Журнал «Эковестник», №1 • 2020 г. Читать весь номер онлайн

Энергия для Арктики

Олеся Пенкина

06.03.2020

По прогнозам экспертов, к 2035 году Россия будет добывать на своем арктическом шельфе до 30 миллионов тонн нефти и 130 миллиардов кубов газа в год.

Разработка и обустройство месторождений в арктических условиях требует колоссальных затрат. Главная проблема здесь: как обеспечить арктические нефтегазовые промыслы электроэнергией?

Эксперты сходятся во мнении: без использования ядерных энерготехнологий дальнейшее освоение Арктического региона невозможно. Но насколько совместимы высокие технологии и хрупкая природа Арктики? Об этом рассказывает заместитель директора Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ доктор физико-математических наук Георгий Тихомиров.

— В условиях арктического шельфа главное требование к энергетическим установкам — повышенная надежность и минимальное воздействие на окружающую среду, — отмечает он. — Особенность Арктики заключается в удаленности территории от цивилизации, то есть дорог, линий электропередачи. Например, удаленность некоторых территорий от берега составляет порой несколько сотен километров. Плюс постоянный ледовый покров. Все это осложняет или совсем исключает передачу электроэнергии, например, по подводному кабелю. Поэтому главная проблема энергоснабжения арктических территорий — необходимость доставки топлива и размещения в локальных местах каких-то энергоисточников.

— То есть к энергетическим установкам в условиях Арктики предъявляются особые требования? Это должны быть некие специально разработанные для Арктики энергоисточники?

— С точки зрения получения энергии это могут быть абсолютно любые энергоисточники, уже разработанные и действующие. Но надо учитывать баланс: насколько затраты на получение энергии сопоставимы с отдачей? Например, в Арктике можно использовать дизель-генераторы. Для них необходимо доставлять различные виды топлива, лучше всего здесь подходит мазут, поскольку он наиболее калорийный при наименьшем количестве объема и массы. Можно пытаться завозить в Арктику уголь, газ, но это топливо необходимо уже в более масштабных объемах, плюс возникает необходимость определенной инфраструктуры. Если говорить об объемах топлива, необходимых для работы дизель-генераторов, оказывается, они очень существенны, и это большая проблема. Еще одна проблема: какими должны быть средства доставки топлива в Арктику? Как правило, топливо для дизелей доставляют в бочках объемом по 200 литров и более либо морским транспортом, либо вертолетами. Создается проблема: где хранить или как вывозить пустые бочки из труднодоступных мест? Кроме того, при использовании мазута надо обязательно учитывать его неизбежные проливы. Поэтому использование традиционных и привычных нам источников энергии возможно, но создает большие экономические и экологические трудности.

— Рассматривают ли эксперты возможность использования возобновляемых источников энергии в Арктике?

— Если говорить о таких альтернативных источниках энергии, как ветер, солнце, то мы сталкиваемся с большой проблемой климатических и геофизических условий Арктики. Продолжительность суток там очень специфичная: полгода день, полгода ночь. И интенсивность солнечного света заметно ниже, чем в других регионах, где технология солнечной энергетики активно развивается.

Что касается ветряных технологий, здесь появляются другие проблемы, связанные с низкими температурами, большими перепадами температур, сильными порывами ветра. Все эти климатические особенности предъявляют к ветроэлектростанциям повышенные требования надежности, необходимость разработки специальных морозоустойчивых материалов для их изготовления, что приведет к значительному удорожанию ветроэнергии и в конечном итоге к экономической нецелесообразности.

Поэтому именно атомное энергообеспечение можно рассматривать как базовое для освоения Арктики.

— В чем преимущество ядерных энерготехнологий применительно к Арктике?

— При теоретическом рассмотрении ядерные энерготехнологии дают очень много плюсов, прежде всего это компактное расположение, необходимость транспортировки небольшого количества топлива — если сравнивать с дизельными источниками, объемы меньше в десятки тысяч раз. Мой любимый пример: для того чтобы работала большая электростанция, нужно два состава угля в день для ТЭС, а для АЭС такой же мощности нужен один состав в год. Для компактных маленьких ядерных установок можно доставлять топливо один раз в год или даже один раз в несколько лет. Поэтому проекты по разработке компактных ядерных источников энергии для Арктики существуют сегодня в разных странах, владеющих соответствующими технологиями. Но надо помнить, что Арктика — большая территория: есть совсем неосвоенные дикие места, а есть районы, в которых уже создана или создается нужная инфраструктура.

— Есть ли примеры освоения арктических территорий с помощью атомной энергии?

