?

Log in

No account? Create an account
Previous Entry Share Next Entry
Европейский взгляд на российскую ядерную промышленность
Первопроходец
t_blzer
Нет так давно вышел очередной отчет Евроатома за 2015 по ядерной энергетике. Ядерная энергетика - важнейшая сфера жизнедеятельности Европейского Союза - около 30% всей электроэнергии в Европе производится на АЭС (стр. 39 Отчета), а производство медицинских радиоизотопов - одно из основных направлений современной медицины.
Доля ядерной энергетики в общем производстве электроэнергии по странам ЕС. Красным цветом выделено производство электроэнергии российскими реакторами ВВЭР.

Рассмотрим взгляд Европы на место России в этой сверхвысокотехнологичной отрасли.




Добыча природного урана и его экспорт в страны ЕС
Вроде бы все понятно, России не очень повезло с доступными месторождениями урана. Но очень повезло с безропотными среднеазиатскими колониями - Советский Союз добыл почти весь узбекский уран, Российской Федерации уран и самую грязную первичную переработку делают среднеазиатские сателлиты. Но...


В 2015 Россия заменила Казахстан на первом месте, а Канада заняла третье место среди крупнейших поставщиков. Двумя крупнейшими странами экспортировано более 44% от общего объема природного урана, поставляемого в ЕС. Природный уран, добываемый в СНГ (Россия, Казахстан, Узбекистан), составил 7 785 тонн или 48,7% от всего природного урана поставляемого в ЕС (стр. 31 Отчета). В общем энергетика Европа сидит не только на российской газовой игле, но и на урановой. Вот еще более наглядная картинка.
Обратите внимание на два первых цветных отрезка снизу. Россия стабильно поставляет в Европу природного урана больше, чем добывает, а ведь еще есть собственная ядерная энергетика, поставки в Китай и США. Ответ, почему Россия экспортирует существенно больше, чем добывает, можно узнать здесь (всем рекомендую этот блог).

Преобразование природного урана
Природный уран преобразуется в гексафторид урана, из которого потом делается топливо для АЭС. Канада, Франция, США, Россия, кое-что дает Китай, в таком сверхтехнологичном производстве чужих нет.
Обогащение урана

Крупнейшие мощности по производству ядерного топлива находятся в ЕС (Германия, Испания, Франция, Швеция и Великобритания), России и США. Кроме топлива для ВВЭР, каждый производитель пытается предложить сборки для реакторов, спроектированных конкурентами, что привело к растущей конкуренции на рынке, особенно для топлива лекговодных реакторов (стр. 24 Отчета). Почему-то в пояснении к таблице не указаны Нидерланды (завод в Альмело). Россия уменьшила свою долю на рынке в сравнении с прошлым годом, Китай наоборот существенно ее увеличил, возможно, проданные Росатомом центрифуги 6-го поколения (для справки, у нас уже 10-е поколение) удалось модернизировать. В то же время, Всемирная ядерная ассоциация считает, что Россия упрочит свое лидерство в обогащении урана до 2020 года.
Вот даже более наглядная картинка, несмотря на то, что уран в мире, по большому счету, обогащается только на центрифугах Уренко и Росатома, 38% услуг по обогащению урана для Европы в прошлом году выполнялось в России. В принципе, так было даже когда доля центрифуг Уренко была небольшой, а основные мощности по обогащению урана находились на газодиффузном заводе Жорж Бесс.
Оранжевым цветом обозначен "сырьевой придаток", американские услуги по обогащению урана в 2015 выполнялись на центрифугах российской разработки (стр. 37 Отчета)

Переработка и утилизация отработанного ядерного топлива
Несколько европейских стран, Россия и Япония уже давно проводят политику по переработке отработанного ядерного топлива (ОЯТ), в то время как многие другие страны продолжают видеть ОЯТ как отходы, а не ресурс. Восстановление урана и плутония путем переработки ОЯТ осуществляется в настоящее время во Франции, Соединенном Королевстве и России (стр. 24 Отчета). Франция в этой сфере лидирует с очень большим отрывом, Россия - скорее всего, на втором месте.

