Коли задумав і складав цю замітку, робочою назвою її була "Про дешеву атомну енергію..." Але ж не такі ми багаті, щоб купувати дешеві речі
* * *
Деякі міфи живі тим, що існують такі собі "розрахунки собівартості". А собівартість залежно від бажання і кута зору можна рахувати дуУуже багатьма способами. Візьмемо, як приклад, собівартість 1 кВт * години електроенергії, виробленої атомною енергетикою.
Навіть коли згадати, що принаймні перші АЕС (а є підстави вважати, що і наступні, і сьогоднішні) мали одне з призначень задовольняти потребу військово-промислового комплексу у ядерній зброї, то вже через це виникають сумніви про якусь обумовленість розвитку атомної енергетики низькою собівартістю її електроенергії. Придушимо їх поки і розглянемо далі.
Цікаво, а які взагалі складники є в таких розрахунках у стовпчику "Витрати". Зрозуміло, що там має бути все, починаючи від витрат на
добування і збагачення уранового палива, будівництва
основного енергогенеруючого устаткування - всіх цих сотень і тисяч тон грубезних стальних "каструльок", бачків і трубок 1-го контуру та величезних помп, що ганяють по них радіоактивну воду (фото нижче). Про вторинний контур (той, що із нерадіоактивною водою і звичайним агрегатом "парова турбіна-електрогенератор" на одному валу),
мабуть, і згадувати не варто. То ж фактично теплова енергетика - так... ніби смішні "копійки", порівняно з...
Ось, в якості прикладу можемо розглянути зблизька (розміри в мм) спочатку корпус реактора
Це половинка отого сіренького із зелено-коричневою оголовочкою в центрі верхнього малюночка.
Коли ж ви закриваєте цю "каструлю" (320 т) кришкою (95 т) з верхнім блоком стержнів, то множте висоту споруди десь удвічі. Ось вони, в усій красі перед нами - реактори типу ВВЕР. Їх є багато: ВВЕР-440, ВВЕР-1000, ВВЕР-1200... (фото унизу). Число у маркіровці говорить нам, що даний реактор то є технічна
передумова для отримання, увага! -
від 440 до 1200 МВт електричної (
!) потужності. Тобто тепло від уповільненого ланцюгового розпаду атомних ядер урану мінус всі втрати на всіх ступенях перетворень енергії, що враховуються своїми значеннями ККД.
В ідеалі за
50 років така-от "іграшка" на ім'я ВВЕР-1000 виробить нам 438000 год х 1000000 кВт енергії. Знехтуємо "краплею" електроенергії на власні потреби АЕС. Тоді оплата людством виробленої електроенергії за ринковою ціною, припустимо по 1 грн/кВт х год, складе 438.000.000.000 грн. Або 438 млрд грн. Океан! У перерахунку на 1 рік "тисячник" повинен виробити нам 8,76 млрд кВт * год (а принести своїм творцям таку ж кількість умовних грн).
Згадаймо тепер обставини, що відмежовують нашу грішну землю від нашого абстрактного ідеалу. Оті 438 млрд. кВт це тільки та енергія, яку в принципі спроможний згенерувати енергоблок. А ви, люди, ще зумійте її взяти! З життя ми знаємо, що помітну частину від терміну служби він буде просто недовантажений в силу нерівномірності суспільної потреби в електроенергії, в силу існування інших видів генерації, в силу різних недосконалостей в обліку та організації кооперативної роботи всіх видів потужностей. Це стосується і малоактивних нічних годин, і періодів економічних спадів та криз. Часу простоїв із нульовою потужністю на виході протягом його служби теж набіжить на кілька років (діагностики, ремонти, перезавантаження уранових збірок).
Стало цікаво, а що ж де-факто? Натрапив на
інформацію, що запущена 22.12.1980 Рівненська АЕС (фото вище) станом на 05.03.2005 рапортувала про виробництво вже 250 млрд. кВт * год. Наступна славна сторінка її історії - 25.07.2011 р., коли всіма своїми чотирма енергоблоками
загальною потужністю 2880 МВт Рівненська АЕС задовольнила енергетичну спрагу своїх споживачів аж на
350 млрд. кВт * год. За 30 років... Хм... Ну, до 50 років вона ще чи допрацює, чи ні, а от до 1200 млрд кВт * год, які мають бути отримані від такої потуги за 50 років, їй ще ой як далеко. Можливо, цей, хоч і не найгірший, проект пізньо-радянського періоду, працюючий у пострадянській країні вічних криз, не може слугувати показовим прикладом? Але от приклад
нещодавно закритої АЕС у містечку Графенрейнфельд (Німеччина). Одноблочній АЕС з номінальною потужністю реактора 1345 МВт (фото нижче) судилося працювати лише 33 роки (09.12.1980 - 28.06.2015), протягом яких вона виробила 333 млрд кВт * год електроенергії. Краще, але на "дас іст фантастішь" не витягує. Середньорічне виробництво (у перерахунку на 1000-мегаватний-блок) не давало очікуваних 8,76 млрд кВт * год, складаючи лише 7,5 млрд.
