Быстрый рост спроса на уран приведет к потребности в дополнительном добытом уране в период до 2040 г. по всем сценариям, приведенным в последнем выпуске доклада Всемирной ядерной ассоциации о топливе. Впервые за восемь лет прогнозы роста ядерных генерирующих мощностей были пересмотрены в сторону повышения после введения более благоприятной политики в ряде стран.

Доклад о ядерном топливе: Глобальные сценарии спроса и предложения на 2019–2040 годы (Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2019-2040) является 19-м в серии докладов, публикуемых Всемирной ядерной ассоциацией и Институтом урана, примерно с двухлетними интервалами с 1975 г. В Лондоне начался симпозиум Всемирный ядерной ассоциации 2019 г. Он включает три сценария – базовый, верхний и нижний и охватывает широкий спектр возможностей для ядерной энергетики до 2040 г. В нем также рассматриваются ключевые вопросы, которые, вероятно, сохранят свою актуальность и после этого года.

Последнее издание доклада было коренным образом переосмыслено и переработано. Об этом на симпозиуме рассказал Риаз Ризви, директор по стратегии и маркетингу НАК «Казатомпром» и сопредседатель рабочей группы «Топливный отчет» (Fuel Report Working Group). Доклад основан на данных, собранных из вопросников, разосланных членам и нечленам Всемирной ядерной ассоциации, в сочетании с общедоступной информацией и оценкой и опытом членов рабочих групп ассоциации. В этом докладе уникально то, что он, по сути, составлен отраслью, практиками, которые фактически работают и живут этим.

Методология спроса учитывает экономику ядерной отрасли, государственную политику и другие вопросы, включая общественное признание, борьбу с изменением климата, структуру рынка электроэнергии и нормативные стандарты. Базовый сценарий в основном отражает официальные цели и планы, объявленные государствами и компаниями, и частичное признание вклада ядерной энергетики в изменение климата, в то время как в верхнем сценарии рассматриваются более благоприятные условия экономики и общественного признания, а также более сильное признание вклада ядерной энергетики в борьбу с изменением климата. Нижний сценарий предполагает ситуацию с ухудшением общественных настроений, отсутствием политической поддержки и более сложной экономикой ядерной отрасли.

Ожидается, что мировые электрические мощности по производству ядерной энергии, составлявшие 398 ГВт в 2018 г., возрастут до 462 ГВт в 2030 г. и до 569 ГВт в 2040 г. в соответствии с базовым сценарием. В верхнем сценарии эти цифры составляют 537 ГВт в 2030 г. и 776 ГВт в 2040 г. В нижнем сценарии генерирующая мощность остается практически неизменной в течение всего прогнозного периода, и не отображается тенденция к снижению, наблюдаемая в предыдущих отчетах.

Основными причинами позитивной тенденции в прогнозах ядерной мощности являются изменение энергетической политики Франции с целью отсрочить запланированное сокращение доли ядерной энергетики и продлить срок эксплуатации реакторов до более 40 лет, законодательные действия США на уровне штатов в поддержку продолжения эксплуатации реакторов одновременно с началом процесса федеральными регулирующими органами, позволяющего реакторам эксплуатироваться до 80 лет, обширные планы внедрения ядерных реакторов в Китае и Индии и улучшенные перспективы для новых реакторов в «странах-новичках», таких, как Бангладеш, Египет и Турция.

Поставки урана. Всемирная ядерная ассоциация пересмотрела модель требований к реакторам для новой редакции доклада, чтобы включить в нее переоценку различных факторов, влияющих на спрос. Реакторы на быстрых нейтронах включены впервые, в то время как была создана новая модель, позволяющая проводить более конкретный анализ рынка изготовления топлива, а предположения по коэффициенту мощности были пересмотрены и обновлены.

Известные мировые ресурсы урана являются более чем достаточными для удовлетворения потребностей реакторов до 2040 г. и в последующий период, хотя мировое производство снизилось с 62221 т U в 2016 г. до 53498 т U в 2018 г. Однако избыточное предложение и связанные с этим низкие цены на уран мешают необходимым инвестициям и использованию этих ресурсов в производстве. Современный депрессивный урановый рынок вызвал не только резкое сокращение деятельности по разведке урана, но и сокращение добычи урана на существующих шахтах, отмечается в докладе.

