Малі ядерні реактори: перспектива чи вартісна ілюзія?

Чому Україна ризикує витратити мільярди на неіснуючу технологію.

Після ударів Росії по енергетичній інфраструктурі України, країна активно шукає ефективні рішення для оперативного відновлення генерації. В результаті, кожна нова ідея, особливо якщо вона інноваційна, викликає великий інтерес. Цього разу на передньому плані - малі модульні реактори (ММР), яких їх прихильники вважають порятунком для енергетичного сектору.

Нещодавно у Верховній Раді було представлено законопроєкт, що встановлює правові рамки для впровадження малих модульних реакторів в Україні. Чи стануть ці технології реальним рішенням для актуальних проблем, чи виявляться лише ще одним дорогоцінним експериментом для українського народу?

Малі модульні реактори (SMR) – це компакті ядерні установки, які мають потужність до 300-400 МВт. Вони значно менші за традиційні енергоблоки атомних електростанцій і складаються з окремих модулів. Ці модулі можуть бути виготовлені на заводі, що дозволяє швидко зібрати їх на місці установки.

Ця технологія передбачає застосування аналогічного ядерного пального, як у звичайних реакторах, проте в більш компактному виконанні та з різними системами охолодження. Прихильники вважають, що модульний підхід полегшить процес будівництва, знизить витрати та зробить енергетичну систему більш адаптивною.

Проєкт знімає держмонополію на комерційні атомні установки малої потужності, спрощує процедури їх будівництва і дозволяє приватним компаніям володіти ядерним паливом для цих реакторів. Держава збереже контроль над відходами.

Ініціатори документа посилаються на потребу відновити енергосистему після війни і замінити застарілі та зруйновані вугільні ТЕС "технологіями майбутнього".

Малі модульні реактори (ММР) дійсно представляються як інноваційна ядерна технологія, на яку покладають великі надії. Декілька чиновників і фахівців з упевненістю стверджують, що ці компактні реактори мають потенціал для порятунку енергетичного сектору. Наприклад, існують думки, що ММР можуть сприяти відновленню не тільки енергетики, але й цілого економічного комплексу країни.

Однак у цій хвилі захоплених оцінок майже не чути критичного аналізу. Складно знайти виважену позицію, адже медіапростір заповнений гучними епітетами без обговорення потенційних ризиків та викликів. Така однобокість небезпечна: коли перспективи подаються лише в рожевих тонах, важливі рішення ризикують ухвалюватися радше з популістичних мотивів, ніж на основі холодного розрахунку.

Слід уважно проаналізувати ММР, оцінити їх справжні можливості та загрози, перш ніж приймати важливі рішення для енергетичного сектору.

Найяскравішим прикладом розриву між обіцянками та реальністю у сфері малих модульних реакторів (ММР) стала ініціатива американської компанії NuScale Power. Ця розробка вважалася піонером серед малих ядерних установок, і Україна навіть підписала меморандум з NuScale щодо реалізації проєкту ММР. Проте, перший проект "міні-електростанції" NuScale в США зазнав невдачі.

Спочатку було заплановано зведення шести малих ядерних реакторів загальною потужністю 462 МВт у штаті Юта. Проте у листопаді 2023 року цей проєкт було скасовано через різкий підйом витрат. Замість прогнозованих 58 доларів за мегават-годину, собівартість електроенергії зросла до 89 доларів, що на 53% перевищує початкові оцінки.

Вартість будівництва станції зросла з 5,3 мільярда доларів до 9,3 мільярда доларів, що становить приріст на 75%. Учасники проекту почали сумніватися у можливості знайти споживачів, які готові платити фактично вдвічі більше за електроенергію, і дійшли висновку, що реалізація проекту є економічно нерентабельною.

Цей випадок є серйозним ударом по ядерним прагненням Сполучених Штатів і водночас сигналом для всіх, хто захоплюється маломасштабними модульними реакторами. Не випадково кмітливі люди дали NuScale, компанії, яка обіцяла кардинальні зміни в атомній енергетичній галузі, прізвисько NuFail (з англійської fail - провал). Чому ж ця, здавалося б, перспективна "технологія майбутнього" зазнала невдачі?

