывать в час 240 т перегретого пара с температурой 289 °С, и этого достаточно для обогрева города с населением 50 тысяч человек. (К слову, в Певеке сейчас живет около 5 тысяч). Немаловажно, что при теплофикационной производительности 146 Гкал/ч ПАТЭС позволяет избавиться от необходимости завоза около 350 тысяч тонн условного органического топлива ежегодно. Это вклад не только в экономику, но и в экологию. Чаунская ТЭЦ расположена прямо в центре города и копоть из ее труб окружающий ландшафт не украшает. У атомной энергетики свои проблемы, но сажа в воздухе к ним не относится, поэтому Билибинскую АЭС, к примеру, называли станцией белого снега.

Срок эксплуатации ПАТЭС — 40 лет. Каждые три года будет загружаться свежее ядерное топливо, а каждые 12 лет энергоблок придется буксировать на специализированное предприятие для регламентных работ. Это значит, что одной плавучей электростанцией обойтись не удастся. Нужен сменщик. Изначально «Росатом» планировал строительство серии из 5–7 ПАТЭС. Но как будет на самом деле пока неизвестно.

Несмотря на готовность основных технологий, у этого большого и сложного проекта нелегкая судьба. Его реализация длится уже более 15 лет. Проектирование ПАТЭС было закончено еще в 2002 году, но лишь в 2006 году определился победитель тендера на ее строительство — «Севмаш» из города Северодвинск, основной производитель отечественных атомных подводных лодок. Однако из-за загруженности оборонными проектами предприятие вынуждено было передать заказ Балтийскому заводу в Санкт-Петербурге, не менее компетентной фирме, имеющей большой опыт строительства атомных ледоколов. 

1 июля 2010 года «Академик Ломоносов» был спущен на воду, и началась его достройка у причальной стенки. Осенью 2013 года в отсеках судна смонтировали два 220-тонных атомных реактора с парогенераторами. 1 июля 2016 года начались швартовые испытания плавучего энергоблока. На 2017 год намечены загрузка ядерного топлива и пуск реакторов. К сентябрю 2019 года планируется перегнать судно к Певеку на Чукотке, а в 2020 году — ввести станцию в эксплуатацию.

Вопрос вопросов 

Разумеется, не может не возникнуть вопрос о безопасности проекта. Всем памятна авария на Чернобыльской АЭС. А тем, кто забыл о ней, о рисках ядерной энергетики напомнила в 2011 году японская «Фукусима», которую погубила именно близость к воде (станцию вывела из строя цунами).

Идеологи создания ПАТЭС утверждают, что транспортные атомные реакторы гораздо безопаснее, чем те, что используются на наземных АЭС, поскольку представляют собой относительно компактный объект с огромным запасом прочности и совершенными системами управления. Сотни атомных подводных лодок эксплуатируют в России, Китае, США, Великобритании, Франции. Они базируются возле крупных городов, и больших вопросов с их безопасностью пока не возникает, хотя мелкие инциденты время от времени случаются. Срок безаварийной работы судовых реакторов, разработанных ОКБМ им. Африкантова, составляет около 300 реакторолет.

Кроме того, реакторы на ПАТЭС работают в куда более мягких условиях. Им не нужно выдерживать сотрясения, возникающие при ударах ледоколов о лед. Не нужны и рискованные режимы, необходимые на военных подводных лодках (например, быстрый разгон до максимальной мощности).

Еще один аспект безопасности связан с нахождением на борту большого количества – около 1 тонны — обогащенного урана. Однако в реакторах КЛТ-40С используется ядерное топливо с пониженным обогащением (18,6%). Атомную бомбу из него не сделаешь (оружейным считается уран со степенью обогащения выше 20%). А это значит, что ПАТЭС «Академик Ломоносов» не нарушает международных требований по нераспространению расщепляющихся материалов.

Создатели ПАТЭС утверждают, что учли все риски — от цунами до падения самолета. От последнего реакторы защищены мощными конструкциями крыши, способными рассеять энергию удара даже тяжелого транспортного авиалайнера. Что касается борьбы с угрозами водной стихии, то от нее станцию должны защитить не только двойное дно и водонепроницаемые переборки отсеков, но и внешнее «кольцо обороны». Ведь ПАТЭС не просто бросит якорь у берега. Климатические условия в Певеке непростые: часты шквалистые ветра, возможен подход ледяных полей, образование торосов. Чтобы «Ломоносов» не повторил судьбу «Титаника», на месте его будущей стоянки возводят мощные гидротехнические сооружения: подводный котлован, причал-мол и защитную дамбу. Сооружается также инфраструктура, необходимая для передачи на берег электрической и тепловой энергии. Стоимость этой стройки — 7 млрд рублей. При этом на создание самого «Академика Ломоносова» вместе с его реакторами потрачено 21,7 млрд рублей.

Траты немалые, но и выгоды могут быть значительные, особенно с учетом экспортного потенциала проекта. Впрочем, и здесь все непросто. Еще несколько лет назад в качестве крупнейшего рынка для водной атомной энергетики рассматривался Китай, активно осваивающий свою шельфовую зону. Планировалось даже развернуть совместное строительство ПАТЭС (ядерная начинка — из России, изготовление судовых корпусов и сборка — в Китае). Но в 2016 году Китайская национальная ядерная корпорация объявила о том, что начала реализацию собственного проекта по созданию плавучей атомной электростанции стоимостью 461 млн долларов. Причем ожидается, что первый ток она даст в 2019 году. Так из компаньона Китай превратился в конкурента в борьбе за зарубежный рынок.

На свете много берегов, нуждающихся в электрификации. Индонезия, к примеру, расположена на 13,5 тысячах островов. На 6 тысячах из них живут люди. Кроме того, плавучий атом может давать не только энергию и тепло, но и пресную воду. По данным ООН, в XXI веке питьевая вода станет более ценным ресурсом, чем нефть и газ, а к 2050 году с проблемой нехватки воды столкнутся 7 млрд человек в 60 странах. В XX веке ее потребление возросло в семь раз, в то время как население планеты выросло только в три раза. В странах с сухим и жарким климатом тонна воды уже сейчас стоит больше, чем тонна нефти. А ведь «Академик Ломоносов» в режиме опреснителя может давать 100 тысяч кубометров пресной воды в сутки. При этом ее себестоимость составит не более 1 доллара за кубометр.

Словом, экспортный потенциал у проекта есть. Но зарубежные заказчики перед заключением контракта хотят получить гарантии жизнеспособности концепции в виде действующего образца. От того, будет ли эксплуатация «Академика Ломоносова» безаварийной и экономически оправданной, зависит будущее всего проекта.