Можемо ще згадати, або не згадувати, скільки в наших специфічних умовах з цієї 1 гривні, ніби сплаченої людством енергетиці, пролетить, як зазвичай, повз енергетику: податки державі, корупційна складова у кишені чиновників, комерційна складова ринковим "посередникам" та різного роду іншим рибам-прилипалам.
Тепер особливо рельєфний наголос у вигляді окремого абзацу треба зробити ось на якій важливій обставині. Такий "водонагрівач", всаджений у бетонну шахту з товщиною стін 2-3 м, після закінчення терміну служби стає практично нерозбірною спорудою через свої габарити і залишкову радіоактивність. Саме тому це "променисте серце" енергоблока, висотою з 9-поверховий дім, практично не придатне для утилізації. Проектний термін експлуатації АЕС, як правило, 30 років. На підставі результатів випробувань зразків-свідків з матеріалу корпусу реактора термін його служби ще років на 10-20 продовжують експлуатаційники з дозволу контролюючого їх органу держатомнагляду на свій спільний страх і ризик. У Штатах відомі приклади продовження аж до 60 років експлуатації. Все залежить від суворості вимог контрольних органів, якості матеріалів, культури виробництва, контролю, обслуговування, ставлення до безпеки, тобто загалом - від впевненості спільноти у безпеці своїх небезпечних "іграшок". Майже все в реакторі може бути відремонтоване/замінене. І тільки стосовно ремонту корпусу реактора сучасні можливості дуже обмежені. Коли ж матеріал цієї "каструлі" стає зовсім крихким (від радіації і термічного старіння), реактор виводять з експлуатації. Це може статися через 50 років після вводу, а може через 33. Як пощастить.
Далі, по діагоналі, цятками з великої мозаїки окреслимо, на що саме доведеться витрачатися з тих коштів, які колись якось потраплятимуть у галузь атомної енергетики, аби протягом 30-50-ти років насолоджуватися цим живим джерелом казкових доходів. З представленої загальної картини дещо зрозуміло, чи не так?
Руду добути, метал виплавити, сталеві кільцеві заготовки з товщиною стінки 150-400 мм відковати, термообробити, зварити між собою, знов термообробити... Антикорозійне покриття по всій внутрішній поверхні корпусу наплавити, термообробити.
З урановими збірками, ТВЕЛами (нижче - фото), геморою не менше, але дорожче – з поправкою на радіоактивність, екзотичністсть матеріалів, відсутність у багатьох країн власного замкнутого циклу виробництва ядерного палива, політичні обмеження і все такеє інше.
Ну там, графіт - цирконій - карбід бора - титанат диспрозію або гафнію... Так, ось ці трубки у пучках на фото ТВЕЛів угорі - з цирконію. Кожна з них заповнена капсулами діоксиду урану (фото унизу). Потім залишок об'єму трубки вакуумується, заповнюється гелієм, після чого трубка запаюється і вставляється у касету. Яка ж це щаслива країна світу має багаті поклади руди диспрозію
?... Треба буде поцікавитися.
Ну там, системи безпеки, керування, автоматика і все, шо ще треба... Ну там, різні дрібниці, що обліпляють реактор зусібіч... Один тільки головний циркуляційний насос (ГЦН) це 140 тон досить непростої сталі. А їх таких 4 ГЦН.
Скільки ж це все коштує? Чесно – не знаю. Це нам не порахувати так само легко, як прихід від продажу електроенергії. Хто в курсі цін на матеріали, множте їх на 2...4...10, бо на виробництво згаданих конструкцій йдуть не ті самі сталі, що для огорожок на цвинтарях, і не той самий цемент, марки 500
, що доморощені бізнесмени безбожно "бадяжать" металургійним шлаком, і не та автоматика, що у побутовій техніці – все там "не те"... Хто в курсі зарплат, теж множте у рази – до робіт на будівництві відповідальних об'єктів залучають тільки найкваліфікованіші кадри, які полюбляють гарну зарплату.
Часом
можна надибкати цифри у форматі: "проектування та спорудження енергоблоків № 3 та № 4 Хмельницької АЕС, кожен
встановленою потужністю 1000 МВт, обійдеться у 36,8 млрд грн". Тобто 18,4 млрд грн / МВт. Але без розшифровки. Що сюди входить? Чи тільки оте залізяччя під умовною назвою "енергоблок"? Чи з усім, без чого він працювати не повинен?