По-перше, зіграли роль чинники, притаманні всій атомній галузі: перевищення кошторису, подорожчання матеріалів, затримки і складність проєктування. Є й проблеми, специфічні для ММР. NuScale рекламувала свої реактори як дешевші завдяки модульності, проте реальність показала протилежне.

Ціна на електроенергію досягла рівня найдорожчих великих атомних електростанцій, зокрема, скандально відомого проєкту двох блоків Vogtle у Сполучених Штатах, який не вдалося завершити через величезні витрати. Модульні реактори (ММРи) втратили одну з основних своїх рекламованих переваг — економічність.

По-друге, інвестори та потенційні споживачі виражають свої побоювання щодо можливих ризиків. Навіть у стабільних Сполучених Штатах перший проєкт не зміг забезпечити впевненості в тому, що подальші витрати не зростуть ще більше. Реактор NuScale досі не завершив усі етапи ліцензування і не був збудований, тому існують ризики нових ускладнень у майбутньому.

Приклад будівництва великих АЕС підказує, що здорожчання та затримки майже неминучі. У результаті міста-учасники виходили з проєкту, не бажаючи ризикувати бюджетами. Враховуючи це фіаско, варто задуматися, чи не занадто оптимістичні оцінки ми чуємо щодо швидкого й успішного впровадження таких реакторів?

Попри гучний піар, ММРи стикаються з комплексом проблем. Так, згідно з оцінкою Німецького інституту економічних досліджень (DIW Berlin), будівництво ММР коштує 6 312 дол. за кВт потужності, що робить їх надзвичайно витратними порівняно з іншими джерелами енергії. Це значно дорожче, ніж еквівалентні потужності вітрових чи сонячних станцій, навіть з урахуванням накопичувачів.

У пояснювальному записі до проєкту наведені приблизні інвестиційні витрати для малих модульних реакторів (ММР), які становлять від 6 до 12 тисяч доларів за кіловат. Таким чином, навіть у найоптимістичнішому випадку, вартість електроенергії, що виробляється на основі ММР, виявиться досить високою. Це викликає питання: чи зможе така форма генерації конкурувати без державних субсидій?

Проєкт NuScale в Сполучених Штатах прагнув отримати більше 4 мільярдів доларів у вигляді прямих дотацій та податкових вигод, але навіть це не стало порятунком для нього. Чи здатний український бюджет фінансувати подібні експерименти в умовах обмежених ресурсів?

Прихильники малих модульних реакторів (ММР) акцентують увагу на швидкості їхнього зведення, проте не враховують реалії процесу ліцензування та введення в експлуатацію. На сьогоднішній день у світі немає жодного комерційного ММР, а всі проєкти малих модульних реакторів знаходяться на етапах досліджень, демонстраційних моделей або стадії проектування.

Найближчий до втілення дизайн (NuScale) в оптимістичному сценарії міг би почати будуватися не раніше 2029-2030 років, але тепер зведення відклали на невизначений термін. Інші проєкти, як-от канадський BWRX-300, британський Rolls-Royce SMR чи реактор Holtec, теж не будуть готові раніше кінця десятиліття.

Таким чином, навіть якщо Україна в даний момент ухвалить всі необхідні законодавчі акти та залучить інвесторів, електрична енергія від ММР може стати доступною не раніше ніж через вісім-десять років. Цей процес може затягнутися на багато років або взагалі залишитися лише в документах.

Для країни, що страждає від дефіциту потужностей та відключень, ставка на таку далеку перспективу виглядає вкрай сумнівно. Є серйозний ризик витратити час, гроші та людські ресурси на проєкт, який урешті не запрацює, тоді як ці ресурси можна скерувати на швидші та значно дешевші рішення.

Інші відомі епітети, пов'язані з ММР, стосуються питань безпеки. Деякі вважають, що компактні розміри та нові захисні технології значно знижують ймовірність катастрофи. Однак статистика не така вже й оптимістична. Загроза аварійності залишається: в історії атомної енергетики вже траплялися серйозні інциденти на малих реакторах, зокрема у 1966 році в США на реакторі "Фермі-1".

Так, за пів століття технології удосконалилися, проте цілковито усунути людський фактор і технічні збої неможливо. Приклад - аварія у Фукусімі у 2011 році.

