Одной из наиболее трудных частей прогноза развития энергетики и, тем более, ядерной энергетики является фактор региональных особенностей в силу политических и общественных неопределенностей. При рассмотрении перспектив развития регионов учитывались как экономические реалии и состояние инфраструктуры (энергетические сети, коммуникации, кадровые ресурсы и т.д.), так и чувствительность к насыщению ядерными материалами, пригодными для изготовления оружия.
Рассмотрены два приближения по распределению ядерных энергетических мощностей в мире XXI века. Одно — идущее от сегодняшнего уровня «ядерного» развития стран и их декларируемых намерений (далее оно обозначается как «традиционное»). Другое приближение — стремление к более «справедливому» миру, где ядерная энергетика способствует сокращению разрыва в душевом энергопотреблении между развитыми странами и остальным миром. Предполагается, что выравнивание душевого энергопотребления происходит исключительно за счет ядерной энергии, что предельное удельное электропотребление составляет 4000 кВт-ч на человека и что мировая ядерная энергетика достигает к 2050 г. 2000 ГВт (э), к 2100 г. — 5000 ГВт (э).
| Таблица 3Распределение промышленных мощностей ЯТЦ по регионам мирана конец 2002 г. | ||||||||
| Составляющая ЯТЦ | Мощ-ность | СевернаяАмерика | ЮжнаяАмерика | ЗападнаяЕвропа | ВосточнаяЕвропа | Африка | СреднийВостоки ЮжнаяАзия | ДальнийВостоки Тихооке-анскийрегион |
| Производство природногоурана, тыс. т в год | 51 | 46% | >1% | >1% | 17% | 13% | >1% | 20% |
| Обогащение урана,млн. ЕРР/год | 56.3 | 33.3% | — | 26.7% | 36.6% | — | — | 3.4% |
| Изготовление топлива,тыс. т тяжелого металлав год | 20.3 | 38.5% | — | 26% | 12.2% | — | 5.3% | 18% |
| Емкость промежуточныххранилищ ОЯТ, тыс. ттяжелого металла | 240 | 43% | <1% | 30% | 13.3% | <1% | <3% | 9% |
| Переработка ОЯТ, тыс. ттяжелого металла в год | 5.9% | — | — | 74% | 7.7% | — | 3.4% | 15% |
В настоящее время тенденция к интеграции присутствует в той или иной степени на всех стадиях ядерного топливного цикла, начиная с добычи природного урана. Такие высокотехнологичные сегменты ЯТЦ, как обогащение урана, фабрикация ядерного топлива, переработка ОЯТ и производство смешанного уран-плутониевого топлива являются достоянием сравнительно небольшого числа (частных, государственных или смешанных) компаний из ограниченного, но постоянно расширяющегося круга стран. Только несколько стран в настоящее время способны по техническим и экономическим соображениям создать и эксплуатировать полный ядерный топливный цикл. Долгосрочная эксплуатация масштабного ЯТЦ может оказаться непосильным бременем для одной, даже достаточно развитой страны.
Все это, а также озабоченность проблемой нераспространения, создает предпосылки организации в мире крупномасштабных производств по обращению с ядерным топливом. Идеи международной кооперации в области ядерного топливного цикла не новы. Еще в середине 1970-х гг. международная оценка ядерного топливного цикла, инициированная МАГАТЭ, показала предпочтительность интернационального подхода к организации предприятий ЯТЦ, имеющего преимущества как из-за повышения экономической эффективности масштабного производства, так и из-за укрепления режима нераспространения.
Региональная картина. Рассматривается сценарий двухкомпонентной ядерной энергетики (усовершенствованные ТР и быстрые реакторы с KB ~ 1.6) с достижением установленной мощности ЯЭС 2000 ГВт (э) к 2050 г. Распределение имеющихся в настоящее время промышленных мощностей ЯТЦ по регионам мира приведены в табл. 3 (по данным на конец 2002 г.).
Полученные оценки характеристик основных элементов топливного цикла а также трансграничные потоки ядерного топлива показывают, что масштабы производств (до 100 000 т в год) и транспортные потоки (до 50 000 т в год) находятся на технически приемлемом уровне даже к концу XXI века.
