Доля атомной генерации в России к 2045 году вырастет до 25%

Госкорпорация «Росатом» выступила организатором и провела два круглых стола на площадке международного форума технологического развития «Технопром-2022». На сессии «Цели, ключевые задачи и текущие результаты в рамках реализации приоритетных направлений научно-технологического развития Росатома» на примере реализации комплексной программы развития атомной науки, техники и технологий (КП РТТН), программы водородной энергетики и федерального проекта Национального центра физики и математики (НЦФМ) участники обсудили масштаб, перспективы, пути реализации высокотехнологичных проектов, включая развитие отечественных технологий, подготовку кадров и возможности использования федеральных механизмов.

 

Диреĸтор по управлению ЖЦ ЯТЦ и АЭС госĸорпорации «Росатом» Владислав Корогодин представил участникам мировые тренды в области энергетики. «Мировое потребление электроэнергии растет опережающими темпами. При этом выработка электроэнергии последнего десятилетия обеспечивается за счет сжигания угля, нефти и газа – на углеводороды до сих пор приходится до 85% потребления. Вместе с тем задачи декарбонизации электроэнергетики и гарантированного энергообеспечения являются ключевыми в мировой повестке климатического регулирования и устойчивого развития. Мировой запрос на “зелёные” источники электроэнергии можно охарактеризовать тремя словами: чистые, недорогие, неограниченные. Современная атомная энергетика уже сейчас удовлетворяет существенной части этих требований, а с переходом к замкнутому ядерному топливному циклу будет полностью соответствовать, так как решатся ключевые вопросы: достаточность ресурсов, безотходность и абсолютная экологическая безопасность. Замкнутый цикл увеличит эффективность использования природного урана приблизительно в 150 раз, что сделает его основным энергоресурсом планеты с долей мировых запасов порядка 86%», – отметил руководитель.

 

Первый федеральный проект (ФП №1) нацелен на разработку технологий двухкомпонентной атомной энергетики с замкнутым ядерным топливным циклом. Для практической демонстрации энергетики на быстрых нейтронах с замкнутым топливным циклом Росатом строит в Северске первый в мире реактор четвертого поколения БРЕСТ-ОД300 с комплексами переработки и рефабрикации топлива (проект «Прорыв»). Весь энергокомплекс планируется ввести в промышленную эксплуатацию в 2030 году. Как отметил Владислав Корогодин, следующий этап эволюционного развития быстрых реакторов со свинцовым теплоносителем – это двухблочная АЭС с реакторами БРЕСТ-1200. Предварительно площадкой проекта рассматривается новая Южно-Уральская АЭС, ввод в эксплуатацию – после 2035 года. При этом до 2035 года на площадке Белоярской АЭС будет введен один энергоблок с быстрым реактором с натриевым теплоносителем БН-1200М. Это эволюционное развитие единственного действующего сейчас в мире быстрого реактора БН-800, работающего на уран-плутониевом топливе. Проект предусматривает оптимизированные проектно-конструкторские решения и топливный цикл, конкурентоспособный по стоимости электроэнергии с новыми реакторами ВВЭР. Параллельно разрабатывается инновационный блок ВВЭР средней мощности для сооружения головного образца на площадке Кольской АЭС. Он отличается повышенной маневренностью и возможностью работать в двухкомпонентной ядерной энергосистеме без потребления природного урана. Более дальняя перспектива – это уже энергоблок со сверхкритическими параметрами давления и переходом к быстрому спектру нейтронов.

 

В рамках пятого федерального проекта КП РТТН (ФП №5) ведется сооружение двух энергоблоков ВВЭР-ТОИ на Курской АЭС с вводом в эксплуатацию в 2025-2027 годах. Также Росатом разрабатывает атомные станции малой мощности, что особенно важно для изолированных энергосистем России. По словам Владислава Корогодина, в настоящее время определены площадки для строительства атомных станций с реакторами РИТМ-200 с электрической мощностью 55 МВт на один энергоблок. Разрабатываются технические проекты и выбираются площадки для размещения АЭС с малыми реакторами мощностью до 10 МВт «ШЕЛЬФ-М» и «ЕЛЕНА». «Ядерная энергетика – это вклад в экономический рост страны, а также развитие научного потенциала в смежных областях. Это касается и химии, и робототехники, и материаловедения, а также теплогидравлики, гидродинамики, строительных технологий и автоматизированных систем управления и моделирования. Для успешного инновационного развития нам крайне важны новые материалы, экспериментальная база, результаты фундаментальных исследований, а самое главное – квалифицированные кадры», – заключил он.