Прогнозируется, что объемы добычи урана будут оставаться достаточно стабильными до конца 2020-х годов по всем трем сценариям добычи урана, которые разработаны на основе оценки текущих и будущих возможностей шахт. Они резко снижаются в период 2035–2040 гг., поскольку четверть всех шахт, перечисленных в модели, достигает конца своих производственных сроков. Глобальная добыча 66400 т U в 2030 г. снизится до 48100 т U по базовому сценарию, для верхнего сценария эти цифры составляют 71500 т U в 2030 г. и 49400 т U в 2040 г. Ожидается, что частичное возвращение в настоящее время неработающих шахт в производство начнется в 2023 г. по базовому сценарию, в 2022 г. по верхнему сценарию и в 2026 г. по нижнему сценарию.

Новые поставки будут категорически необходимы в будущем. Нет никаких сомнений в том, что новые проекты или восстановление приостановленных в настоящее время проектов должны будут иметь место. Методология поставок, использованная в докладе этого года, вводит новую концепцию неопределенных поставок, связанных с неработающими производственными мощностями, неуказанными вторичными поставками и расширением мощностей. Вклад таких источников труднее предсказать, чем указанные источники поставок, такие, как текущая мощность, планируемые и предполагаемые шахты и определенные вторичные поставки. По мере того, как возникает разрыв между спросом и предложением, больший объем должен поступить из неуказанных источников.

В ближайшей перспективе коммерческие запасы и указанные вторичные поставки будут играть роль в преодолении разрыва между спросом и предложением. Однако роль вторичных источников будет постепенно уменьшаться, снизившись с 14–15% потребностей реакторов, которые они удовлетворяют сегодня, до 4–9% в 2040 г, в зависимости от сценария. Разрыв будет компенсирован за счет коммерческих запасов, возврата бездействующих шахт в производство и разработки новых проектов, среди других источников.

В докладе отмечается, что к 2040 г. во всех сценариях отрасли необходимо как минимум удвоить прогнозируемое производство первичного урана (включая текущие, неработающие, разрабатываемые и планируемые перспективные проекты). Для этого более чем достаточно ресурсов, но для рынка важно посылать сигналы, необходимые для начала разработки этих проектов.

Проблемы топливного цикла. В докладе также рассматриваются спрос и предложение на конверсию, обогащение урана и изготовление топлива. В секторе конверсии урана, который в течение последних восьми лет находился в ситуации избыточного предложения из-за сокращения потребностей в конверсии и накопления запасов гексафторида урана, годовой объем производства в настоящее время ниже, чем потребности. Рынок сейчас вступил в период перебалансировки, поскольку используются запасы. В среднесрочной перспективе ожидается, что преобразованные в настоящее время мощности в режиме ожидания вернутся к работе, а в более долгосрочной перспективе потребуется расширение мощностей.

При глобальном избытке мощностей по обогащению урана только один из крупнейших мировых поставщиков обогащенного урана – Китайская национальная ядерная корпорация (China National Nuclear Corporation) планирует значительно увеличить свои мощности в течение прогнозируемого периода, так как Китай преследует цели самообеспечения, указано в докладе. Дополнительные мощности по обогащению могут потребоваться уже в середине 2020-х годов по верхнему сценарию, но из-за модульного характера технологии центрифуг и сроков строительства ядерных реакторов такое расширение может происходить своевременно и следует избегать проблем с поставками.

Производство топлива отличается от других этапов топливного цикла из-за специфики высокотехнологичного и технологичного продукта и рынка, который является скорее региональным, чем глобальным. Производственные мощности в настоящее время достаточны для обеспечения ожидаемого спроса, как для первых активных зон, так и для перезагрузок, но узкие места в поставках могут все же возникнуть для некоторых конструкций, указано в докладе.

Гармония. В докладе отмечается устойчивый рост ядерных мощностей в течение следующих 20 лет, но необходимо еще многое сделать для достижения цели Всемирной ядерной ассоциации по обеспечению к 2050 г. не менее 25% мирового производства электроэнергии. Эта цель требует строительства большего количества реакторов, чем прогнозируется в настоящее время в верхнем сценарии, отмечается в докладе.

