Мировому энергетическому атомному проекту нужен темп
На прошедшей в начале октября Российской энергетической неделе в числе многих других дискуссий и круглых столов прошла и панельная сессия «Атомная энергетика — основа глобального партнерства», которую в качестве модератора проводила глава Всемирной ядерной ассоциации (WNA, World Nuсlear Association) Агнета Ризинг. Основной темой дискуссии стало обсуждение путей реализации программы WNA «Гармония», разработанной для того, чтобы выполнить основную задачу Парижского соглашения по климату. Математический расчет, учитывающий необходимость выведения из эксплуатации части действующих реакторов и то, что в настоящее время порядка полутора миллиардов человек испытывают трудности с получением электроэнергии, дал окончательный результат — к 2050 году необходимо успеть построить новые атомные энергоблоки общей установленной мощностью 1 000 ГВт.
Всемирная ударная атомная стройка
Раз уж речь идет вот о такой «атомной арифметике», давайте, например, пересчитаем эту 1 000 ГВ в реакторах ВВЭР-1200. Калькулятор сообщает, что за оставшиеся 30 лет их нужно построить 833. В американских реакторах поколения III+, АР-1000, посчитать можно без калькулятора, во французских EPR-1600 получается 625. Выглядит шокирующе, но Агнета Ризинг не устает напоминать, что в 1984 году в мире было введено в эксплуатацию атомных энергоблоков общей мощностью 31 ГВт. Если такой результат был достигнут 35 лет тому назад, то что мешает его повторить? Да, безусловно, за это время значительно выросли требования по уровню безопасности АЭС, но это не самая большая беда, ведь все эти годы развивались, совершенствовались технологии. В общем, с логической точки зрения каких-то критических, непреодолимых препятствий нет, имеются только организационные. Вот это и стало основной темой дискуссии, развернувшейся на РЭН-2018. WNA подчеркивает, что при выполнении программы «Гармония» парадигма безопасности должна находиться даже не на первом, а на «нулевом» месте — это не обсуждается, не подвергается никаким сомнениям.
Одна из фраз, сказанных во время панельной сессии Агнетой Ризинг, претендует на новый девиз для мирового атомного энергетического проекта: «Если всё сделано правильно — атомная энергетика является самой надежной и безопасной».
Но организационных вопросов перед атомной индустрией — множество. Что нужно сделать для наращивания темпов строительства атомных энергетических блоков, как изменить отношение к атомной энергетике в странах, где сильны антиядерные настроения, как выстроить работу с международными организациями, которые могли бы способствовать выполнению «Гармонии», какие проблемы стоят перед мировым атомным энергетическим проектом? Какие проблемы компании, входящие в состав WNA, могут решить собственными силами за счет объединения возможностей, опыта, навыков, согласования производственной деятельности? Для решения каких проблем требуется помощь со стороны, как добиться ее получения?
Гармонизация лицензионных требований
Сразу несколько участников сессии обратили внимание на самой острую, по их мнению, проблему — отсутствие единого подхода к проблеме лицензирования проектов атомных энергоблоков в разных странах. Национальные регуляторы предпочитают работать по своим собственным методикам, руководствуясь собственными критериями. Об этом говорил министр иностранных дел и внешнеэкономических связей Венгрии Петер Сийярто, затронувший, помимо того, еще и проблему взаимоотношений национального регулятора его страны как с Еврокомиссией, так и со странами, входящими в состав ЕС. Очень четко выразил суть проблемы Пекка Лундмарк, президент финской государственной компании Fortum: «Как бы ни была сложна конструкция атомного энергоблока, он всё равно остается техническим приспособлением, механизмом. Авиакорпорация «Боинг» строит свои самолеты для всех стран мира по единым техническим условиям, по единым критериям безопасности, именно это позволяет строить самолеты промышленным методом. С учетом всей специфики атомной энергетики, подход должен быть точно таким же. Компании-вендоры должны получить гармонизированный, систематизированный подход к процедуре выдачи лицензии на сооружение энергоблоков, правила учета сейсмологических, климатических, географических условий тоже должны быть прозрачны и понятны».