МОКС (РЕМИКС)-топливо
В 2015 году Министерство энергетики США провело анализ проекта завода по производству МОКС-топлива и альтернатив для утилизации избыточного оружейного плутония. По его итогам финансирование проекта было сокращено, бюджет на 2017 финансовый год требует прекращения реализации проекта МОКС, но окончательное решение об этом еще не принято.
В России пока не развивают коммерческий потенциал переработки плутония в МОКС для легководных реакторов. Вместо этого, "Росатом" продолжает проводить НИОКР на ремикс (регенерированная смесь оксидов урана и плутония) топлива, и пытается создать замкнутый ядерный топливный цикл, на основе реактора на быстрых нейтронах БН-800.
В октябре АРЕВА увеличил свои производственные мощности по производству МОКС-топлива на заводе Melox в Маркуле, введя в эксплуатацию вторую линию смешивания ингредиентов МОКС (не знаю как правильно перевести powder mixing line).
В ноябре Japan Nuclear Fuel Ltd (JNFL) объявило о дополнительных задержках в строительстве завода по переработке и производству МОКС-топлива в Роккасе-Мура, завершение которого теперь не ожидается ранее середины 2019 года (стр. 25 Отчета).
После закрытия линий по производству МОКС-толива в Бельгии и Англии, Франция - мировой монополист в его производстве, Россия в очередной
раз пошла своим путем, точнее путями, и вместо МОКС-топлива для легководных реакторов, создала уникальное РЕМИКС-топливо. Его промышленные испытания начались в июле 2016 года.
Второй путь - МОКС-топливо для реакторов на быстрых нейтронах Евроатомом не исследовался, видимо, по причине отсутствия таковых. Европейское мокс-топливо изначально создавалось как раз для них, но ни Феникс, ни Суперфеникс так и не взлетели, поэтому наработки в этой сфере были использованы для легковоодных реакторов. Российское МОКС-топливо загружается на БН-800 с конца 2015 г., а к 2019 планируется полностью перевести единственный в мире промышленный реактор на быстрых нейтронах на МОКС-топливо. К слову, в Отчете указано, что реакторами четвертого поколения будут именно реакторы на быстрых нейтронах (стр. 25 Отчета), правда пока и с европейскими реакторами 3+ поколения дела обстоят
не очень. Видимо, минимум до 2018 Три-плюс поколение атомных реакторов будет представлено только российскими ВВЭР-1200.    

Производство медицинских радиоизотопов
Европейская медицина - одно из главных преимуществ Европы в современном мире, пожалуй это одна из немногих сфер, в которой страны ЕС находятся на ведущих ролях. Ядерная медицина - одно из главных и самых наукоемких направлений в современной медицине, в котором Евросоюз является признанным лидером. Проблема только в том, что для производства медицинских радиоизотопов требуется высокообогащенный и низкообогащенный уран (степень обогащения 19,75%), который в Европе не производится. Нужды ЕС в этом стратегическом товаре обеспечивают США и Россия (стр. 46 Отчета).

Проблемы
Выработка электроэнергии реакторами ВВЭР в ЕС составляет 8.8% от общей атомной генерации в ЕС. В связи с чем Евроатом в очередной раз попросил операторов российских реакторов диверсифицировать поставщиков топлива (стр. 42 Отчета). Правда как это сделать - неизвестно, ведь российские сборки для ВВЭР не могут быть заменены на другие (стр. 42 Отчета), в отличие от сборок для остальных легководных реакторов (стр. 24 Отчета)



  • 1
>пошла своим путем, точнее путями, и вместо МОКС-топлива для легководных реакторов, создала уникальное РЕМИКС-топливо.

Я бы тут нагло вставил ссылку на свой пост "МОКС и РЕМИКС". Иначе, на мой взгляд, очень сложно понять в чем отличие этих технологий.

Кстати, я бы сказал, что они примерно симметричны. МОКС меньше использует остаточный потенциал ОЯТ и экономит уран, но дешевле РЕМИКС и не требует ВОУ,

>не знаю как правильно перевести powder mixing line

Линия приготовления мастер-смеси.

Спасибо Большое! Вставил, сам туго понимаю все эти вещи, даже с посильной помощью Вашего замечательного блога.

--Кстати, я бы сказал, что они примерно симметричны. МОКС меньше использует остаточный потенциал ОЯТ и экономит уран, но дешевле РЕМИКС и не требует ВОУ, --
Стадии НИОКР и внедрения - самые дорогие, МОКС уже отрабатывают больше 20 лет, а РЕМИКС только с лета прошлого года на промышленных испытаниях, цена 100% еще опустится. Где-то читал, что РЕМИКС лучше заточен как раз под легководные реакторы, МОКС для легководных реакторов - сильно усеченная версия МОКС для реакторов на быстрых нейтронов, когда Фениксы закрыли, наработки и нехилые затраты на НИОКР по МОКС переделали насколько это возможно для действующих реакторов.

