Мир и Казахстан ждёт бум потребления электроэнергии: как к нему подготовиться

Алмас Азимханов впервые пришёл в Национальный ядерный центр (НЯЦ) в 2001 году, будучи студентом: проходил там ознакомительную, производственную, преддипломную практику. Окончил Семипалатинский государственный университет имени Шакарима по специальности "Ядерные реакторы и энергетические установки". На работу в НЯЦ был принят в 2006 году сразу после защиты диплома. Сначала работал простым инженером, за 18 лет прошёл все ступени карьерного роста. С 2018 года занимает должность начальника и главного инженера комплекса исследовательских реакторов КИР "Байкал-1". В эксклюзивном интервью BaigeNews.kz он рассказал о работе исследовательского ядерного реактора и преимуществах АЭС для Казахстана. 

Фото из личного архива Алмаса Азимханова

- Алмас Сламбекович, как Вы выбрали свою будущую профессию?

- Я выбирал между медициной и атомной промышленностью, физика во мне победила (смеется). Поступил в 2000 году в Семипалатинский государственный университет имени Шакарима и окончил его в 2006 году. 

- Сколько ядерных реакторов всего имеется в Казахстане? Сколько из них расположены непосредственно в Курчатове? 

- В Казахстане на данный момент есть пять атомных объектов с ядерными реакторами, из них два сейчас не работают. Остальные три активно эксплуатируются и являются исследовательскими.  

В 1960 году на территории Казахстана появился самый первый ядерный реактор – это ИГР (импульсный графитовый реактор). Он расположен на территории бывшего Семипалатинского ядерного полигона в 50 километрах от города Курчатов. 

Второй реактор был сдан в эксплуатацию в 1967 году – это ВВР-К (водо-водяной реактор – Казахстанский), он расположен в посёлке Алатау в Алматы. 

Третий реактор – ИВГ.1М (импульсный высокотемпературный газоохлаждаемый реактор), он расположен на территории бывшего Семипалатинского ядерного полигона в 75 километрах к югу от Курчатова. Непосредственно здесь я и работаю. 

В 1973 году в Шевченко (ныне Актау) был введён в эксплуатацию первый уникальный опытно-промышленный энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-350 с натриевым теплоносителем. Он обеспечивал теплоснабжением Актау, а также опреснял морскую воду, вырабатывал электричество и плутоний-239. Этот реактор сейчас выводится из эксплуатации.

Пятый реактор 11Б91, который позже переименовали в реактор РА (реактор ампульный ресурсный), сейчас тоже не работает, топливо выгрузили в 1998 году. 

- А почему эти два реактора вывели из эксплуатации?

- Реактор БН-350 вырабатывал плутоний-239, который можно использовать на МОКС-топливе. Так как Казахстан отказался от использования ядерного оружия, то для минимизации угроз от плутония-239 в 1999 году было принято решение закрыть БН-350.

Реактор РА тоже был исследовательским. По сути, он является прототипом ядерного ракетного двигателя. Во времена Советского Союза действовала Космическая программа, разрабатывались ракеты на основе ядерных двигателей. И для испытания технологий и конструкций был создан исследовательский реактор РА. В конце 80-х годов ХХ века эта программа была завершена. В конце 90-х годов реактор перевели в режим длительного останова. Было принято решение о вывозе топлива в Российскую Федерацию. Сейчас корпус реактора находится в Казахстане в режиме хранения, то есть мы его обслуживаем, содержим в рабочем состоянии, только в активной зоне нет ядерного топлива.

- Какие важные исследования проведены и проводятся на ядерных реакторах на территории бывшего Семипалатинского ядерного полигона? 

- Национальный ядерный центр сейчас активно эксплуатирует два реактора – ИГР и ИВГ.1М. Последний после модернизации охлаждается водой. На ИГР в настоящее время проводятся испытания по безопасности перспективных реакторов на быстрых нейтронах. Это разработки французских и российских реакторов, в частности, по проектам "Сайга" и "Прорыв". В рамках программы "Прорыв" в Томске строится реактор "Брест" – быстрый реактор со свинцовым теплоносителем, на нашем ректоре проводятся работы в области обоснования его безопасности в аварийных режимах. Также у нас проводятся эксперименты в рамках казахстанско-японского сотрудничества по тематикам, связанным с работой реакторов на тепловых и быстрых нейтронах. 

В 2010-2023 годах проведены работы по конверсии реактора ИВГ.1М. Была создана программа испытания на низкообогащённом урановом топливе, в котором содержание изотоп по U-235 составляло ниже 20 процентов.

Был проведен большой объём работ по перегрузке ядерного топлива реактора ИВГ.1М

Были проведены физический и энергетический пуски, которые показали правильность технологических решений и всех расчётов. И в 2023 году реактор начал работу на низкообогащённом урановом топливе.

- А что представляют из себя реакторы малой мощности? Как они работают и чем отличаются от обычной атомной электростанции?