— В качестве примера могу привести Билибинскую АЭС — это самая северная в мире атомная электростанция. Она находится на Чукотке, дает энергию небольшому городу Билибино, где живут старатели, золотодобытчики, геологи — как раз те люди, которые и занимаются освоением арктической территории. Причем эта АЭС входит в местную электросеть, которая включает в себя небольшую тепловую электростанцию и гидростанцию. Этот район был освоен еще в советское время и является ярким примером освоения территории на базе ядерного энергоисточника. Сейчас Билибинская АЭС уже практически выработала свой ресурс, стоит вопрос о ее выводе из эксплуатации и, соответственно, о замещении ее мощностей. Для этого был разработан проект «Академик Ломоносов» — первая в мире плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) с двумя атомными реакторами ледокольного типа. Данный проект, на мой взгляд, призван показать перспективы использования малой атомной энергетики в Арктике.

Кстати, в декабре 2019 года в городе Певеке на Чукотке плавучая атомная теплоэлектростанция выдала первую электроэнергию в изолированную сеть Чаун-Билибинского узла Чукотского автономного округа и символично зажгла городскую елку.

Россия — единственная страна в мире, где есть атомный ледокольный флот. Мы владеем технологиями гражданских атомных энергоисточников для транспортных средств. То есть в целом в России накоплен огромный опыт применения атомной энергии в Арктике.

— В чем уникальность проекта «Академик Ломоносов»?

— Он уникален по всем параметрам. Во-первых, эта АЭС будет вырабатывать не только энергию, но и тепло. Во-вторых, она может работать непрерывно несколько лет (десять лет) без перезагрузки топлива. Для того чтобы перезагрузить топливо, станцию нужно будет транспортировать в определенное место, а в это время другая станция устанавливается на закрепленных опорах и дает энергию. Если этот опыт окажется удачным, то установки такого рода можно будет размещать в тех местах, где рядом с побережьем есть освоенные территории, имеется возможность построить хорошие причалы, и, конечно там, где нужна энергия. ПАТЭС «Академик Ломоносов» транспортируется морским путем и устанавливается на специальные опоры у причала, чтобы компенсировать вертикальное движение при приливах и отливах.

Проекты малых электрических реакторов для автономных целей есть не только в России. Уникальность российской ПАТЭС в том, что это реализованный «в железе» проект АЭС малой мощности, а не зафиксированный на бумаге, как в других странах. Кроме того, реализован проект жизнеобеспечения этой установки: комплекс береговых сооружений, обученный персонал, который будет там работать и жить в комфортных условиях. Также разработаны все элементы инфраструктуры, включая физическую защиту и защиту от возможных землетрясений и морских штормов. Это все реализовано и успешно действует. Следующий шаг — получить опыт эксплуатации новой установки в условиях Арктики.

Вообще АЭС малой мощности (речь идет о мощностях мегаваттного класса) очень перспективны не только для условий Арктики, их главный плюс — наличие непрерывного источника энергии. Кроме того, уменьшение мощности атомной энергоустановки увеличивает ее безопасность.

Сейчас в нескольких странах ведутся разработки проектов малых энергетических установок на различных принципах — на основе ядерного деления. Я надеюсь, что в ближайшее время какие-то проекты начнут реализовываться, и тогда можно будет говорить о перспективах масштабного применения таких источников энергии в труднодоступных районах — не только арктических, а, например, горных, пустынных, степных. Энергия нужна там, где есть перспективы развития территорий, добычи полезных ископаемых и так далее. В этом случае ядерная энергия имеет большие плюсы.

— Можно ли назвать атомную энергию самой экологичной именно для Арктики?

— Конечно! Если говорить о базовой работе ядерной установки, то она делает только тепловой выброс, то есть сбрасывает в окружающую среду тепло и больше ничего — никаких выбросов углекислого газа, загрязнений вокруг себя с точки зрения продуктов жизнедеятельности. Это самый экологический способ по сравнению, например, с дизель-генераторами, которые неизбежно подразумевают обязательные выбросы СО2. А самое неприятное, как мы уже говорили, это разливы жидкого топлива, которые невозвратно убивают хрупкую экологию Арктики. Известно, что любая пленка нефти на поверхности воды требует многолетней переработки. И если в теплом океане пусть за длительное время, но ее все-таки могут переработать микроорганизмы, то в Арктике в связи с особенностями климата эти процессы будут медленнее в несколько раз, и хрупкая арктическая жизнь может просто погибнуть.

Кроме того, ядерные установки требуют минимального обслуживания, вплоть до полной автономности. Не нужны кабели, трубы, множество рабочих.

Поэтому, на мой взгляд, на сегодняшний день атомная энергетика — самый надежный и экологичный вариант для освоения Арктики из существующих энерготехнологий.