АЭС с мощными энергоблоками будут сооружаться в развитых странах, владеющих обширными территориями, и в промышленных регионах, нуждающихся в большом количестве энергоресурсов. Для Украины сооружение новых АЭС большой мощности в ближайшие десятилетия ограничивается финансовыми возможностями, поскольку рассчитывать на заметное участие коммерческого капитала не приходится вследствие длительных сроков окупаемости затрат на сооружение АЭС и неопределенности развития экономики страны. Более оптимистичный прогноз участия инвестиционного капитала для малой атомной энергетики - если будут найдены проектные и организационные решения, обеспечивающие приемлемые технико-экономические характеристики, включая сроки окупаемости затрат.
Атомная энергетика требует демонстрации нового, более высокого уровня безопасности, который должен быть воспринят обществом. Это требование относится ко всем элементам топливного цикла: атомной станции, реактору, ОЯТ, хранению, транспортировке, переработке и захоронению РАО.
Обращение с РАО, образовавшимися при работе реакторов и переработке ОЯТ, и их безопасное захоронение являются основной незакрытой проблемой ядерной энергетики.
Имеющиеся в настоящее время технические решения концентрации отходов и дальнейшего их преобразования в керамические формы или стекло могут обеспечить захоронение РАО в стабильных геологических структурах, однако требуется еще значительная работа по доказательству устойчивости к внешним воздействиям и безопасности подготовленных к длительному захоронению отходов.
В Украине эта проблема пока только рассматривается с теоретической точки зрения. Нерешенные проблемы обращения с РАО и ОЯТ вызывают в обществе негативное отношение к развитию атомной энергетики. Принципиальная решаемость этих проблем не вызывает сомнения, однако достижение практических технических решений сдерживается недостаточными вложениями и трудностью практических доказательств надежности длительного захоронения отходов. Осознание обществом необходимости и приемлемости атомной энергетики произойдет лишь после решения проблем ядерного топливного цикла, связанных с выбором и обоснованием технологии обращения с РАО.
С технической точки зрения продление срока службы – это комплекс мероприятий по поддержанию или повышению безопасности АЭС, обеспечению работоспособности и долговечности основных элементов, систем и блока в целом при минимизации эксплуатационных затрат. На основе обследования технического состояния элементов, систем и конструкций блока вначале обосновывается техническая возможность продолжения эксплуатации с учетом установленного уровня безопасности за пределами назначенного срока службы так называемых незаменяемых элементов, которые не являются одинаковыми для различных типов реакторов.
Одновременно с проведением оценки технической возможности продления ресурса проводится оценка обеспечения безопасной эксплуатации энергоблока АЭС за пределами назначенного срока службы, которая заканчивается разработкой отчета по анализу безопасности. В случае получения положительных оценок разрабатываются компенсирующие мероприятия, которые должны быть реализованы для обеспечения необходимого уровня безопасности.
Но стоимость внедрения компенсирующих мероприятий может привести к существенным затратам, при которых дальнейшая эксплуатация блока станет нецелесообразной. Поэтому наряду с обеспечением установленного уровня безопасности, определением технической возможности продолжения эксплуатации необходим третий ключевой элемент в рамках управления сроком службы – расчет экономической эффективности дальнейшей эксплуатации блока. И только после проведения всех вышеуказанных оценок можно принимать решение о проведении работ по реконструкции энергоблока и внедрении мероприятий по повышению безопасности. В случае же получения отрицательных оценок принимается решение о снятии энергоблока с эксплуатации.
Схема принятия решения о продлении срока эксплуатации энергоблока АЭС либо снятии его с эксплуатации приведена на рис. 2.1.
 |
Рис. 13.1. Схема принятия решения о продлении срока эксплуатации энергоблока АЭС или снятия его с эксплуатации
Проблема останова и вывода энергоблоков из эксплуатации становится все более актуальной для многих стран. Общее количество энергоблоков с продолжительностью эксплуатации 21-25 лет составляет 23 % (71 блок), более 25 лет – 15 % (47 блоков). В США, Великобритании и Швеции количество энергоблоков с продолжительностью эксплуатации 21-25 лет составляет 50-57 %. Энергетические компании, владеющие энергоблоками АЭС, у которых заканчиваются сроки действия лицензий на их эксплуатацию, должны сделать выбор между выводом АЭС из эксплуатации или возобновлением лицензии на их дальнейшее использование. Неопределенность в подготовке мест захоронения РАО и неуверенность общества в вопросах безопасности продления ресурса делают более вероятным вывод многих энергоблоков АЭС из эксплуатации, чем возобновление лицензии на ее продолжение.
В настоящее время общее количество остановленных энергоблоков во всем мире приближается к 100. Наибольшее количество энергоблоков (22) остановлено или выведено из эксплуатации в США. Далее следуют Германия (13), Великобритания и Россия (по 11), Франция (10).
Таким образом, проблема останова и вывода энергоблоков АЭС из эксплуатации является актуальной для мировой атомной энергетики. Из всего множества остановленных в разных странах энергоблоков выведена из эксплуатации только небольшая их часть. Останов многих энергоблоков происходит раньше проектного срока, который составляет 30-40 лет. Средний срок эксплуатации остановленных энергоблоков составляет около 20 лет.
