Перша міні-АЕС в США — нанівець. Чому NuScale закрила проєкт й коли чекати малі модульні реактори в Україні

Малі модульні реактори (ММР) NuScale та інших обіцяють нову еру в атомній енергетиці. І поки Міненерго з «Енергоатомом» підписують стосами меморандуми, а США та Європа застряли на стадії сертифікації, Китай та росія не дрімають. На тлі закриття NuScale головного проєкту першої міні-АЕС в США оцінили перспективи появи таких реакторів в Україні через призму обіцянок «Енергоатому» та суворої реальності, а також описали важливий геополітичний контекст, що стоїть за цією технологією та інвестиціями в ядерну енергію для демократичного західного світу.

Що таке ММР і чому вони важливі

Не вдаючись у технічні нетрі, поки комерційний термоядерний синтез як необмежене джерело екологічно чистої енергії лишається недосяжним, ядерна енергетика поряд з відновлювальною в наших теперішніх реаліях є чи не єдиним надійним та раціональним варіантом. Малі модульні реактори (ММР) виготовляються за модульним принципом, з урахуванням пасивної ядерної безпеки, забезпечуючи ряд переваг порівняно до традиційних ядерних реакторів.

Серед ключових переваг ММР — модульність та компактність (наприклад, SMR-реактор Rolls-Royce займає 40 000 м² замість 400 000 м² для традиційної установки), що зменшує затрати на будівництво та скорочує час введення в експлуатацію, пасивні системи безпеки, гнучкість (встановлення у віддалених регіонах для обслуговування окремих об’єктів без підключення до електромереж), а також вища ефективність та екологічність, що є важливим для боротьби зі зміною клімату.

За оцінкою MarketsandMarkets, ринок SMR до 2030 року сягне $7 млрд, а найбільш розповсюдженими є ММР на основі легкої води, як-от NuScale.

Перший млинець нанівець

NuScale Power, яка першою в США сертифікувала свій ММР днями відмовилась від початкових планів будівництва АЕС з малими модульними реакторами у штаті Юта. Йдеться про Carbon Free Power Project (CFPP) — вже колишній спільний проєкт NuScale та Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS). З огляду на те, що це був дебютний та головний проєкт NuScale Power, подальші перспективи американського розробника малих модульних ядерних реакторів (SMR/ММР) виглядають вкрай похмуро, а поява таких в Україні в найближчому майбутньому, якщо тверезо оцінювати ситуацію, нереалістичним сценарієм. На жаль.

Загалом NuScale, яка вже понад 20 років працює в атомній енергетиці, пропонує модульні електростанції VOYGR трьох конфігурацій: 12-модульна електростанція VOYG-12 здатна генерувати 924 МВт, шестимодульна VOYGR-6 має потужність 462 МВт, а чотирьохмодульна VOYGR-4 — 308 МВт. Залежно від потреб конфігурації можуть змінюватися.

На майданчику поблизу Айдахо-Фоллс планувалось розгорнути VOYGR-6 на шість компактних модульних реакторів з водою під тиском потужністю 77 МВт кожен для виробництва 462 МВт безвуглецевої електроенергії. Перша фаза будівництва мала початися в середині 2025 року, а запустити міні-АЕС планували до 2029 року. У квітні NuScale повідомила про розміщення свого першого замовлення на матеріали з тривалим терміном постачання для будівництва атомної електростанції у корейської компанії Doosan Enerbility.

І ось зараз NuScale Power повідомила про закриття проєкту, причини цього рішення досить банальні —  відсутність достатньої кількості споживачів та інтересу з боку інвесторів. Щоб забезпечити рентабельність, члени UAMPS або інші комунальні служби мали взяти на себе зобов’язання придбати 80% обсягу електроенергії. Однак, як зазначив головний виконавчий директор NuScale Джон Хопкінс під час телефонної конференції 8 листопада, ця мета виявилася недосяжною.

У зв’язку з цим, NuScale вирішила виплатити UAMPS компенсацію за розірвання угоди у розмірі $49,8 млн. Водночас Bloomberg згадує, що критики проєкту звертали увагу на перевитрати — у 2021 році називалась ціна $58 за МВт·год, але зрештою ця цифра зросла на 53%, до $89, згідно зі звітом Інституту енергетичної економіки та фінансового аналізу.

У 2020 році Міністерство енергетики США затвердило виділення $1,4 млрд на реалізацію проєкта CFPP, з яких NuScale вже отримала $232 млн. В Інституті атомної енергії США заявили, що розчаровані таким рішенням NuScale, але загалом розуміють складність ситуації, в якій опинилася компанія.

Майбутнє NuScale виглядає непевним

Невдача NuScal стала крижаним душем для прихильників передової ядерної енергетики та загалом це крок назад на шляху розвитку технології, яка мала розпочати нову еру атомної енергетики. Це також серйозно вдарило по NuScale та ще сильніше обвалило акції, які й так падали тривалий період.