Ну, що там ще... Інфраструктура – шахти, будівлі, машзали, прив'язані до АЕС виробництва та служби, під'їзні колії, автодороги, збудувати... Ну там, сховища для відкладання відпрацьованого ядерного палива – теж, до речі, мастодонти із вмурованих у залізобетон сталевих "каструль". Для твердих відходів – збудувати; для рідких – збудувати... Сховище, яке від 2017 р. будують в Україні, має
проектну вартість 37 млрд грн. Буде готово у 2050 році.
Ага, а оце же ж!
Місто енергетиків назразок Славутича! Щоб у необхідному ритмі доставляти на АЕС трудовий ресурс. Ну і там же ж плюс-мінус соціальна інфраструктура (радянським людям з їхнім ніби атеїстичним світоглядом треба ж було встигнути пожити у раю ще за життя. Пострадянським звісно треба менше – їх активно привчають до раю у наступному "житті" – але всеодно трохи треба)... У собівартість кіловат-години електрики всі ці речі пишемо, ні?
Ну там, різні ще дрібниці, про які, може, ми і не знаємо ... . . . . . ........ Ффууу... Нарешті, здається, все! Заливай воду! Вода, до речі, теж не зовсім безкоштовний дар річки, зважаючи на всі премудрості водопідготовки... Перетворюй воду на пар, отримуй у розетці свої 220 і насолоджуйся життям. Заодно плати гроші, деяку частку котрих зможе записати у стовпчик "Доходи" вже й атомна енергетика.
Проте це лише здається, що на цьому стовпчик "Витрати" припинив приростати новими складниками. І мова не про перезавантаження ядерного палива, поточні планові / позапланові ремонти – це такі копійки. А ми ж тут домовилися бліх не ловити. Тож тепер повертаймося до розгортання одного рельєфно виділеного попереднього абзацу.
Мало хто знає, що задовго до вводу атомної станції в експлуатацію – ще на стадії проектування, і потім, під час її роботи, ця атомна станція починає... виводитися з експлуатації. У намаганні передбачити комплекс необхідних заходів для виводу АЕС з експлуатації розроблені
стандартизовані процедури складання відповідних концепцій. За час її роботи на спецфондах накопичуються (передбачені законодавством, а значить – держбюджетом!) необхідні кошти, проводяться виміри, дослідження, збирається та аналізується інформація, а отже формується штат працівників, котрі отримують відповідну зарплату. Іншими словами, АЕС ще не дала жодного кіловата, а людство вже сушить собі голову, як її закривати.
Серед іншого, за цим дивовижним стандартом CОУ НAЕК 015 : 2012 під час "закриття" АЕС слід не лише максимально використовувати наявну інфраструктуру і обладнання, але поряд з тим передбачається спорудження нової інфраструктури, виготовлення нового обладнання і розробка технологій, необхідних для виконання робіт з виводу АЕС з експлуатації. І ні для чого більше!
Ось ще цікавий момент. Між трьома можливими стратегіями закриття АЕС (негайним демонтажем, відкладеним демонтажем і похованням на місці) стандарт регламентує обирати за результатом багатофакторного аналізу на основі
принципу "затрати-користь". Опп-па! Це вже із суто економічних розрахунків куди ми перейшли? Що, є калькулятори з кнопкою "користь"? Відчуйте, який чарівний інструмент надається цим принципом тому, хто розраховує собівартість атомної енергії! Тобто якщо витрати великі, а користь від того – не дуже (а яка насправді користь, коли розібраний радіоактивний мотлох перемістити на поверхні цієї планети з одного на інше місце?), то і для чого тоді здійснювати ці витрати, так? А витрати-таки мають бути значні, коли проста, здавалося б, утилізація об'єкта перетворюється на інфраструктурний проект. Товариш, що стоїть у цих питаннях інформаційно глибше, колись у невимушеній бесіді висловився, що закрити АЕС коштує стільки ж, як збудувати її, якщо не дорожче. Можливо, це є гіперболізований жарт. Але в контексті цієї замітки нас має цікавити тільки те, чи закладаються і ці витрати в розрахунок собівартості атомної електроенергії. Причому, незалежно від того, чи фактично матимуть ці витрати місце протягом покоління, що збудувало і "закрило"АЕС.
Чому так? А що нам є на вибір?
Відкладений на 20-40 років демонтаж? Так це ж підтримання протягом всіх цих років життєздатності всіх споруд та обладнання станції і контроль над радіацією на предмет її не/розповзання по планеті. Тобто персонал отримує своє зе-пе, об'єкт, можна сказати, живе повноцінним життям з тією лише різницею, що тепер енергії не виробляє, а споживає. А на 41-му році що? Одну байку прочитав. Про ліквідацію наслідків аварії на АЕС Фукусіма-1. Роботи, яких вдалося залучити для розбирання завалів, виходили з ладу за лічені дні через деградацію електроізоляції. І хто ж буде розбирати відпрацьований енергоблок і куди те все подіти, коли весь час відтермінування демонтажу спливе?