- Малые модульные реакторы (ММР) разрабатывались ещё в 1970-1980 годах. Сейчас они получили новый импульс за рубежом, в основном их устанавливают в труднодоступных местах, малонаселённой местности, где не развита линия электропередач, либо суровые погодные условия (крайний север или пустынная местность). Малый модульный реактор хорош тем, что его собирают на заводе блочно, привозят на место и собирают, он работает долгие годы без перезагрузки ядерного топлива.

Самый главный недостаток ММР в том, что в единицу времени он вырабатывает меньше энергии. Если 1000-мегаватные реакторы вырабатывают 1000 джоуль энергии в секунду, то 40-мегаватные ММР 40 джоуль в секунду. То есть себестоимость киловатт час, который вырабатывает ММР, будет явно выше, чем вырабатываемого большими классическими энергетическими реакторами. 

Четыре основных минуса ММР: вырабатывает мало энергии, себестоимость конечного продукта выше, поэтому срок окупаемости ММР больше, в облуживании будет требовать ненамного меньше персонала, стоимость самого проекта ММР соизмерима с большими энергетическими установками. Вроде ММР проще в использовании, но есть огромные минусы, которые не дают им распространяться в зарубежных странах, которые активно используют атомную энергетику. 

- Как считаете, можно ли применять ММР в Казахстане?

- На мой взгляд, нашей стране нужна атомная электростанция с двумя ядерными блоками по 1200 мегаватт. В таком решении есть много плюсов: дешевле стоимость строительства, так как общие здания будут использоваться для смежного оборудования, большой объём вырабатываемой энергии и, соответственно, конечная стоимость электроэнергии будет дешевле. При эксплуатации в случае, если один реактор останавливается для перезагрузки топлива или технического обслуживания, то второй продолжает свою работу. Этот процесс обеспечит бесперебойную выработку энергии. Поэтому, я считаю, большие атомные станции удобнее и практичнее. 

- А каким Вы видите развитие в будущем атомной энергетики в целом в мире?

- Во всём мире промышленность, транспортная отрасль переходят на электрификацию, увеличивается число электромобилей. И эта тенденция с каждым годом ускоряется, в некоторых странах уже законодательно ввели запрет на двигатели внутреннего сгорания, идёт полный переход на электрические двигатели. Это приведёт к буму потребления электричества. 

Кроме того, многие страны утвердили стратегии низкоуглеродного развития. В том числе Казахстан утвердил Стратегию достижения углеродной нейтральности до 2060 года. Это подразумевает, что страны будут строить ветро- , гидро- и солнечные и электростанции, развивать атомную энергетику. Чтобы компенсировать переход с углеродной энергетики на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) по всему миру необходимо своевременно наращивать производство электричества, чтобы обеспечить растущее потребление.

- 6 октября в Казахстане состоится референдум по поводу проекта строительства АЭС в стране. Эта тема вызвала много дискуссий, как среди экспертного сообщества, так и среди обычных граждан. На Ваш взгляд, нужна АЭС стране или нет? Есть ли для Казахстана альтернатива АЭС? 

- Я считаю, что ВИЭ должно быть много в нашей стране. Они снижают себестоимость конечного продукта. Чем меньше будет себестоимость электроэнергии и чем мощнее будут источники электроэнергии, тем лучше для человечества. Так как солнечные и ветряные электростанции не могут обеспечить стабильную генерацию электроэнергии, то имеет место быть и классическая электроэнергетика в виде гидро- и атомных электростанций. Атомные станции должны занимать определённое место в электроэнергетике нашей страны, а ветряные, солнечные и биоэлектростанции должны покрывать пиковые периоды потребления электроэнергии в течение суток.

На мой взгляд, в энергосистеме Казахстана должны работать все источники энергии. Каждый из них по отдельности не может полностью закрыть потребность страны в электроэнергии, а нам требуется сейчас в среднем 22 гигаватта мощности электроэнергии и этот показатель будет увеличиваться. Поэтому базовая электроэнергетика и альтернативная должны работать вместе. В резерве можно оставить угольные электростанции, чтобы в экстренных аварийных ситуациях их можно было бы запустить для поддержки энергосистемы страны.  

Если после проведения референдума будет принято положительное решение в отношении строительства АЭС в Казахстане, было бы предпочтительнее, чтобы АЭС у нас была российского дизайна. Так как существует общая документация в сфере атомной промышленности (стандарты, регламенты, инструкции и т.д.), не требующая перевода на официальный язык Республики Казахстан. Кроме того, через 15-20 лет после сдачи в эксплуатацию АЭС возможно потребуется ремонт узлов и агрегатов, которые нужно ремонтировать в заводских условиях. Куда их выгоднее возить – далеко или близко? Об этом тоже нужно подумать. 

- Спасибо за интервью. Желаем успехов в вашей непростой работе!