Генеральный директор Всемирной ядерной ассоциации Агнета Райзинг заявила, что для достижения цели гармонии по поставке 25% мировой электроэнергии до 2050 г. потребуется быстрое наращивание новых ядерных мощностей, превышающее прогноз верхнего сценария, что, в свою очередь, приведет к потребности в большем количестве урана, обогащении, изготовлении топлива, транспортировке и обслуживании отработавшего топлива. Участники ядерного топливного цикла должны быть готовы удовлетворить потенциально большой рост спроса для достижения цели.

Источник: World Nuclear News, 5.9.2019

Генеральный директор Всемирной ядерной ассоциации Агнета Райзинг в последнем докладе «World Nuclear Performance Report» сообщает, что АЭС продолжают работать в соответствии с высокими стандартами, и темпы роста высоки. До конца 2020 г. планируется подключить более 20 новых реакторов. Но для того, чтобы промышленность достигла цели по поставке не менее 25% электроэнергии до 2050 г., от политиков потребуется гораздо большая приверженность.

В докладе отмечается, что во всем мире в 2018 г. производство электроэнергии на АЭС увеличилось шестой год подряд на 61 ТВт·ч по сравнению с 2017 г., достигнув 2563 ТВт·ч. Это более 10% мирового спроса на электроэнергию. Производство электроэнергии увеличивалось наиболее быстрыми темпами в Азии, где выработка увеличилась почти на 56,3 ТВт·ч (на 12%) до 533,0 ТВт·час.

Новое поколение. В 2018 г. начали поставлять электроэнергию 9 реакторов по сравнению с четырьмя, введенными в действие в 2017 г., и более 20 реакторов должны быть введены в эксплуатацию до конца 2020 г. В целом, увеличение мощности в период 2016–2020 годов, как ожидается, достигнет целей ядерной промышленности. Ассоциация заявляет, что темпы строительства должны будут значительно увеличиться, чтобы достичь общей цели в 1000 ГВт новой ядерной мощности к 2050 г. Девять новых реакторов общей мощностью 10,4 ГВт были подключены к сети. Семь из них были построены в Китае, а два – в России.

В 2018 г. было закрыто семь реакторов общей электрической мощностью 5,4 ГВт. Из них четыре – это японские реакторы, которые не работали с 2011 г., а пятый, тайваньский «Цзиньшань-1» не работал с 2015 г., поэтому эти закрытия были минимальными для общего производства электроэнергии в 2018 г. Четыре реактора в Японии с общей мощностью 5,6 ГВт, получили разрешение на ввод в действие.

В докладе отмечается, что одной замечательной характеристикой 2018 г. является преобладание новых конструкций среди запущенных реакторов. На АЭС «Хайян-1 и -2» и «Саньмэнь-1 и -2» первыми четырьмя реакторами стали AP1000, на «Тайшань-1» – реактор EPR, на Ленинградской АЭС-2 первым реактором стал ВВЭР-1200, а на «Янцзян-5» реактор ACPR-1000. Примечательно, что вторые блоки на АЭС «Хайян» и «Саньмэнь» имели значительно более короткие периоды строительства, демонстрируя, что на вторых блоках может использоваться опыт строительства первого блока. Число строящихся реакторов в конце 2018 г. составляло 55, при этом началось строительство пяти реакторов, по сравнению с девятью, которые были подключены к сети после завершения строительства.

В Азии производство электроэнергии на АЭС увеличилось более чем на 10% и достигло 533 ТВт·ч, что сейчас составляет более одной пятой мирового производства. В Китае первые реакторы AP1000 и EPR начали промышленную эксплуатацию наряду с реакторами ВВЭР V-428M и ACPR-1000. Несмотря на то, что четыре реактора, получившие одобрение на повторный запуск в Японии, довели общее число до девяти, темпы продвижения к повторному запуску большего количества реакторов остаются медленными, в Японии продолжают полагаться на ископаемое топливо.

Среднее время строительства реакторов в последние годы составляло от пяти до шести лет, но среднее время в 2018 г. составило восемь с половиной лет, в основном из-за запуска реакторов, использующих новые конструкции. Ожидается, что сроки строительства в 2019 г. вернутся к более типичным недавним периодам.