Досі NuScale підписав близько 20 внутрішніх і міжнародних угод щодо розгортання установок ММР у 12 різних країнах, включаючи Польщу, Румунію, Чехію та Йорданію. У сусідній Польщі установка NuScale отримала всі необхідні дозволи та заручилась підтримкою KGHM Polska Miedź SA, яка є одним з провідних виробників міді, срібла та рідкісних металів. Водночас проєкт міні-АЕС на базі модульної установки NuScale схвалило Міністерство навколишнього середовища Польщі.

Тема малий модульних реакторів — одна із найбільш жваво обговорюваних у галузі ядерної енергетики останні кілька років, а з вторгненням рф в Україну та новими викликами для енергетики дискусії вийшли на новий рівень. Але сама технологія є експериментальною, а її майбутнє сповнене невизначеністю. Наразі це світ стартапів, де десятки різних проєктів з різних країн конкурують між собою. І хоча NuScale — одна з найбільш розрекламованих компаній,  навіть у США це далеко не єдиний проєкт ММР та перспективних атомних технологій, що мають підтримку на федеральному рівні. Тож, далі буде.

Перший проєкт ММР в Україні — обіцянки та реальність

Держпідприємство «Енергоатом» ще у вересні 2021-го підписало меморандум з NuScale про співпрацю щодо проєкту будівництва ММР в Україні. Відтоді оператор українських АЕС та один з ключових гравців ринку, який безнадійно загруз у мільярдних боргах та безперервних корупційних скандалах (серед найгучніших — мобільна газова установка за $15 млн від США та електроавтобуси за $7,3 млн), невтомно нагадував про це у кожній другій публікації. Можливо, щоб хоч якось відвернути увагу від сумнівних тендерів з ознаками корупції команди Петра Котіна, про які безперервно повідомляють ЗМІ та нардеп Ярослав Железняк, який тільки те й робить, що «шкодить репутації найбільшого виробника електроенергії в Україні на міжнародному рівні».

Проте помітного прогресу у будівництві ММР в Україні поки немає, лише заяви, обіцянки та нові меморандуми — наприкінці 2022-го Міненерго та «Енергоатом» уклали новий договір про співпрацю за участю тієї ж NuScale та ще близько 10 інших учасників з метою створення пілотної установки за 2-3 роки.

Серед інших меморандумів, які за попередні кілька років підписали Міненерго та «Енергоатом», можна пригадати підписану у квітні 2023 року угоду з Holtec International, яка передбачає будівництво до 20 реакторів SMR-160 SMR-160 — це легководний реактор під тиском потужністю 160 МВт, який використовує як паливо низькозбагачений уран і має гнучкість для виробництва технологічного тепла для промислового застосування й виробництва водню., з реалізацією першого пілотного проєкту і виходу на мінімальну регульовану потужність реактора та підключення до мережі до березня 2029 року. До того ж розмови про потенційний завод з Holtec були ще на початку 2018 року. Наразі реактор SMR-160 існує лише на папері — його поки ніде не збудували й навіть ще не сертифікували у більшості зацікавлених країн, тож хіба що Україна стане першою країною, де з’явиться SMR-160.

Окрема варто згадати співпрацю «Енергоатом» з Westinghouse, завдяки якій Україна позбувається залежності від ядерного палива російського виробництва. Окрім будівництва нових енергоблоків АР1000 меморандумом Westinghouse передбачено встановлення малих модульних реакторів АР300 (одноконтурний водно-водяний реактор потужністю 300 МВ) на початку 2030-х років.

До речі, Міненерго на тлі закриття проєкту CFPP відзвітувало про зустріч міністра Германа Галущенка та керівництва компанії NuScale Power у Вашингтоні, та опублікувало пресреліз з гучним заголовком про прискорення реалізації першого проєкту ММР в Україні. От тільки в Міненерго забули уточнити, як саме цього планують досягти та вказати конкретні часові рамки. А втім, це не завадило деяким сайтам підхопити переможну сенсацію та бездумно поширили її як фе-т-акомплі. Ну що, запам’ятаймо цей «твіт».

Майбутнє атомної енергетики України

Підсумовуючи, якщо всі новини вище — не порожні обіцянки, то невдовзі в Україні має початися будівництво реакторів щонайменше чотирьох різних типів. Проте найбільш реалістичною наразі виглядає перспектива добудування 3-го та 4-го енергоблоків ХАЕС з використанням устаткування з Болгарії (два реактори ВВЕР-1000 з супутнім обладнанням), про яке повідомлялося влітку 2023 року. І тільки після ретельної експертизи цих недобудов, що стояли пусткою понад 15 років. Де саме зрештою побудуть два нові енергоблоки АР1000, анонсовані раніше Галущенком — можливо, теж на майданчику ХАЕС, де спочатку планували розмітити 5-й та 6-й блоки, чи деінде.