 

Руĸоводитель проеĸтного офиса по управлению УТС Частного учреждения «Науĸа и инновации» Андрей Аникеев рассказал о ходе реализации третьего федерального проекта КП РТТН (ФП №3). По его словам, проект включает широкий спектр научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по тематике управляемого термоядерного синтеза и плазменных технологий, а также создание, реконструкцию или техническое перевооружение шести объектов строительства: это комплекс дополнительного нагрева токамака Т-15МД и развитие стендовой базы для плазменных ракетных двигателей в Курчатовском институте, реконструкция термоядерного комплекса ТСП под будущий токамак с реакторными технологиями ТРТ, стендовой базы для нейтронного источника и плазменных ракетных двигателей в ГНЦ РФ ТРИНИТИ (входит в научный дивизион Росатома), техническое перевооружение опытного участка изготовления сверхпроводников ВНИИНМ. «Работа над федеральным проектом ведется по пяти основным направлениям. Самое главное из них предполагает достижение результатов мирового уровня в области устойчивого удержания высокотемпературной термоядерной плазмы в установках токамак на основе разработки и имплементации термоядерных технологий, обязательных для последующего создания термоядерного реактора на основе магнитного удержания высокотемпературной плазмы. В первую очередь, речь идёт о системах электромагнитного и корпускулярного нагрева плазмы с параметрами, превосходящими существующие зарубежные аналоги. Помимо этого, будет отработана инновационная технология литиевой защиты первой стенки реактора, которая позволит сделать качественный шаг для достижения реакторных режимов работы токамака. Второе – исследования и разработки для гибридных ядерных технологий, которые в ближайшем будущем позволят получать электроэнергию с использованием термоядерных нейтронов. Третье – разработка инновационных плазменных технологий, в том числе опытно-промышленных. Здесь и новые способы обработки материалов, и ракетные двигатели, и нейтронные источники, и многое другое. Цель этого направления продемонстрировать продуктивность термоядерной науки путём разработки и создания устройств и технологий, пригодных для освоения промышленностью на современном этапе. И последнее – это формирование нормативно-правовой базы для УТС и гибридных ядерных установок и подготовка кадров с нужной квалификацией», – поделился Андрей Аникеев.

 

О результатах и планах четвертого федерального проекта (ФП №4 КП РТТН), направленного на разработку новых материалов и технологий для перспективных энергетических систем, рассказал его научный руководитель, первый заместитель генерального директора АО «Наука и инновации» (управляющая компания научного дивизиона Росатома) Алексей Дуб. К 2024 году команда рассчитывает получить образцы одиннадцати новых материалов, которые при сохранении ресурсных показателей будут обладать более высокими прочностью, коррозионными и радиационными свойствами, а также шесть образцов новой техники. К 2030 году основные материалы будут аттестованы, их можно будет использовать в конструкторской документации энергетических систем. «Проект уникально сочетает разработки конкретных материалов с перспективами. Например, одним из направлений ФП №4 планируется запуск фабрики по синтезу сверхтяжёлых элементов и получение к 2030 году новых элементов периодической таблицы Менделеева – 119-го и 120-го. Если говорим о подходах к разработке материалов – мы поставили задачу практического использования возможностей цифрового материаловедения и методов ускоренных имитационных испытаний. Как способ более быстрого получения не просто материалов, а изделий из них – в фокусе также аддитивные технологии. Росатом занимается всем спектром технологий и оборудования: проволочными, порошковыми, композиционными и металлическими. Что самое важное – параллельно ведёт разработку всех цифровых продуктов для управления и контроля качества аддитивного производства: виртуального принтера и программно-аппаратной платформы для управления 3D-принтерами», – отметил Алексей Дуб.