В 2018 г. началось строительство пяти реакторов с общей электрической мощностью 6279 МВт, включая «Аккую-1», первый реактор в Турции, и «Хинкли-Пойнт-1», первый реактор, строительство которого начато в Великобритании после «Сайзуэлл В» 30 лет назад. Реактор АЭС «Руппур-2» – второй строящийся в Бангладеш ядерный реактор после аналогичного блока, строительство которого началось в 2017 г.

Показатели. В докладе отмечается высокая производительность ядерных реакторов. В мире ядерные реакторы достигли среднего коэффициента мощности 80%, что намного выше, чем во многих других формах производства электроэнергии. В 2018 г. глобальный средний коэффициент мощности составил 79,8% по сравнению с 81,1% в 2017 г. Несмотря на это небольшое снижение, сохраняется высокий уровень производительности, наблюдаемый с 2000 г., после существенного улучшения в предыдущие годы.

В целом высокий коэффициент мощности является отражением хороших эксплуатационных характеристик. Однако в некоторых странах наблюдается растущая тенденция к тому, что ядерные реакторы работают в режиме следования за нагрузкой, что приведет к снижению общего коэффициента мощности.

В докладе отмечается, что реакторы уже демонстрируют высокую производительность независимо от того, как долго они работают, с коэффициентами мощности около 80%, независимо от срока службы. Средний коэффициент мощности реакторов за последние пять лет мало меняется в зависимости от срока службы.

В докладе отмечается 50-летний опыт работы, что является первым этапом, достигнутым в этом году пятью реакторами – «Бецнау-1» в Швейцарии, «Найн-Майл-Пойнт-1» и «RE Джинна» в США, а также «Тарапур-1 и -2» в Индии. Все эти реакторы начали работать в 1969 г. Для многих действующих реакторов планируется срок действия в течение 60–80 лет.

Климат. В настоящее время ядерная энергетика ежегодно предотвращает выбросы более 2 млрд тонн CO₂, помогая снизить глобальную зависимость от угля. Более 50 строящихся реакторов позволят дополнительно избежать выбросов 450 млн тонн CO₂ в год к 2025 г. К этому сроку ядерные реакторы позволят избежать выбросов, эквивалентных годовым выбросам CO₂ в Японии, Германии и Австралии, вместе взятых.

Но политика является ключом к росту, отмечается в докладе. Реакторы в США произвели в 2018 г. больше электроэнергии, чем в любом предыдущем году, с выработкой 808 ТВт·ч. Один реактор – «Ойстер-Крик» – выведен из эксплуатации, несмотря на то, что он получил лицензию на дополнительные 10 лет эксплуатации, потому что пересмотренные правила водопользования потребуют строительства градирен. В то время как некоторые штаты США ввели схемы, поддерживающие производство электроэнергии на АЭС, признавая ее чистую низкоуглеродную ценность, в других местах другие реакторы находятся под угрозой из-за искаженных и сложных рыночных условий.

В заключении доклада отмечаются растущие действия, связанные с тем, что призыв к действиям в связи с изменением климата стал неотложнее за последние 18 месяцев. Некоторые задаются вопросом, может ли ядерная энергетика быть развернута достаточно быстро для своевременного решения проблемы изменения климата. Дело в том, что ядерная энергетика вносит важный вклад в предотвращение изменения климата сегодня, поскольку АЭС обеспечивают более 10% электроэнергии в мире.

Одним из наиболее эффективных действий, которые необходимо предпринять, чтобы избежать выбросов парниковых газов, является обеспечение того, чтобы эти реакторы продолжали работать в полную силу. Средний срок службы атомного флота составляет около 30 лет. В этом году пять реакторов достигли 50 лет эксплуатации, и реакторы сегодня требуют одобрения на 60 или даже 80 лет эксплуатации. Многие из современных реакторов потенциально могут быть частью полностью обезуглероженной генерации в 2050 г.

При серьезном отношении к изменению климата, необходимо серьезно относиться к решениям. Переход к низкоуглеродной энергетике, которая удовлетворяет энергетические потребности мирового сообщества, представляет собой непростую задачу. Но это задача, которую необходимо решить, и она может быть достигнута только при использовании полного потенциала ядерной энергии.

Источник: World Nuclear News, 29.8.2019