Топливный цикл замкнется на политиках

Прошедшая в Мадриде конференция «Мировой ядерный топливный цикл» показала, что вопрос замыкания ядерного топливного цикла (ЯТЦ) переходит из теоретической плоскости в практическую. Новые технологии доказывают, что есть более выгодные и безопасные способы обращения с отработанным топливом, чем размещение в геологических хранилищах. Однако новая эра в энергетике требует серьезных законодательных изменений и политической воли.

Сегодня в мировой атомной отрасли на завершающей стадии ядерного топливного цикла, в бэкенде, сложилась двойственная ситуация. С одной стороны, многие страны, в том числе США, где размещено наибольшее количество АЭС, официально придерживаются стратегии открытого ядерного топливного цикла. Она предполагает строительство геологических хранилищ для размещения отработанного топлива. С другой стороны, эти страны не спешат реализовывать такой подход на практике. В тех же США строительство федерального геологического хранилища ОЯТ «Юкка-Маунтин» до сих пор заморожено, а правительство продолжает выплачивать энергокомпаниям компенсации за хранение отработанного топлива на площадках остановленных и действующих АЭС.

Наиболее последовательно стратегию размещения ОЯТ и РАО глубоко под землей реализует Финляндия, однако даже скандинавы отмечают, что хранилище «Онкало» — не окончательного захоронения, в нем предусмотрена возможность извлечения отходов на поверхность.

Контейнеры для захоронения отработанного топлива в «Онкало»

Контейнеры для захоронения отработанного топлива в «Онкало»

Складывается впечатление, что и атомщики, и политики чего-то ждут. И это что-то — экономически эффективная технология переработки ОЯТ с замыканием топливного цикла. Создание такой технологии позволит снять ключевые вопросы, которые общество задает атомной энергетике: что делать с высокоактивными отходами, как снизить риски, которые таит в себе хранение отработанного топлива и продуктов его переработки? Кроме того, такая технология должна решить вопрос воспроизводства топливной базы и перевести атомную энергию в разряд возобновляемых источников.

На пути к замыканию

Исследования в области переработки ОЯТ ведутся в России, Франции, Китае, Индии, Японии, Корее. Успехи азиатских стран пока не впечатляют: Япония в очередной раз отложила пуск завода по переработке ОЯТ в Роккасе, теперь до 2021 года, а Китай договаривается о покупке соответствующей технологии у Франции.

Среди западных компаний лидирующие позиции по переработке ОЯТ занимает французская Orano, консолидировавшая активы Areva в области ядерного топливного цикла. Ее заводы во Франции перерабатывают ОЯТ и выпускают МОКС-топливо для легководных реакторов в промышленных масштабах.

По словам исполнительного вице-президента Orano по продажам в бэкенде Натали Аллиманн, компания обладает технологиями, позволяющими довести объем РАО до 0,5 м3 на тонну урана по сравнению с 2 м3 на тонну урана в случае захоронения непереработанного, но кондиционированного ОЯТ. Компания продолжает исследования с целью дальнейшего снижения конечного объема РАО за счет витрификации. Еще одно направление развития Orano — переработка специфических видов отработанного топлива, например ОЯТ исследовательских реакторов. Наконец, в Orano работают над извлечением из перерабатываемого топлива ценных компонентов, над модернизацией мощностей по производству МОКС-топлива и даже над созданием МОКС-топлива для быстрых реакторов.

Российская позиция

Россию на конференции в Мадриде представляли региональный вице-президент «Русатом — Международная сеть» по Западной Европе Андрей Рождествин и руководитель департамента развития инновационных продуктов «Техснабэкспорта» Михаил Барышников. Доклад первого однозначно дал понять, что Россия идет по пути замыкания ядерного топливного цикла. Михаил Барышников рассказал обо всем в деталях.

По его словам, для создания действительно привлекательного для заказчиков ядерного топливного цикла мало просто вернуть в цикл уран и плутоний — необходимо значительно снизить объемы и опасность отходов, направляемых на захоронение. И основной рецепт здесь — разделить высокоактивные отходы на фракции и создать технологии эффективного обращения с ними.

В России уже созданы технологии химического извлечения из ВАО элементов, содержащих долгои среднеживущие изотопы, в том числе минорных актинидов: америция, нептуния и кюрия. Разрабатывается технология дожигания этих изотопов в быстрых реакторах. Экспериментальное плотное топливо с америцием облучается в исследовательском реакторе БОР-60 в НИИАР. Расчеты и верификацию производят на стенде БФС в ФЭИ. В 2020 году «Росатом» планирует получить данные о различных способах выжигания минорных актинидов, в том числе экономические расчеты. К 2023 году в России рассчитывают разработать промышленную технологию изготовления МОКС-топлива, включающего минорные актиниды.

Технология выделения из топлива горячей фракции — стронция и цезия, которые обеспечивают основное тепловыделение в первые годы после выгрузки ОЯТ из реактора, в России также уже освоена. Сейчас выбирают оптимальную матрицу для изолирования этих материалов.