Уявімо собі ситуацію, коли певна модель компактного ядерного реактора буде широко впроваджена, а згодом виявиться, що в конструкції є прихований дефект. У випадку автомобілів чи літаків виробники можуть оголосити про відкликання, але як можна відкликати десятки вже встановлених ядерних реакторів? Це питання залишається без відповіді.

Необхідно також торкнутися питання радіаційних ризиків. Хоча існують заяви про безпечність малих модульних реакторів (ММР), вони все ж виробляють відпрацьоване ядерне паливо і радіоактивні відходи, подібно до звичайних атомних реакторів. На сьогоднішній день не існує ефективного рішення для їх тривалої утилізації.

Чомусь здається, що всі ігнорують, з яким сусідом ми маємо справу. Кожен ядерний об'єкт може стати або мішенню, або заручником у військових конфліктах.

Це показала ситуація на Запорізькій АЕС. При пошкодженні чи відключенні систем охолодження будь-який реактор може перетворитися на джерело радіаційної небезпеки. Якщо ТЕС обстрілом можна вивести з ладу без глобальних наслідків, то удар по ядерному реактору загрожує техногенною катастрофою.

Попри те, що малі реактори мають знижену потужність, вони все ще містять суттєві обсяги радіоактивних матеріалів. У зв'язку з цим, впровадження нових ядерних установок в країні, що опирається агресії, виглядає передчасним кроком. Це особливо актуально, коли наявні альтернативні джерела енергії, які в разі диверсій не створюють значної небезпеки.

Пропозиція залучити приватні компанії в атомну енергетику як інвесторів і власників нових малих модульних реакторів виглядає не менш відірваною від реальності. Чи здатні наші інституції здійснювати ефективний нагляд за приватним сектором у такій важливій і чутливій сфері?

Хто відповідатиме в разі аварії: власник чи експлуатант? Яким буде страхове покриття збитків, якщо станеться найгірше? Якою буде модель розподілу відповідальності між оператором та власником? Якими будуть фінансові гарантії?

Необхідно уникнути ситуації, коли прибутки від проектів опиняються в руках приватних компаній, тоді як державі та суспільству дістаються ризики і збитки. У світовій практиці практично відсутні приклади приватного будівництва атомних електростанцій, особливо малих та експериментальних, тому Україні належить пройти в значній мірі невизначений шлях.

Глобальний досвід та логічний підхід вказують на те, що малі модульні реактори не є універсальним вирішенням проблем української енергетики, особливо в найближчій перспективі.

Ця технологія виглядає вражаюче на папері: гнучкі модульні блоки, можливість їх встановлення на місцях старих теплових електростанцій. Україна, будучи партнером США в ініціативі Phoenix, вже досліджує можливі локації для пілотного впровадження модульних міні-електростанцій. Держава сподівається на підтримку своїх союзників у цьому процесі. Однак важливо, щоб наш ентузіазм щодо "технології майбутнього" не затулив реалії сучасності.

Україна терміново потребує збільшення обсягів генерації електроенергії, яка зможе почати працювати вже найближчими роками, а не через десятиліття. Необхідні швидкі та ефективні рішення, які будуть доступні за розумною ціною і матимуть мінімальні ризики. Серед таких рішень – відновлювальні джерела енергії, покращення енергоефективності та інноваційні технології зберігання енергії.

Протягом останніх десяти років вартість сонячних та вітрових електростанцій значно знизилася в порівнянні з атомними, і ця тенденція продовжується. Ці джерела енергії мають децентралізовану структуру, що означає їхнє розміщення на різних територіях. У випадку, якщо одна область зазнає удару, інші залишаються в цілості, що збільшує загальну стійкість енергетичної системи. Крім того, відновлювальні джерела енергії не вимагають імпортованого пального та не генерують небезпечні відходи. Будівництво таких електростанцій може бути завершено всього за кілька місяців.

Перед тим як з ентузіазмом обговорювати ММР як можливу рятівну технологію, варто усвідомити: вона є дорогою та складною, а її реальні результати залишаються на відстані. У період післявоєнного відновлення кожна гривня і кожен рік мають велике значення, тому доцільно зосередитися на рішеннях, які принесуть гарантовану вигоду в найближчій перспективі.