Тимур Жантикин, генеральный директор ТОО «Казахстанские атомные электростанции»: Казахстан переходит к зеленой экономике

На кафедре Теории и ядерной физики физико-технического факультета Казахского национального университета имени аль-Фараби состоялась лидерская лекция генерального директора ТОО «Казахстанские атомные электростанции» Тимура Мифтахулы Жантикина на тему «Перспективы строительства АЭС в Казахстане».

Спикера представила декан физико-технического факультета Нурзада Бейсен. Тимур Жантикин выпускник Новосибирского государственного университета, кандидат физико-математических наук, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники и с 2016 года является Генеральным директором «Казахстанских атомных электрических станций». Компания занимается деятельностью в области архитектуры для объектов атомной промышленности и атомной энергетики; исследованием и экспериментальными разработками в области мирного использования атомной энергии; обеспечением готовности электрической мощности к несению нагрузки, регулирование и резервирование электрической мощности; а также сбором опасных отходов и производством электроэнергии ядерными (атомными) электростанциями.

Строительство атомной электростанции сегодня является одной из актуальных тем повестки дня нашей страны. Как известно, глава государства поручил изучить, изучить, профессионально проработать эту сферу. В связи с неуклонным ростом темпов потребления электроэнергии сейчас начинает ощущаться дефицит энергии. В этой связи Президент отметил, что одним из эффективных решений данного вопроса является строительство атомной электростанции. В своей лекции перед преподавателями, студентами и магистрантами факультета ученый-атомщик Тимур Жантикин рассказал в целом об атомной энергетике и как ее превратить в электроэнергию.

          – Вы знаете, что сейчас идет переход к зеленой экономике. В этом направление есть цель ООН устойчивого развития, которую все страны приняли. Казахстан в первых рядах двинулся в сторону озеленения в самой экономике. В первую очередь это касается снижения выбросов парниковых газов в энергетике. Больше всего уделяется внимание на тепловые эффекты, это – выбросы на атмосферу, связанные с эксплуатацией энергоисточников. У нас в Казахстане практически 80% энергии используются на угольных станциях. С другой стороны Казахстан уже несколько лет добывает уран, но весь уран уходит на экспорт, покуда у нас почти нет потребления. Он уходит на мирные цели в атомную энергетику других стран. Имея урановую добычу, имея конечного этапа ядерного топливного цикла у нас работает крупнейший урановый завод, который в советское время производил до 80% всего ядерного топлива советских реакторов и стран соцлагеря. В то время достаточно много топливо выходило за рубеж.

В прошлом году на базе Ульбинского завода была запущена совместное предприятие по производству ядерного топлива. Там топливо производится по французской технологии для ядерных реакторов Китайской Народной Республики. Ядерное топливо – это высокотехнологический продукт, поэтому надо проходить сложную, по этапную сертификацию.

Обогащение урана является одним из ключевых шагов, только определенный вид урана работает в ядерных реакторах. В первую очередь делится изотоп 235 урана. В природе его очень мало – 0,7%. Атомы урана, как и атомы элементов, встречающиеся в природе разновидности, называются изотопами. Каждый изотоп имеет различное количество в своем ядре. Уран-235, изотоп, который составляет менее 1 процента всего природного урана, обеспечивает топливом для ядерных реакторов, в то время как уран-238, изотоп, который составляет 99 процентов природного урана, не имеет ядерного использования. Для того, чтобы реакторы работали уран 235 надо обогатить до 4,5 – 4,75%. Это на реакторах стандартное топливо. Отделение этого типа урана от более распространенного сорта требует большого инженерного мастерства, несмотря на то, что технологиям необходимым для этого, уже десятилетия. Задача состоит не в том, чтобы выяснить как отделить уран, а в том, чтобы построить и запустить оборудование, необходимое для выполнения этой задачи. Этот процесс на каждом шагу надо сертифицировать, потому что все зависит от качества самого вещества. Это очень сложный технологический процесс.

Первая атомная станция у нас работала еще в прошлом веке, 1954 году в городе Актау (тогда город Шевченко) был запущен реактор на быстрых нейтронах. Он назывался «Мангишлакский атомный энергокомбинат». Это технология сейчас только начинает развиваться. В 1998 году было принято решение его остановить. Потому что станция прошла проектный срок службы и дальнейшая эксплуатация была затруднительно. Поэтому мы начали проект вывода из эксплуатации этого реактора. Естественно, логично было бы построить замещающий подобный обьект, который бы давал энергию с использованием мирного атома. Такой проект был запущен, и в 1996 году подготовлен технико-экономическое обоснование по строительству Балхашской атомной электростанции на базе инновационных реакторов ВВЭР 640. Тогда проект из за нехватки денег был заморожен. Вторая попытка была в начале 2000-х годов, на месте выводившего из эксплуатации ВВЭР 250 было запланировано строительство двух блоков реакторов ВВЭР – 300.           Сейчас мы ведем третьи проект. Это – стандартные реакторы, имеющиеся на рынке третьего поколения. Мощность – 1000-1400 мватт на блок, с включением его в энергосистему Казахстана.