По словам Михаила Барышникова, главный критерий, которым руководствуются в «Росатоме», совершенствуя технологии переработки ОЯТ и обращения с РАО, — снижение стоимости замкнутого топливного цикла относительно стоимости цикла, предусматривающего долговременное хранение и захоронение ОЯТ. И сегодня можно сказать, что эта цель вполне достижима, так как созданные и создающиеся технологии позволяют локализовать опасные составляющие ОЯТ и существенно снизить их количество и активность. За счет замыкания ЯТЦ исключаются риски хранения ОЯТ в течение нескольких тысяч лет. На купирование этих рисков закладываются, как правило, самые большие деньги. Например, в структуре национального фонда по обращению с РАО в Германии (ОЯТ в Германии также относится к РАО) 35 % приходятся на непредвиденные расходы по предотвращению гипотетических рисков. Это порядка 12 млрд евро. При замкнутом ЯТЦ тратить такие деньги на предотвращение долгосрочных рисков не понадобилось бы.

Переработка и политика

«Если мы говорим о замыкании ЯТЦ, нужны большие объемы заказов. Идущие к этому страны — Россия, Франция, Китай, Япония — имеют достаточно развитую ядерную промышленность, которая может обеспечить заказами свои предприятия по переработке ОЯТ. Но существуют страны — и в Европе, и в Азии, и в Северной и Южной Америке, которые не имеют возможности построить у себя индустрию переработки отработанного топлива. Поэтому проблему с ОЯТ им самостоятельно не решить. Но они могут это сделать совместно с теми странами, которые видят будущее в замыкании ЯТЦ и инвестируют в это направление. Безусловно, следует учитывать различия в законодательстве — нашем и наших партнеров», — рассуждает Андрей Рождествин.

Пример — Германия. В этой стране ОЯТ имеет статус радиоактивных отходов, которые можно только захоранивать. Поэтому даже при желании операторов, экономической и экологической целесообразности перерабатывать отработанное ядерное топливо без изменений в законодательстве нельзя.

«Многие компании выказывают интерес к замыканию ЯТЦ. Сдерживают нас не только технические аспекты, но и необходимость изменений в законодательстве. Многие вопросы связаны с транспортировкой, а также с определением того, что происходит после переработки топлива. Все это должно быть утверждено на уровне межправительственных соглашений и госучреждений. Соответственно, кроме архисложной технической работы нужна работа между государственными организациями. Это тяжелый и долгий путь, но идти по нему все равно надо», — говорит Андрей Рождествин.

Кроме международных переговоров важна и внутренняя повестка. С захоронением ОЯТ во многих странах возникают проблемы. Один из важнейших вопросов — строительство геологических хранилищ: мало кто согласен на размещение по соседству объекта, который будет представлять потенциальную опасность в течение сотен тысяч лет. Обычно политики эту тему обходят стороной или строят свою карьеру на оппозиции к таким проектам.

К тому же экспертное атомное сообщество в большинстве стран, имеющих АЭС, прохладно относится к идее захоронения ОЯТ. «Отраслевые специалисты из тех стран, где принят открытый цикл, прямо говорят, что не прекращают рассматривать альтернативные способы. Они идут по пути открытого ЯТЦ только потому, что пока не нашли ничего лучше. На экспертном уровне есть понимание, что лучше перерабатывать, чем захоранивать», — отмечает Михаил Барышников, который также занимает должность руководителя рабочей группы «Надежное обращение с ОЯТ» во Всемирной ядерной ассоциации.

Впрочем, пока в стране на законодательном уровне прописан открытый ЯТЦ, мнение экспертов будет значить немного. Изменение законов — вопрос политический. Для того чтобы отрасль шагнула вперед, необходимо доказывать обществу важность переработки ОЯТ, а потом и замыкания ядерного топливного цикла. Нужно сформировать запрос на экологичное, гарантированно безопасное и экономически эффективное обращение с ОЯТ и в бизнес-среде, и среди политиков, и, конечно, у обычных граждан.


Михаил Барышников
Руководитель рабочей группы «Надежное обращение с ОЯТ», WNA

— Обращение с ОЯТ тесно связано с вопросами государственного планирования. ОЯТ — очень специфический материал, и решение о том, что с ним делать, в подавляющем большинстве случаев принимает правительство. Соответственно, чем стабильнее правительство, тем больше шансов, что оно примет и реализует свое решение, так как реализация эта, особенно в случае открытого ЯТЦ, занимает десятилетия. Там, где власть меняется часто и кардинально, развитие национальных программ в области ЯТЦ сильно затруднено. Проблема той же Испании, о которой много говорили на конференции в Мадриде, состоит в том, что здесь настолько часто меняются люди во власти, что решение о создании централизованного хранилища ОЯТ, которое было принято в 2006 году, до сих пор не вышло на какой-либо практический уровень. Очень часто, особенно в Европе, люди живут избирательными циклами по четыре-пять лет и не хотят думать дальше этих четырех-пяти лет. Тогда как для реализации проектов в ЯТЦ необходимо, чтобы резких скачков не было хотя бы лет 20. Поэтому, конечно, значение политики для развития ЯТЦ очень велико.

Лоренцо Франсия
Глава дивизиона технологий и инжиниринга CEN — Foro Nuclear

— Вопросы ядерного топливного цикла решаются на уровне правительства. Мы думаем о переработке ОЯТ, но это решение государства. Еще одна проблема заключается в том, что в Испании не одна, а четыре эксплуатирующие организации. Они тоже должны достичь консенсуса друг с другом. Вопрос согласования позиции по переработке ядерных отходов между правительством, парламентом и четырьмя эксплуатирующими компаниями весьма непростой.