Об этом же говорил и заместитель руководителя МАГАТЭ Михаил Чудаков — правила регулирования атомной отрасли, подходы к процедуре выдачи лицензий на строительство не должны различаться от страны к стране настолько, чтобы выдача лицензий тянулась годами.
Это верно и с чисто экономической точки зрения. Стоимость строительства АЭС исчисляется миллиардами долларов, финансирование проектов зачастую идет при помощи банковских кредитов. Потеря времени на этапе лицензирования ведет к удорожанию проекта, снижает показатели атомной энергетики в сравнении с тепловой энергетикой. Одним словом, проблема действительно назрела, нужно общими усилиями искать способы ее решения. Но прежде чем анализировать, какие способы могут оказаться наиболее действенными, давайте разберемся, в чём проблема заключается. Аналитический онлайн-журнал Геоэнергетика.ru с прискорбием вынужден констатировать — про эту проблему новостные порталы нам ничего не рассказывают, о том, что такое органы государственного регулирования атомной энергетики, как выглядит процедура выдачи лицензий на строительство и сооружений атомных энергоблоков, почти никто ничего не знает. Ситуация, в общем-то, парадоксальная: антиядерных настроений в мире немало, о необходимости обеспечения безопасности АЭС и атомной индустрии говорят много, а вот кто и как за это отвечает, мы почти ничего не слышим и не знаем.
Государственный регулятор атомной отрасли России
Те из вас, уважаемые читатели, кто внимательно следит за новостями атомной энергетики в России, в курсе того, что разрешения и лицензии на каждый этап строительства, монтажа, запуска АЭС у нас выдает Ростехнадзор. Официально наш государственный регулятор называется «Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору». Название длинное, зато очень точно обозначает круг задач этого органа — любые нарушения правил безопасности в промышленности ведут к технологическим и экологическим проблемам.
За регулирование деятельности, связанной с мирным атомом, в Ростехнадзоре отвечают сразу два управления: Управление по регулированию безопасности атомных станций и исследовательских ядерных установок и Управление по регулированию безопасности объектов ядерного топливного цикла, ядерных энергетических установок судов и радиационно опасных объектов. То есть правила и нормы, применяемые регулятором, касаются не только непосредственно реакторов АЭС, но и всех видов деятельности, которые обеспечивают их создание и функционирование. Правила и нормативы разработаны и для всех составляющих энергетического блока, зданий и сооружений атомных станций, всех технологических процессов, связанным с производством ядерного топлива, к условиям его хранения и транспортировки, ко всем операциям, связанным с обращением с ОЯТ и с радиоактивными материалами.
Рождение новой научно-технической дисциплины
Правила ядерной и радиационной безопасности создавались с момента рождения и становления нашего атомного проекта. Одним из участников запуска самого первого нашего реактора, Ф-1, был Борис Григорьевич Дубовский, который и стал человеком, получившим от Игоря Курчатова задание разработать первый дозиметр. Конечно, и компоненты для него были далеки от совершенства, и точность «оставляла желать», но первый шаг был сделан. Однако время было такое, что второй-третий-четвертый шаги приходилось делать без минуты перерыва — сразу после первого успеха Дубовскому была поручена подготовка к измерению радиоактивности в полевых условиях после ядерного взрыва. Уже летом 1947-го в Лаборатории № 2 под руководством Бориса Григорьевича была создана отдельная группа, которая разрабатывала дозиметрическую аппаратуру для новых реакторов, для будущего полигона, первые промышленные партии дозиметров появились уже в 1951 году. Как и все те, кто стоял у истоков атомной отрасли, Б.Г. Дубовский занимался не только дозиметрами — он был непосредственным участником запусков реакторов Ф-1, А-1, АВ-1 и далее по списку. О том, как ценил своего сотрудника Игорь Курчатов, говорит история с запуском реактора Первой АЭС. По плану пуск должен был начаться 21 июня 1954 года, но произошел на шесть дней позже, 27-го. Причина — Борис Дубовский не мог вернуться из командировки, в Харькове была нелетная погода, и Курчатов своим приказом перенес пуск реактора.
