В.М.Болдырев, технический эксперт, Международный союз ветеранов атомной энергетики и промышленности

Выступление председателя Китая Си Цзиньпина стало одним из центральных на саммите по устойчивому развитию в ООН в 2015 году: "Китай создаст Международный центр развития знаний с целью облегчения исследований и обменов странами практик развития, подходящих их национальным условиям...».

Международный союз ветеранов атомной энергетики и промышленности в этот «Международный центр развития знаний» предлагает свой вклад  по проблеме «Использование  атомной энергии для коммунального теплоснабжения».

Известно, что сжигание органического топлива при раздельном производстве электрической энергии на электростанциях и тепловой энергии в водогрейных котельных менее эффективно, чем при их комбинированной выработке на теплоэлектроцентралях. Сказанное справедливо и при использовании ядерного топлива для производства электрической энергии с одновременным производством тепловой. Поэтому для экономии углеводородного топлива и уменьшения теплового загрязнения окружающей среды целесообразно строить атомные электростанции с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергией.

1. Атомная теплофикация для теплоснабжения потребителей уже сегодня технически возможна и реализуется на основе нерегулируемых отборов пара из турбин действующих в России  атомных конденсационных электростанций (АКЭС). В европейской части страны на близлежащих к АКЭС территориях «атомным» теплом можно обеспечивать до 85% годовой потребности в тепле этих территорий, покрывая сезонные пиковые потребности котельными на органическом топливе.  При этом уменьшатся и выбросы АКЭС в окружающую среду тепловой энергии и пара, которые образуются  в результате испарения отработанной воды из прудов-охладителей и градирен, куда она поступает для охлаждения.

Ниже приводятся ориентировочные расчеты возможного увеличения   отпускаемого в системы теплоснабжения тепла от действующих АКЭС (на 2010 год) с оценками замещения природного газа ядерным топливом:

Балаковская АЭС  - в эксплуатации находится 4 энергоблока с реакторами ВВЭР-1000. Суммарная расчетная мощность всех теплофикационных установок (ТФУ) составляет 800 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 5100 часов в году отпуск тепловой энергии составит 4080 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 566,2 млн. м³, сокращение атмосферных выбросов СО₂ - 1060 тыс. т/год.

Белоярская АЭС - в эксплуатации находится один энергоблок с реактором БН-600. Установленная мощность ТФУ - 230 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 6000 часов в году отпуск тепловой энергии составит 1380 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 191,5 млн. м³, сокращение атмосферных выбросов СО₂ - 358,8 тыс. т/год.

 Билибинская АЭС - в эксплуатации находится 4 энергоблока с реакторами ЭГП-6. Установленная мощность ТФУ - 80 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 7000 часов в году отпуск тепловой энергии составит 560 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 77,7 млн. м³, сокращение атмосферных выбросов СО₂ - 145,6 тыс. т/год.

Калининская АЭС- в эксплуатации находится 3 энергоблока с реакторами ВВЭР-1000, суммарная расчетная мощность теплофикационных установок -  600 Гкал/ч. При отборе тепловой мощности  5600 часов в год отпуск тепла составит 3360 тыс. Гкал. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 466,3 млн. м³, сокращение атмосферных выбросов СО₂ - 873,6 тыс. т/год.

 Ленинградская АЭС - в эксплуатации находится 4 энергоблока с реакторами РБМК-1000, суммарная расчетная мощность теплофикационных установок -  600 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 6000 час в году отпуск тепловой энергии составит 3600 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 499,6 млн. м³, сокращение атмосферных выбросов СО₂  - 936 тыс. т/год.

Нововоронежская АЭС - в эксплуатации находятся 2 энергоблока с реакторами ВВЭР-440 и 1 энергоблок с реактором ВВЭР-1000. Общая установленная мощность теплофикационных  установок составляет 300 Гкал/ч. Использование такой мощности 5600 часов в году потенциально может обеспечить отпуск тепла в объеме 1680 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 233,2 млн. м³, сокращение атмосферных выбросов СО₂  - 436,8 тыс. т/год.

 Курская АЭС - в эксплуатации находится 4 энергоблока с реакторами РБМК-1000, суммарная расчетная мощность теплофикационных установок -  600 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 5600 часов  в году отпуск тепловой энергии составит 3360 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 466,3 млн. м³, сокращение атмосферных выбросов СО₂ - 873,6 тыс. т/год.