--Линия приготовления мастер-смеси.--
Спасибо! Ту меня цитировать, начали, поэтому поправлять уже не буду. Большое спасибо, что ведете свой блог, после того как Ампилогов ушел в политику, читать по ядерной энергетике кроме Вас больше некого особо


Edited at 2017-01-13 07:35 pm (UTC)

>Стадии НИОКР и внедрения - самые дорогие,

Нет, там суть в том, что кассета РЕМИКС и кассета МОКС стоят примерно одинаково (в том плане, что набиваются продуктом радиохимических переделов с себестоимостью ~2000 долларов за кг против 1000 долларов за кг для ОУП) , только вот МОКС кассет в реакторе 1/10 (равновесно), а РЕМИКС все.

Не знал, с другой стороны загруженность завода в Железногорске будет сразу в 10 раз больше, чем в случае с МОКС. Подопытных стран ЕС, как у Франции, для России нет, только свои реакторы). Деньги то все равно будут в одном холдинге оставаться и в одной стране. Как бы мультиплиактор роста при создании РЕМИКС для Ростатома, не перекрыл затраты на покупку урана у казахов и узбеков (без учета его обогащения и формирования в ТВЭЛы).

Вы лучше посмотрите презентации РЭА - они там любят приводить график платежей концерна за хранение ОЯТ. Это гораздо более сильный стимул заниматься этой темой, чем экономия урана.

>Где-то читал, что РЕМИКС лучше заточен как раз под легководные реакторы, МОКС для легководных реакторов - сильно усеченная версия МОКС для реакторов на быстрых нейтронов, когда Фениксы закрыли, наработки и нехилые затраты на НИОКР по МОКС переделали насколько это возможно для действующих реакторов.

На мой взгляд это передергивание.

У МОКС есть проблема, что нельзя взять и поставить в PWR/ВВЭР 100% кассет МОКС, т.к. бета эффективная уменьшается в три раза, и появляется положительный пустотный эффект реактивности. Можно где-то максимум 40%, но в равновесном варианте PWR-МОКС больше и не надо (поскольку кассет МОКС не может быть больше 1/8-1/10 - плутоний негде брать). РЕМИКСа равновесно может быть 100% зоны, т.к. он содержит U235.

МОКС во Франции развивался, конечно, как часть быстрой программы, но и как часть военной и часть решения вопроса утилизации ОЯТ.

Вообще говоря, тема так себе для популяризации - очень много взаимосвязанных вещей (например - эволюция изотопного состава, варианты радиохимпереработки), либо надо писать гигантский трактат о 30 частях (как попытался было сделать Анпилогов в сытные годы, когда он не был популярным блоггером), либо напороть много чуши и не довести до конца (как Алестар).

РЕМИКС - ведь тоже на настоящем этапе в первую очередь для утилизации ОЯТ создается + ВОУ, который для РЕМИКС критичен - чисто военная тема. Мне кажется, что в Росатоме не совсем дураки сидят, и раз пошли по пути усложнения и удорожания(Ремикс, который до них никто не делал + МОКС, вместо проторенного Европой МОКС) по сути глобально тупиковой технологии недоЗЯТЦ, значит это резон в этом есть

Алексею большое спасибо, он - хороший популяризатор ядерной энергетики и энергетики вообще, его цикл у многих зародил интерес я энергетике, у меня в том числе. Борис Алестар - Николай Стариков от ядерной энергетики)

>РЕМИКС - ведь тоже на настоящем этапе в первую очередь для утилизации ОЯТ создается + ВОУ

РЕМИКС создается для утилизации чужого ОЯТ - ну например финского. ВОУ тут вынужденного используется, без него РЕМИКС невозможен.

>Мне кажется, что в Росатоме не совсем дураки сидят, и раз пошли по пути усложнения и удорожания

В Росатоме пока никуда не пошли, кроме как на НИОКР РЕМИКС. Ну и напомню, что в МОКС "не дураки" из Росатома линию вкладывают очень серьезные деньги - я про ОДЦ ГХК.