Но тем не менее основной вклад Бориса Дубовского в атомную физику — то, что он фактически стал создателем дозиметрии как отдельной научной дисциплины. В 1958 году по настоянию Игоря Курчатова Министерство среднего машиностроения приказом № 06−63 создало в Обнинске Лабораторию № 48, она же — ЛЯБ, лаборатория ядерной безопасности, возглавил которую Борис Дубовский. Задач для ЛЯБ сразу было, что называется, выше головы:
- экспериментальное определение критических параметров делящихся материалов в промышленном оборудовании;
- разработка методов ядерно-физического расчета;
- разработка норм и правил по ядерной безопасности (ЯБ) отраслевого и федерального уровня, заключений по ЯБ действующих и проектируемых установок;
- исследования в области приборных методов и средств контроля параметров ЯБ.
Ядерная безопасность как самостоятельная научная дисциплина изначально создавалась не только для атомных реакторов. ЛЯБ разрабатывала нормы и правила для радиохимических и химико-металлургических заводов, для заводов по обогащению урана и производству ядерного топлива. Рос атомный проект — рос и круг задач, которые решала ЛЯБ. Ядерная безопасность при хранении свежего и облученного топлива для АЭС, для атомного флота, для НИИ, для исследовательских реакторов. Сотрудники ЛЯБ готовили проекты и участвовали в пусках реакторов Белоярской и Билибинской АЭС, реактора БН-350 на Каспийском море, в пусконаладочных работах новых предприятия Минсредмаша. В 1972 лаборатория была преобразована уже в отдел ядерной безопасности, который продолжал создавать всё новые образцы приборов — системы аварийной сигнализации, системы внутриреакторного контроля. При этом каждый новый измерительный прибор разрабатывался на основе данных, которые получали непосредственно на реакторах энергетических и исследовательских, на ядерно-энергетических установках подлодок и атомных ледоколов — практики в ядерной безопасности как научно-технической отрасли не меньше, чем теории. Часть данных для разработки норм ЯБ была получена при ядерных инцидентах — утечках и авариях, которых, к сожалению, в годы становления атомной отрасли было немало. Ошибки исправлялись, самым тщательным образом выяснялись их причины, и эти данные становились основой для создания новых правил и норм. В настоящее время федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии превратились в своеобразный «кодекс ядерной и радиационной безопасности», состоящий из 102 «статей». Существуют нормы и правила для сбора, хранения и переработки радиоактивных отходов, для хранения и транспортировки топлива, для атомных станций, для экспериментальных и исследовательских реакторов, для плавсредств с ядерными реакторами, для всех объектов топливного цикла и так далее.
Проблемы роста
Одновременно с научно-техническими проблемами отрасль искала, нащупывала способы решения организационных проблем — нужно было решить, как и кто будет отвечать за ядерную и радиационную безопасность. Один надзорный орган или несколько, кому они должны подчиняться, какие полномочия и какую ответственность иметь — «изобретать» всё это нужно было с нуля, и процесс этот, особенно с учетом такого понятия, как государственная тайна, был непрост и тернист. Центральная инспекция котлонадзора и газового надзора Минсредмаша, третье Главное управление при Минздраве, Госгортехнадзор (государственный горный и промышленный надзор)…Только в 1983 году был создан, наконец, единый орган — Госатомэнергонадзор СССР, уже не зависевший от Минсредмаша. Причин, по которым к такому решению шли так долго, было много — тут и ведомственные интересы, и какие-то «клановые» интриги конструкторских бюро, которые «ставили» кто на реакторы РБМК, кто на ВВЭР.
