Мировая ядерная энергетика до 2030 года — рост или спад?
Несмотря на быстрое распространение ядерной энергетики до настоящего времени, благодаря которому она стала крупным источником электроэнергии в наиболее важных экономических регионах, ее будущее продолжает оставаться неопределенным.
Авария на АЭС Fukushima Daiichi в марте 2011 г. повлияла на перспективы ядерного производства электричества, так как были окончательно остановлены реакторы в Германии и Японии (Fukushima Daiichi 1-6), и в других странах происходит сокращение программ. Но эта авария стимулировала улучшение проектов и аварийного реагирования. Она также высветила потребность усиления независимости национальных руководящих ядерных органов и укрепления профессиональных знаний и опыта на мировом уровне. Хотя еще рано оценивать полное воздействие аварии, можно сделать некоторые обоснованные выводы о последствиях этого воздействия.
Что касается эксплуатируемых в настоящее время реакторов, то некоторые из них стоят перед перспективой более раннего закрытия, чем это прежде предполагалось. В ряде случаев затраты, требующиеся на улучшение безопасности реакторов, могут быть неоправданно высокими. В других случаях экономические аргументы в пользу продолжения эксплуатации могут оставаться весьма сильными, но вмешиваются политические факторы.
При отсутствии политического влияния перспективы строительства новых реакторов во многих странах остаются хорошими. Кроме того, появились новые страны, такие, как Объединенные Арабские Эмираты, Турция, Белоруссия, которые запустили ядерные программы с целью обеспечить свое производство электроэнергии.
Имеются по сути два главных аспекта при оценке будущей ядерной генерирующей мощности: перспективы продолжения эксплуатации существующих АЭС и планы строительства новых реакторов.
Существующие реакторы
Если не будет дальнейшего роста строительства АЭС в течение ближайших примерно десяти лет, то очевидно, что большинство реакторов, которые будут работать в 2030 г., используются уже сегодня. Таким образом, прогноз сроков эксплуатации нынешних реакторов так же важен для оценки будущих мощностей, как и оценка перспектив строительства новых реакторов.
Действующие реакторы постоянно обновляются, на них производятся замены компонентов, и они также находятся в строгом режиме лицензирования и инспектирования. Ожидается, что многие реакторы, если не большинство, смогут работать более 40 лет, и поэтому может потребоваться подача заявок на продление эксплуатационных лицензий.
Как долго существующие реакторы будут фактически оставаться в эксплуатации, зависит от ряда факторов, которые разнятся от страны к стране. Наиболее важными из них являются процедуры лицензирования, применяющиеся к продлению срока службы, приемлемость для общественности и экономическая привлекательность продления эксплуатации. Последняя будет отчасти зависеть от состояния рынка электроэнергии, в котором работает реактор, цены, по которой продукция энергоблока может быть продана, допустимых типов контракта на поставку электроэнергии, наличия капитала для строительства замещающих генерирующих мощностей и так далее.
Экологические соображения (например, предотвращение выбросов парниковых газов) также могут оказывать влияние на срок эксплуатации реактора в будущем.
Для действующих реакторов прогнозы включают оценки срока службы реактора, основанные на рассмотрении технических и политических вопросов, а также условий лицензирования в рамках каждого сценария прогноза.
Новые реакторы
В настоящее время существует лишь немного твердых планов строительства новых реакторов в развитых промышленных странах Западной Европы и Северной Америки. Причина этого — низкие ожидания будущего роста спроса на электроэнергию, что отчасти является результатом зрелого этапа, который достигнут в «электрификации» экономики и общества, а отчасти — результатом политических мер, принятых во многих странах в целях повышения эффективности использования энергии. В нескольких странах высокий уровень развития существующей ядерной отрасли ограничивает желание ее дальнейшего расширения.
Совершенно другая ситуация складывается в ряде быстро развивающихся азиатских стран. Сочетание отсутствия собственных энергетических ресурсов, очень быстро растущей потребности в электроэнергии и стремления к диверсификации и надежности энергоснабжения приводят к росту ядерной энергетики. Налицо также возобновление интереса со стороны стран, которые в настоящее время не имеют ядерных мощностей. Существует ряд глобальных факторов, влияющих на перспективы ядерной энергетики, а именно, влияние других генерирующих технологий, безопасность поставок энергии, экологические аспекты, реструктуризация рынка электроэнергии и наличие оппозиционных сил.
Три сценария
В докладе Мировой ядерной ассоциации (WNA) «Глобальный рынок ядерного топлива: спрос и предложение 2013-2030 гг.» представлено три сценария развития мировой установленной ядерной генерирующей мощности АЭС до 2030 г.: инерционный, верхний и нижний. Их диапазон: от сильно положительного до слегка отрицательного изменения ядерной энергетики в течение рассматриваемого периода. Сценарии, каждый из которых представляет разные позиции относительно будущей экономики ядерной энергетики, озабоченности по поводу глобального потепления, реструктуризации рынка электроэнергии, влияния аварии в Фукусиме, таковы:
Инерционный (базовый) сценарий
— Продолжение улучшения в относительной экономике производства электроэнергии на АЭС.