Наразі очевидно одне: виконання амбітної програми розвитку енергетики України, яка має на меті запустити ренесанс ядерної енергетики у ЄС наразі дуже залежить від фінансування країн-донорів, адже «Енергоатом», як здавалося вище, з головою у боргах.  За підсумками 2022 року держпідприємство отримало збитків на 3,3 мільярда гривень. Ще одна очевидність: будівництво нових енергоблоків АЕС навіть за перевіреними технологіями — не дуже швидкий процес. Навіть у США від заливки бетону у фундамент до підключення енергоблока потрібно приблизно 10 років. І будівництво АЕС — справа, де поспіх має бути виключений.

Що маємо наразі? Приблизно за тиждень українська енергосистема зміцниться ще на 1000 МВт — всі АЕС, розташовані на підконтрольній Україні території, сумарно (9 блоків) видаватимуть в національну енергомережу 7800 МВт.

Майбутнє ядерної енергетики: протистояння росія — Китай — США

Будь-яка невдача на ринку західних ММР, і закриття проєкту NuScale — не виняток, грає на руку росії та Китаю, які зараз дуже активні на міжнародних ринках у ядерній енергетиці.

Якщо говорити про ММР, то у липні 2021 року Китайська національна ядерна корпорація (CNNC) розпочала будівництво першого комерційного наземного ядерного проєкту з використанням конструкції ММР власної розробки ACP100 потужністю 126 МВт, а у вересні китайські інженери встановили парогенеруючий модуль. Ключова особливість китайського ММР — поєднання реактора та парогенератора в одному корпусі, за аналогією як з реакторами на криголамах та підводних човнах. Швидко будувати АЕС Китаю допомагає їх підхід — менші модулів на різних майданчиках збираються у більші, доставляються на будмайданчик, де одразу монтуються. Пуск об’єкта має відбутися до кінця 2026 року.

Щодо росії, агресорський росатом три роки тому ввів в експлуатацію першу АЕС такого типу (поки що плавуча «академік ломоносов») та днями повідомляв про затвердження проєкту будівництва ММР РИТМ-200Н для першої малої наземної АЕС в Якутії.

До речі, говорячи про збагачений уран, напередодні ціни на нього сягнули 12-річного максимуму — до $65,50 за фунт (0,453 кг). І, найімовірніше, ціна продовжить зростати, адже Всесвітня ядерна асоціація істотно підвищила прогнози щодо внеску ядерної енергетики у світове виробництво електроенергії та попит на уран. Водночас уряди провідних ядерних держав світу (США, Південна Корея, Франція та інші) розглядають будівництво нових станцій.

росія контролює майже 50% світових потужностей зі збагачення — агресор та терорист роками успішно працював над підривом ланцюжка ядерних постачань США, демпінгуючи дешеві продукти збагаченого урану на світових ринках. Тож близько 20% палива, яке використовується парком ядерних реакторів США, постачається за контрактами на збагачення з російськими постачальниками.

До введення санкцій США купували збагачений уран та плутоній у рф, допомагаючи країні-агресору заробляти гроші на підготовку до війни та розвиток своєї атомної галузі. Тепер же США активно працюють над витісненням російського ядерного палива — днями на заводі компанії Centrus у селищі Пайктон, штат Огайо, запустили перший з 1954 року каскад з 16 центрифуг для збагачення урану. Це перший за майже 70 років новий завод зі збагачення урану, збудований у США американською компанією за американською технологією. Досі єдиним робочим центрифужним заводом у США залишався завод європейської компанії Urenco в Нью-Мексико, який забезпечує потреби штатів менш ніж на 30%.

Причому Centrus на нових потужностях вироблятиме не звичайний низькозбагачений уран 4,5-5%, на якому працюють реактори українських АЕС разом з іншими, а уран зі збагаченням від 5 до 20% (high-assayed, low-enriched uranium, HALEU). Уран HALEU вважається перспективним паливом для цивільних реакторів нового покоління і багатьох ММР, як-от Xe-100. От тільки можливості Centrus наразі дуже обмежені — до кінця року новий завод має видати мінімум 20 кг урану HALEU за зобов’язаннями перед Міністерством енергетики США, а загальна річна потужність каскаду — 900 кг.

Додатково адміністрація Байдена звернулася до Конгресу з проханням виділити додаткові $2,16 млрд на підтримку стратегії стимулювання американських компаній для збільшення потужностей з виробництва ядерного палива. Цей план зробить Міненергетики довгостроковим покупцем останньої надії та забезпечить безперебійні постачання палива в достатніх обсягах для задоволення зростаючого попиту на збагачений уран у наступні десятиліття.

До речі, Centrus запевняє, що після отримання необхідного фінансування здатна за 3,5 роки розширити завод до 120 центрифуг, щоб виробляти близько 6 тонн HALEU на рік, і вийти на 13 тонн на рік протягом 5 років.