Проблемы роста во всех странах, где развивалась атомная энергетика, не сильно отличались друг от друга — система надзора создавалась внутри отрасли, которая в буквальном смысле «вышла из шинели». Завеса государственных тайн мешала обмену опытом, правила и нормативы ядерной и радиационной безопасности в каждой стране, обладающей ядерным оружием, разрабатывались самостоятельно. Советский Союз и США стали строить АЭС в других странах, и вместе с ними «экспортировались» эти правила и нормы, которые дополнялись и изменялись в зависимости от особенностей той или другой страны, которые менялись еще и по мере развития науки и технологий. Централизации, согласования норм и правил между странами попросту не было. Напомним, что все указания-пожелания МАГАТЭ носят рекомендательный характер, главная цель этой организации — контролировать нераспространение ядерных технологий, использование которых может привести к расползанию атомного и ядерного оружия по странам, не входящим в состав «ядерного клуба» (США, СССР, Англия, Франция и Китай). Вот если будут обнаружены нарушения подобного рода — тогда по докладу МАГАТЭ в дело вмешается ООН, органом которого МАГАТЭ и является. Осознание необходимости международного сотрудничества появлялось, к сожалению, медленно, подталкивали этот процесс только аварии и инциденты — они лучше всего давали понять, что радиоактивности как-то вот никакого дела нет до государственных границ. В этом отношении Чернобыльская катастрофа была огромной важности событием для всего атомного сообщества — ведь пострадала не только территория Советского Союза, облака и тучи доставили радиационную пыль на территорию еще нескольких стран Европы, добравшись даже до Скандинавии.
Атомная пауза
После аварии в США, случившейся в 1979 г. на АЭС «Три-Майл-Айленд», и после Чернобыля в мире настала «атомная пауза» — достраивались уже начатые проекты, но не более того. Требовалось время для того, чтобы изучить все причины, которые привели к таким масштабным авариям, чтобы понять, какие изменения в правилах и нормативах ядерной и радиационной безопасности необходимо сделать, чтобы гарантировать атомную отрасль от повторения допущенных ошибок. Требования стали более жесткими, более детализированными — это положительный момент. Отрицательным моментом стала длительность этой паузы, ведь самое ценное в атомном проекте — это люди, профессионалы. С одной стороны — радиофобия стала распространяться во многих странах, атомная отрасль перестала быть привлекательной, ушла романтика первых лет ее становления. С другой — если в отрасли не происходит ничего нового, то она становится менее привлекательной для молодежи. «Зачем мне идти в атомную отрасль, если ничего не строится, если она не расширяется? Перекладывать бумажки, пока старшие товарищи не уйдут на пенсию, что даст возможность встать к пульту управления энергоблоком?» И ветераны действительно уходили, ослабляя тем самым национальные регуляторы.
Как происходит лицензирование проекта нового атомного энергоблока? У регулятора есть «атомный кодекс», разработка которого стала результатом огромного труда и тяжелого опыта ядерных инцидентов. Вот такой сплав обеспечивает работоспособность корпуса реактора вот при такой интенсивности потока нейтронов, возникающего в результате использования вот такого топлива вот при таких условиях. А что в новом проекте? Предлагается изменить каждый из этих параметров? Нужна квалификация, позволяющая оценить, к каким результатам приведут эти изменения, допустимы ли они. Нужны люди, которые проверят все предложенные изменения, которые оценят изменения в технологии изготовления тех или иных комплектующих и составных частей реакторной установки и прочего оборудования энергоблока. Предлагается изменить давление и температуру теплоносителя? А к каким изменениям это приведет? И таких вопросов — сотни, если не тысячи. И от того, правильно ты их оценишь или нет, зависит уровень безопасности нового энергоблока. Перестраховаться и всё запретить? Но тогда отрасль так и не будет развиваться, «летаргический сон» не прекратится. Найти недочеты в проекте, потребовать от разработчиков внести изменения в проект или согласиться с предлагаемыми новинками и изменить правила и нормативы? Сотни страниц проектной документации, сотни правил и норм.