>по сути глобально тупиковой технологии недоЗЯТЦ, значит это резон в этом есть

>Ремикс, который до них никто не делал

Вообще-то французы делали, см. их RePU программы.

недоЗЯТЦ тут определяется не тем, как мы фабрикуем топливо, а что за изотопный состав и в каком количестве у нас выходит из реактора. Поскольку коэфф. воспроизведения PWR/ВВЭР 0.4-0.5 они в любом случае могут только в недоЗЯТЦ. РЕМИКС при этом, как я изначально сказал, имеет некий баланс плюсов и минусов с МОКС. МОКС же начинает выигрывать, если мы идем в быстрые реакторы (т.к. там 235 полностью исчезает) (отсюда понятна, надеюсь, мысль, почему французы пошли в МОКС и почему сейчас эти мотивы неактуальны?)


P.S. Я правда считаю специалистов Росатома очень грамотными людьми, но еще раз хочу предостеречь от одностороннего взгляда, что раз Росатом взялся за РЕМИКС - то это единственно правильный путь. Правильно иметь на запасном пути оба варианта, предлагая его клиентам по ситуации. Что Росатом и делает.

P.P.S. НИОКР РЕМИКС - это еще и результат внутриросатомовской борьбы между ВНИИНМ и Радиевым институтом.

--В Росатоме пока никуда не пошли, кроме как на НИОКР РЕМИКС. Ну и напомню, что в МОКС "не дураки" из Росатома линию вкладывают очень серьезные деньги - я про ОДЦ ГХК.--

Так я о том выше и писал, можно было вложиться в один МОКС, как французы, но Росатом вкладывается и в МОКС и в пока неизведанный РЕМИКС

--Вообще-то французы делали, см. их RePU программы.--
Промышленного же внедрения не было?

--МОКС же начинает выигрывать, если мы идем в быстрые реакторы--
Так я о том с самого начала и пишу, МОКС - для БН, Ремикс для легководных, Росатом так и делает. Вопрос почему он не делает МОКС и для легководных реакторов, как в ЕС, а развивает две технологии, одна из которых никем серьезно не разрабатывалась. Значит есть какие-то серьёзные резоны в этом

>Так я о том с самого начала и пишу, МОКС - для БН, Ремикс для легководных, Росатом так и делает.

А я все время вам отвечаю, что это не так. Для PWR/ВВЭР Ремикс и МОКС примерно одинаковы, никто не выглядит лучше в комплексе. Но если есть еще и БН - то МОКС начинает выглядеть лучше. Руководствуясь этим, в свое время Французы пошли в МОКС.

А теперь вопрос - в какой стране должен был бы сейчас развиваться МОКС, а в какой - РЕМИКС? У кого есть быстрые реакторы и желание их развивать?

Вопрос почему он не делает МОКС и для легководных реакторов, как в ЕС, а развивает две технологии, одна из которых никем серьезно не разрабатывалась.

>Промышленного же внедрения не было?

Нет, они пошли по пути разделения потоков плутония и урана и переобогащения урана. Росатом тоже активно использует регенерат урана, например от переработки ВВЭР-440 при изготовлении ТВС для РБМК.

--А я все время вам отвечаю, что это не так. Для PWR/ВВЭР Ремикс и МОКС примерно одинаковы, никто не выглядит лучше в комплексе. Но если есть еще и БН - то МОКС начинает выглядеть лучше. Руководствуясь этим, в свое время Французы пошли в МОКС.

А теперь вопрос - в какой стране должен был бы сейчас развиваться МОКС, а в какой - РЕМИКС? У кого есть быстрые реакторы и желание их развивать?--

Я описал минусы пути МОКС/РЕМИКС для Росатома с позиции экономики, Вы с позиций техники, но ведь Росатом пошел именно по этому пути, а не воспользовался опытом французов. Значит МОКС для легководных реакторов не такой очевидный путь, как кажется, у РЕМИКС есть какие-то принципиальные плюсы, о которых мы не знаем

Кстати, решил посмотреть, что там у французов, нашел очень хорошую презентацию топливного цикла Арева

https://www.iaea.org/OurWork/ST/NE/NEFW/Technical-Areas/NFC/documents/infcis/NFCIS-2014/10-Fuel_Cycle_Facilities_in_France_-_NFCIS-Dec_2014-AREVA-Final.pdf

Спасибо большое, почитаю

  • 1