Чем отличается поколение ІІІ+ от предыдущих? Как и автомобили и самолеты реакторы тоже требуют модернизацию, наличие разных элементов, обеспечивающих безопасности эксплуатации. Они становятся дороже, но значительно безопаснее и совершеннее. При этом это еще и коммерческий продукт, поэтому предпринимаются разные меры, для того, чтобы улучшить экономические показатели самой атомной электростанции.

К I поколению относят ядерный реактор, разработанные в 1950-е и 1960-е годы, представляют собой видоизмененные и укрупненные ядерные реакторы военного назначения, предназначенные для движения подводных лодок. В настоящее время практически все остановлены.  К II поколению относят ВВЭР-1000 – самые распространенные ядерные реакторы в мире, их около 200. Большинство из эксплуатируемых в мире ядерные реакторы.   Ядерные реакторы III поколения называют «усовершенствованными ядерными реакторами». Большинство из них являются моделями, разработанными на базе ядерных реакторов II поколения с инновационными изменениями. Во всём мире, как правило, в настоящее время эксплуатируются ядерные реакторы II, III, III+ поколения, а ядерные реакторы I поколения, за редким исключением, не используются.   IV поколение ЯРпока представляет собой набор проектов в стадии исследования.

Реакторы имеют улучшенную систему безопасности, продолжительность работы 6о лет. Из этих проектов мы посмотрели те, которые есть на рынке, разослали приглашение ведущим компаниям мира для участия в нашем проекте. Откликнулись из пяти стран 6 компаний. Получены технико-коммерческие предложения от 6 вендоров из Китая, Кореи, России, США и Франции. Рассмотренные факторы:

• •        Землетрясения и геологические явления
• •        Гидрометеорологические условия
• •        Гидрологические условия
• •        Прогнозное водопотребление
• •        Влияние строительства АЭС на животный и растительный мир прилегающей территории
• •        Влияние эксплуатации АЭС на гидрографию района

Рассмотрены реакторы. Для сравнительного анализа и оценки ядерно-энергетических технологий совместно с французской компанией «Assystem» разработана система критериев на основе рекомендаций документов МАГАТЭ. В целом, изучено 13 проектов современных реакторов, предложенных зарубежными вендорами атомных технологий (поколений III и III+).

Следующий шаг – это выбор района размещения АЭС. Мы по этому поводу свое предложение сделали. Этот вопрос обсуждался в министерстве, на межведомственных комиссиях по развитию атомной сферы Казахстана. На этих инстанциях наше предложение одобрено, мы соответствующие документы подготовили. Строительство АЭС будет в Южном Казахстане, вблизи поселка Улкен. Ранее миссия МАГАТЭ подтвердила приемлемость данного района для строительства АЭС. Рассмотрены все подходы: рабочий поселок, пруд-охладитель, подстанция 110/10 кВ, опорные ПС 500/220 кВ, ЮКГРЭС – 2 км, Шу – 210 км, Жамбыл – 400 км, транзитный ВЛ 500 кВ Север – Юг. Кроме этого, проведены буро-взрывные работы, построена дробильная установка и бетонный узел, сооружена установка подготовки питьевой воды, расширена ж/д станция «Кайратколь» и тд. Мощность атомной энергостанции – 2,8 мватт. Срок ввода в эксплуатацию – 2032 год.

Развитие генерации в Казахстане до 2035 года

За период 2022-2035 гг., суммарные вводы включая развитие существующей генерации и новые вводы, составляют по сценариям:

«Зеленый без АЭС» ≈ 18,9 ГВт

«Зеленый с АЭС на Юге» ≈ 17,7 ГВт

«Зеленый с АЭС на Севере» ≈ 17,7 ГВт

Исходя из сложившихся балансов, дефицит базовой мощности по объединению Север-Юг составит:

к 2030 г. ≈ 1,8 ГВт

к 2035 г. ≈ 3,2 ГВт

к 2040 г. ≈ 4,1 ГВт

к 2050 г. ≈ 5,0 ГВт

Соответственно для покрытия дефицита базовой мощности необходимо строительство АЭС как минимум с двумя блоками мощностью от 1000 до 1400 МВт.

Сегодня во всем мире актуальны, как никогда вопросы благополучия, сохранения и преумножения здоровья людей. Эти задачи входят в стратегию устойчивого развития, которой придерживаются страны мира. КазНУ лидирует в международном рейтинге Times Higher Education University Impact Rankings-2023 по всем 17 Целям Устойчивого Развития (ЦУР). Большое количество научно-образовательных проектов ведущего университета страны реализуются в рамках ЦУР, затрагивая вопросы улучшения качества жизни, укрепления здоровья нации и сохранения экологии. 

В конце лекции слушатели получили подробные ответы на все интересующие их вопросы касательно ядерной энергетики.

Каиржан ТУРЕЖАНОВ