И еще раз повторим — совершенно не важно, в какой стране это происходит и на каком языке написаны документы, этот алгоритм работы и набор проблем универсален. У каждого регулятора — собственный опыт, собственная база данных, собственные нормы и правила. При этом работа регулятора — это не только проверка самого проекта, надзор подразумевает и необходимость тщательной проверки строительной площадки, хода строительных работ, монтажа и так далее. Время от времени СМИ рассказывают о том, что регуляторы той или иной страны приезжают на машиностроительные заводы, чтобы на месте ознакомиться, как выстроен производственный процесс — и это тоже часть их работы. В 2014 году ядерное топливо, изготовленное в России, было загружено в реактор одной из шведских АЭС — событие, которое освещалось достаточно широко. А вот о том, что шведские специалисты несколько лет практически не выходили с заводов ТВЭЛ, рассказывают мало. Они проверяли, как формировались топливные таблетки, как отливались и формировались циркониевые стержни — шаг за шагом, этап за этапом, вплоть до погрузки готовых сборок в транспортно-упаковочные контейнеры.
Лицензирование новых проектов АЭС «на пальцах»
Медленно или быстро происходят такие процессы? Вот документы, которые нужны для получения лицензии, переданы разработчиками регулятору. Пошла проверка, появились замечания — их передают проектировщикам. Им тоже требуется время, чтобы оценить, что именно от них требуют, после чего нужно очень точно продумать, где и какие изменения придется сделать в проекте и как убедить регуляторов в том, что этих изменений будет достаточно. Регулятор проверил машиностроительный завод и остался недоволен тем, как там организован производственный процесс? Меняем, согласовываем, при этом оцениваем, не внесут ли эти изменения по цепочке изменения в разработанный проект. Приведут? Ну, значит, вперед — надо разъяснить это регулятору. А регулятор всё в той же ситуации — перестраховаться или согласиться, менять проект или исправлять нормативную документацию, но при любом выборе искать, каким образом исключить риск или свести его до минимума. При этом упустить из виду, пренебречь хоть чем-то нельзя — ответственность-то огромная. «Вы предлагаете изменить расстояния между трубками теплообменника и при этом увеличить их диаметр на три миллиметра? Вот тут вместо сварки предлагаете наварку, а вот здесь хотите под гайку подложить шайбу из нового сплава? А что это дает, а не изменится ли коррозионная стойкость, а хватит ли прочности вот при этом давлении и при этой температуре?» Вопросы, проверки, расчеты, снова проверки, согласования. Кропотливая и чрезвычайно важная, ответственная работа.
В наше время все страны, развивающие у себя атомную энергетику, стремятся использовать самые новые, самые безопасные реакторы — те, которые относятся к поколению III+. Проектов таких реакторов сейчас четыре — российский ВВЭР-1200, французский EPR-1600, американский АР-1000 и китайский Hualong-1. О том, как выглядел процесс их лицензирования в тех странах, с которыми компании-вендоры подписали контракт на строительство, нам кажется, стоит рассказать отдельно. Почему в Китае это происходило быстрее, чем в Финляндии, почему лицензирование ВВЭР-1200 в Бангладеш и в Белоруссии, странах-новичках мирового «атомного клуба», уже завершено, а в Венгрии, которая в этот «клуб» входит с 1984 года, этого еще не произошло? Почему получилось так, что вот этим летом EPR-1600 в Китае проходит этап энергетического пуска, а во Франции первые блоки только строятся? Как связаны оливковые деревья с получением лицензии на строительство АЭС на средиземноморском берегу? Интересные истории с занимательными сюжетами, которые позволят, мы надеемся, лучше понять, что происходит в мире со строительством реакторов и как непросто WNA бороться за воплощение «Гармонии».