Проблемы нераспространения и МЦТЦ (международных центров топливного цикла). Одним из важных аргументов в пользу МЦТЦ является возможность более полного и адекватного обеспечения гарантий нераспространения путем концентрации наиболее уязвимых с точки зрения риска распространения производств ЯТЦ (обогащение, изготовление, переработка топлива) в центрах, находящихся под международным контролем и обеспеченных всеми необходимыми и совершенными технологиями физической защиты, мониторинга, контроля и учета, что требует разработки методики количественного анализа риска распространения.
Развитие идеологии МЦТЦ, помимо технологических вопросов, неизбежно влечет за собой огромный комплекс политических и институциональных проблем, решение которых, в случае признания и поддержки этого направления международным сообществом, в существенной степени изменит сегодняшнюю картину мира. Международное разделение производителей и потребителей неизбежно ведет к росту трансграничных потоков ядерных материалов и оборудования. Эти потоки достаточно жестко регулируются и ограничиваются международными и национальными правовыми актами как экономически защитного характера, так и вытекающими из проблемы нераспространения, и эта законодательная база постоянно трансформируется, исходя из развития международной интеграции.
Механизм ядерного энергетического лизинга существенно упрощает трансграничное перемещение ядерных материалов, поскольку они остаются собственностью страны-поставщика. Международный лизинг уже неоднократно применялся к ядерным материалам (США, Европейское Сообщество и др.). В настоящее время рассматриваются возможности развития законодательства РФ, чтобы перевести в форму лизинга многолетнюю практику поставок из России ядерного топлива в целый ряд стран с последующим возвратом в страну-изготовитель, и тем самым дать основания для существенной трансформации рынка услуг в области обращения с ядерным топливом. Обсуждаются возможности международного лизинга ядерных энергетических установок. Примером развития национального ядерного законодательства в области экспорта услуг по обращению с ядерным топливом является принятый в 2001 г. в РФ пакет законов, разрешающий переработку зарубежного ядерного топлива.
Наиболее сложными для решения и восприятия международной общественностью являются социальные и этические проблемы международного распределения радиационных нагрузок и «благ» между «странами-хозяевами», оказывающими ценные энергетические услуги, и их потребителями. Выбор места для международных центров и восприятие общественности, очевидно, составляет здесь основные проблемы.
Этапы развития ядерной энергетики в XXI веке
За 50 лет развития ядерная энергетика прошла путь становления от первых опытных установок до развитой промышленности. В процессе ее развития стало очевидным, что сложность ядерных технологий требует значительных усилий и средств для их разработки и внедрения, а также высокой готовности потребителей к их использованию. Это обусловлено как сложностью процессов в ядерных установках, так и повышенной по сравнению с другими энергетическими системами опасностью технологий ядерного производства. Обеспечение ядерной безопасности при использовании ядерных технологий требует соответствующего уровня культуры общества. Это требование относится и к разработчикам, и к пользователям, и к системе управления, контроля и регулирования ядерного производства, и к уровню образованности общества в целом. К этим требованиям добавляется также особое внимание международного сообщества к опасности несанкционированного распространения ядерных материалов и технологий с целью производства ядерного оружия. В связи с отмеченными выше обстоятельствами, а также более высоким риском инвестиций коммерческие структуры участвуют в развитии новых ядерных технологий с большей осторожностью, чем в неядерной сфере. Это также сказывается на инерционности ядерных инноваций. В то же время анализ развития энергетического производства в XXI веке явно свидетельствует об опасности задержки внедрения новых ядерных технологий, необходимых для гарантированного обеспечения энергией общества. Государственные структуры должны взять на себя ответственность за своевременную разработку и внедрение инноваций в эту сферу энергетического производства.
Материальная емкость ядерных технологий требует объединения усилий сообщества. Демонстрацией такого подхода могут служить международные проекты Генерация-4, ИНПРО (Международный проект по инновационным ядерным реакторам и топливным циклам), Международное партнерство по водородной экономике. Опережающие действия государственных структур по инновациям в ядерном производстве обусловлены пониманием, что ожидание «жареного петуха» может привести к чрезмерным экономическим нагрузкам на общество. В то же время опыт предыдущего пятидесятилетия атомной энергетики предостерегает и против неподготовленных революционных шагов в ее технологическом развитии.
Достаточно условно можно представить следующие этапы развития ядерных технологий в XXI веке.
Ближний (10-20 лет):