— Шаги по внедрению внешних издержек производства электроэнергии на работающих на органическом топливе станциях в относительные цены начинают приводить к медленному изменению структуры энергетики по источникам энергии.
— Постепенная реструктуризация и либерализация сектора электроэнергетики продолжается во многих ключевых странах. Улучшается как государственное, так и частное инвестирование крупных долгосрочных проектов.
— Большинство стран реализуют свои предыдущие планы, несмотря на аварию в Фукусиме.
— Проблемы приемлемости ядерных проектов общественностью начинают уменьшаться.
Верхний сценарий
— Значительные улучшения относительной экономики ядерной энергетики.
— В мире внедряется политика поощрения источников энергии с нулевым или низким уровнем выбросов парниковых газов, что значительно меняет структуру энергетики по источникам энергии.
— Реструктуризация рынка электроэнергии оживляет ядерный сектор и приводит к появлению многих новых инвестиционных проектов.
Авария в Фукусиме имеет мало неблагоприятных последствий.
— Достигается существенный прогресс в области общественной приемлемости относительно ядерной безопасности и проблемы ядерных отходов.
Нижний сценарий
— Инвестиции в новые проекты в области ядерной энергетики представляются неконкурентоспособными.
— Правительства медлят с принятием существенных мер для изменения структуры топливного баланса.
— Реструктуризация рынка электроэнергии во многих ключевых странах оставляет принятие решений по крупным инвестициям в энергетику частным инвесторам с краткосрочными горизонтами.
— Авария в Фукусиме значительно угнетает перспективы.
— Проблемы общественной приемлемости увеличиваются.
В докладе не делается попыток присоединить к сценариям вероятности. В принципе, отправной точкой является то, что все три сценария должны быть вполне правдоподобными как представления будущих событий и достойными внимания читателя.
Мировые ядерные генерирующие мощности сейчас составляют 374 ГВт эл. (эта цифра включает все японские реакторы, кроме Fukushima Daiichi 1-4). В базовом сценарии мощность возрастет до 433 ГВт эл. к 2020 г. и до 574 ГВт эл. к 2030 г. Среднегодовые темпы роста за весь период составят 2,6%, что достаточно для поддержания к 2030 г. доли ядерной энергетики в мировом производстве электроэнергии на уровне, близком к текущему, — 12%. В верхнем сценарии эквивалентные.
цифры равны 466 ГВт эл. в 2020 г. и 700 ГВт эл. в 2030 г. В нижнем сценарии ядерные генерирующие мощности слегка увеличиваются до 403 ГВт эл. в период до 2020 г. и затем падают до 341 ГВт эл. с закрытием многих реакторов к 2030 г.
Lля каждого сценария соответствующая кривая сравнивается с кривой предыдущего прогноза (сделанного в 2011 г.). Отметим, что снижение в краткосрочной перспективе базового сценария 2013 г. по сравнению со сценарием в докладе 2011 г. вызвано, главным образом, изменениями мощностей, прогнозируемых для Японии. Три сценария начинают расходиться после 2015 г. ввиду того, что программы строительства реакторов учитываются в верхнем сценарии, а закрытия — в нижнем.
После 2020 г. сценарии начинают расходиться гораздо более существенно. В нижнем сценарии число закрывающихся реакторов становится весьма значительным. Мощности в базовом сценарий увеличиваются быстрее и достигают 574 ГВт эл. к 2030 г. (с 374 ГВт эл. в настоящее время, которые включают закрытые сейчас японские мощности). Рост мощностей в верхнем сценарий ускоряется также, когда во всем мире начинают реализовываться программы существенного реакторного строительства. Базовый сценарий предполагает ежегодный рост выработки электроэнергии в размере 3,0%, в то время как в верхнем сценарии это число равно 4,2%, а в нижнем — 0%, хотя базовый и верхний сценарии включают прогнозируемое повторное открытие японских реакторов. Стоит отметить, что, несмотря на проблемы, стоящие перед новым ядерным развитием, прогнозируемые темпы роста в верхнем и базовом сценариях выше, чем в любом из прогнозов WNA за последние 20 лет.
Важным соображением для периода после 2030 г. является вероятное внедрение передовых ядерных технологий, таких, как реакторы на быстрых нейтронах и высокотемпературные реакторы.
Можно показать базовый сценарий для генерирующих мощностей на период до 2030 г. по регионам. Резко выделяется повышение значимости Восточной Азии, как и появление ядерной энергетики в Южной Азии. В долгосрочной перспективе важно также влияние США и Китая. В США базовый сценарий отражает уменьшение проектов нового строительства. В Китае сохраняется впечатляющее расширение использования ядерной энергии, хотя и несколько уменьшенное ввиду двухлетнего останова новых ядерных проектов после Фукусимы.