 Смоленская АЭС -  в эксплуатации находится 3 энергоблока с реакторами РБМК-1000, суммарная расчетная мощность теплофикационных установок -  450 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 5600 часов в году отпуск тепловой энергии составит 2520 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 349,8 млн. м³, сокращение атмосферных выбросов СО₂ - 655,2 тыс. т/год.

Кольская АЭС - в эксплуатации находятся 4 энергоблока с реакторами ВВЭР-440, установленная мощность теплофикационных теплообменников  200 Гкал/ч. При использовании указанной мощности 6500 часов в году отпуск тепловой энергии составит 1300 тыс. Гкал в год. При этом годовое замещение потребления природного газа составит 180,4 млн. м³, сокращение атмосферных выбросов СО₂ - 338 тыс. т/год.

 Ростовская АЭС – в эксплуатации находится два энергоблока с реактором ВВЭР-1000, установленная мощность теплофикационных установок – 400 Гкал/ч. При выборе площадки для строительства станции предполагалось, что централизованным теплоснабжением от АЭС будут охвачены промышленные и коммунальные потребители Волгодонска. При отборе тепловой мощности 5100 часов в год (соответствует климатическим условиям  Баку) годовой отпуск тепла потребителям составит 2040 тыс. Гкал. Сокращение потребления природного газа составит 283,1 млн. м³, атмосферные выбросы СО₂ сократятся на 530,6 тыс. т./год.

Итого, благодаря использованию для теплоснабжения внешних потребителей тепловой энергии только от АКЭС атмосферные выбросы СО₂могут сократиться на ~4000 тыс. т./год.

Но чтобы передать такое количество тепловой энергии,  в соответствующих регионах потребуется реконструировать теплосетевое хозяйство и построить дополнительные теплосети, подключив их к АКЭС. Средства для этого могут быть получены и за счет использования механизмов Киотского протокола и Парижского соглащения.

Реальную ситуацию на  АКЭС России  с отбором на них для внеплощадочных потребителей тепловой энергии можно увидеть по данным, приведенным  в таблице:

^{* Тарифы утверждены устанавливающими документами РЭК для АЭС
** Предельные минимальные и максимальные уровни тарифов, утверждены приказом ФСТ России № 217-э/3 от 22.09.2009 г}

На сегодняшний день имеющийся потенциал возможного сокращения антропогенных выбросов углекислого газа путём максимального использования АКЭС России и для коммунального теплоснабжения практически не используется (так же, как и в 2010 году) несмотря на Распоряжение Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2010 г. о реализации положений Федерального закона «О теплоснабжении»иежегодные Приказы Федеральной службы тарифов России.

Причина: действующая «неолиберальная экономика» в атомной  энергетике Российской Федерации^***и многие годы действующие в концерне «Росэнергоатом»  Архангельская  и Хвалько.

2. В настоящее время в ОАО «ОКБМ Африкантов» сконструирована реакторная установка ВБЭР-300, которая рассматривается в качестве основной для будущих специализированных атомных теплоэлектроцентралей (АТЭЦ). Ее конструктивные решения основаны на апробированных и хорошо зарекомендовавших себя реакторах, которые были созданы для судов военно-морского флота, и проработавших без аварий уже свыше 6000 реакторолет.

При высокой степени заводского изготовления она не требует такой машиностроительной базы, которая необходима для сооружения традиционных атомных конденсационных электростанций с водо-водяными реакторами, и может быть реализована на других производственных мощностях. В «ОКБМ Африкантов» разработаны модификации ВБЭР-300 в двух-, трех-  и четырехпетлевом вариантах.

Четырехпетлевой  вариант установки  в конденсационном режиме  будет иметь электрическую мощность 310 МВт, в теплофикационном режиме с отбором части пара для нужд теплоснабжения отпуск тепла, в зависимости от нужд потребителей, может меняться от 300 до 460 Гкал/ч. Соответственно электрическая мощность будет снижаться на 50-95 МВт, т. е. на 16-31%.  Тем самым можно будет уменьшать электрическую мощность в обмен на соответствующее увеличение отпуска тепловой энергии в систему теплоснабжения, причем без снижения тепловой мощности самой реакторной установки (900 МВт).

Реальные планы сооружения  такой АТЭЦ в России нам неизвестны, но совершенно ясно, что такой атомный энергоблок может быть предметом широкого экспорта в  страны третьего мира.

^***Более подробное изложение см. в статье в PRoAtome 03/05/2011,  Виталий Болдырев «Почему не  реализуется экологически чистая и топливосберегающяя атомная теплофикация».