Поховання на місці? Але ж найнадійніші саргофаги теж колись руйнує час.
Принагідно слід відзначити, що і проблема зберігання відходів ядерного палива сьогодні теж
не має якогось кінцевого конструктивного вирішення. А найтовстіші стінки металічних "каструль" у сховищах, між іншим,
теж колись прогниють.
І ось ті істоти, що, занепокоєні раптовим головним болем, приходять через сотні років до тих променистих сувенірів, стикаються з ситуацією, не набагато кращою, ніж сьогодні: та сама підвищена радіація, яка не усувається ані переплавом сталі, ані переробкою відходів чи бетону. Та сама радіація, від якої треба боронитися! Як? Можна завантажувати весь той мотлох на кораблі і відправляти з ІІІ космічною швидкістю подалі від матері-Землі. Що, все ще фантастика? Дорого? Ризиковано? Ну, тоді – зводити нові саркофаги поверх розгерметизованих, а тому ще більші. Знову дорого? Знов не видно у майбутньому жодної логічної крапки? Ну, тоді ваші пропозиції... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . .. ... . .. ..... . ..... . .... . . .. ............. . ..
Що ж, виходить? Напружує трохи вийнятий з надр але чужий нашій білково-нуклеїновій природі уран? Змушує нести витрати? А ел.енергія дешева лише через віднесення цих неминучих витрат у невизначене майбутнє? Отож-отож...
Ідеологи дешевої ядерної енергії зазвичай не зачіпають ще одну, очевидну складову цього балансу аби зберігати цілісність міфу неймовірного "лоукосту". А йдеться як про прямі витрати на ліквідацію аварій АЕС, так і
неповернуті витрати через осмислювання практики і наслідків застосування ядерних технологій з
відмовою від подальшого проектування енергетичних "лоукостерів", що частково спроектовані, і подальшої добудови того, що
частково або повністю збудовано. Достатньо нагадати три назви: Три Майл Айленд; Чорнобиль; Фукусіма. Чому
відмова? Та майже щоразу велика аварія на АЕС супроводжується "
великою аварією" і у людських головах. Це впливає і на науково-технічні, і на техніко-економічні рішення у відповідних "мозкових центрах", і на політичні рішення у високих колах. Правителям же ж ніщо людське
не чуже – вони теж мають страх перед смертю. В такі моменти завжди згадується щось дорожче, ніж закопані в землю кошти. А от чи згадується, що все це теж слід внести у статтю витрат на отримання людством ядерної електроенергії? Оце питання! А між тим, навіть поверхові цифри, достатні для характеристики тієї ціни, яку людство вже сплатило і далі платить тільки за один Чорнобиль, потребують, мабуть, окремого лонгріду для розкриття.
Натрапив на
статистико-аналітичні матеріали, що містять техніко-економічний параметр, зручний для співставлення витратності на будівництво енергогенеруючих об'єктів різних видів. Так от, у 2014 році було зафіксовано, що "вартість будівництва атомних енергоблоків за останнє десятиліття зросла з 1000 $ до приблизно 8000 $ за встановлений кіловат потужності". Це ж виходить, що вже у
2004 р. кіловат встановленої потужності АЕС коштував
1000 $?! Характерна така сума! Її давно і добре знає кожен, хто цікавиться сонячною енергетикою, а тим більше і собі зазіхає щось таке "замутити".
То на тлі всього цього комусь ще уявляються великими сьогоднішні капітальні витрати у
1000 доларів США на 1 кВт встановленої потужності геліоенергетики? Які, до того ж, мають
стійкий тренд до зменшення... На тлі всього цього ще уявляється дуже істотною проблемою переплав зношених кремнієвих фотоелементів та вирощення нових досконалих кристалів (а це найбільш інтелекто-, трудо- і енерговитратна металургійна операція у справі утилізації сонячних електростанцій, що відслужили своє)?
)
Це половинка отого сіренького із зелено-коричневою оголовочкою в центрі верхнього малюночка. 
Та не будемо про сумне
Чекаю на графеновий прорив, спостерігаю собі за всіма "збоченнями" у сферах літієвої технології, акумуляторів з проточним електролітом, а тут тишком-нишком заповзає у життя те, шо недавно 
Так, класична батарея для автівки "Тесла" станом на 2020 рік коштує 9-10 тис.$, тоді як алмазна батарея рівної ємності від NDB 