Темпы останова энергоблоков АЭС и вывода их из эксплуатации в ближайшие годы могут существенно увеличиться из-за роста количества энергоблоков с большими сроками эксплуатации по техническим, экологическим, общественно-политическим и другим причинам.
Таблица 13.1. Перечень АЭС Украины
| Действующие энергоблоки | ||||
| Название АЭС | Номер ЭБ | Эл. Мощность, МВт | Тип реактора | Дата ввода в эксплуатацию (прекращения эксплуатации) |
| Запорожская | В-320 | Декабрь1984 г. | ||
| В-320 | Июнь 1985 г. | |||
| В-320 | Декабрь 1986 г. | |||
| В-320 | Декабрь 1987 г. | |||
| В-320 | Август 1989 г. | |||
| В-320 | Октябрь 1995 г. | |||
| Южно-Украинская | В-302 | Декабрь 1982 г. | ||
| В-338 | Январь 1985 г. | |||
| В-320 | Сентябрь 1989 г. | |||
| Ровенская | В-213 | Декабрь 1980 г. | ||
| В-213 | Декабрь 1981 г. | |||
| В-320 | Декабрь 1986 г. | |||
| В-320 | Октябрь 2004 г. | |||
| Хмельницкая | В-320 | Декабрь 1987 г. | ||
| В-320 | Август 2004 г. | |||
| Остановленные энергоблоки | ||||
| Чернобыльская | РБМК-1000 | 13 ноября 1996 г. | ||
| РБМК-1000 | 11 октября 1999 г. | |||
| РБМК-1000 | 15 декабря 2000 г. | |||
| 4-«Укрытие» | Разрушенная реакторная установка РБМК-1000 | 26 апреля 1986 г. |
Национальная экономика Украины в конце 90-х гг. XX столетия характеризовалась спадом производства, нехваткой бюджетных средств и другими неблагоприятными факторами. Закрытие Чернобыльской АЭС не только не приостанавливало эти процессы, но еще более их усиливало, потому что энергетическая система лишалась энергоблоков, вырабатывающих значительную часть электроэнергии в энергетическом балансе страны. Кроме того, остановленная Чернобьшьская АЭС полностью перешла на финансирование из государственного бюджета, который и без того имеет серьезные проблемы. В государстве существует дефицит средств для проведения работ по снятию с эксплуатации, переработке и захоронению РАО и ОЯТ. Тем не менее, Украина, в соответствии со взятыми на себя обязательствами, в 1996 г. остановила 1-й энергоблок. Правительство Украины 15 марта 1999 г. приняло постановление о досрочном снятии с эксплуатации 2-го энергоблока, находящегося в режиме восстановительного ремонта после пожара на турбогенераторе в 1991 г., а 15 декабря 2000 г. был остановлен 3-й блок - последний работающий блок Чернобыльской АЭС.
На момент закрытия Чернобыльской АЭС существовало два диаметрально противоположных представления о проблемах снятия с эксплуатации энергоблоков. Одно из них основывалось на том, что после остановки реактора и отключения турбогенераторов от сети не останется серьезных проблем, требующих пристального внимания; другое включает необоснованно завышенные требования, вовлекающие в решение этой задачи колоссальные материальные, моральные и человеческие ресурсы. Интересы многих людей оказались тесно переплетенными вокруг этих крайностей, и поэтому проблема приобрела скорее политическую, нежели научную или техническую окраску. Проблема вышла за пределы внутригосударственного уровня и стала проблемой мировой значимости. К ней подключаются все более высокие инстанции как в Украине, так и за ее пределами. Руководители и политические лидеры, спекулируя на проблеме Чернобыльской АЭС, все более политизируют эту проблему и рассматривают ее в отрыве от технического, инженерного и экономического решений.
Для принятия конкретных технических решений по снятию с эксплуатации обязательно необходимо полное изучение технического состояния оборудования, зданий, территории промышленной площадки, коммуникационных и других систем. Это необходимо для того, чтобы ограничить необоснованное расширение объема предстоящих работ, особенно наиболее трудоемких. Обычно к моменту снятия с эксплуатации АЭС оборудование, системы, здания и сооружения имеют значительный износ, и это требует принятия дополнительных решений.
Актуальность и сложность задач, связанных с выводом из эксплуатации энергоблоков АЭС, наличие специфических факторов и обстоятельств требуют проведения комплекса следующих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ:
· разработка концептуальных и стратегических документов, обосновывающих вывод из эксплуатации каждой реакторной установки с учетом конструктивных особенностей, состояния на момент прекращения работы, места расположения, радиологических и других условий;
· выбор критериев для оптимизации работ по финансовым, материальным, трудовым затратам, дозовым нагрузкам, количеству радиоактивных отходов, числу и сложности оборудования для демонтажа и другим показателям;
· разработка технико-экономического обоснования и проектов снятия с эксплуатации;
· создание системы обращения с ОЯТ и РАО;
· обоснование безопасности работ по выводу из эксплуатации.