 

Одно из масштабных направлений работ в рамках ФП №4 – жидкосолевой реактор. О нем рассказал главный ĸонструĸтор исследовательских и изотопных реаĸторов НИКИЭТ Игорь Третьяков. Эта новая установка станет опытной площадкой для отработки способа дожигания долгоживущих радиоактивных отходов. По его словам, в этом году завершится эскизное проектирование реактора. Первая очередь объекта будет введена в эксплуатацию в 2030 году на Горно-химическом комбинате в Красноярске. Участники отметили, что важнейшим свершившимся итогом реализации КП РТТН является сложившаяся и расширяющаяся кооперация участников – более 70 организаций Российской академии наук, университетского корпуса, НИЦ «Курчатовский институт», МСП.

 

После обсуждения КП РТТН участники перешли к другим приоритетным направлениям научно-технологического развития Госкорпорации «Росатом». В частности, вице-президент по водородной энергетиĸе «Русатом Оверсиз» Антон Москвин представил перспективные разработки Росатома в области водородной энергетики. В частности, флагманскую разработку Росатома – высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, запуск которого запланирован на начало 2030-х годов.

 

Среди других технологических решений он отметил созданные специалистами электролизёры, которые по маневренности, ресурсу и удельному потреблению электроэнергии не отличаются от зарубежных аналогов. Сейчас они проходят ресурсные испытания, в следующем году будут готовы к коммерческим поставкам на рынок. Также на следующий год запланировано создание нового поколения электролизёров – в 10 раз мощнее этой версии (50 куб/час). Их дальнейшее развитие позволит реализовывать проекты с общей мощностью порядка 1 000 куб/час.

 

Среди пилотных проектов он выделил производство водорода на острове Сахалин и на базе Кольской АЭС.

 

«Самый крупный пилотный проект – это производство водорода на острове Сахалин. У нас есть несколько потенциальных российских и зарубежных заказчиков. К 2030 году намерены производить на этом объекте 100 тыс. тонн водорода в год. Один из крупнейших проектов в будущем – производство водорода на базе Кольской АЭС. Первая пилотная фаза предусматривает сооружение стендового испытательного комплекса с применением наших электролизёров. Хорошее направление – колесный транспорт. Несколько регионов проявляют высокий интерес к применению водородного транспорта. Большие перспективы видим в металлургическом секторе, где водород может применяться для производства горячебрикетированного железа. Кроме того, продолжаем совместно с РЖД и ТМХ проработку проекта применения водорода на поездах на о. Сахалин», – рассказал Антон Москвин.

 

Участники сессии сошлись во мнении, что реализация всех этих масштабных проектов невозможна без квалифицированных кадров. Поэтому развитие существующих научно-образовательных центров и участие в реализации новых инициатив – один из приоритетов атомной отрасли. Яркий пример – Национальный центр физики и математики (НЦФМ). Специальный представитель Госĸорпорации «Росатом» по НЦФМ Алексей Васильев отметил роль нового центра в Сарове для обеспечения научно-технологического прорыва в масштабе всей страны. «НЦФМ должен создать новую возможность для проведения фундаментальных исследований мирового уровня. Наша научная программа до 2030 года нацелена на создание системы получения научных знаний, завоевание передовых позиций в приоритетных областях физики и математики, подготовку ученых высшей квалификации и укрепление кадрового потенциала атомной отрасли. Сейчас идет проектирование первых объектов. К 2025 году создадим основу научного кампуса – будут построены 10-12 новых зданий для образовательной и научной деятельности, инфраструктура «мидисайнс», включая лаборатории астрофизики и сверхсильных магнитных полей. На следующем этапе – с 2026 по 2030 годы – развитие инфраструктуры центра продолжится, а число обучающихся студентов и аспирантов к 2030 году вырастет до одной тыс. человек», – поделился Алексей Васильев.

 

Тему научно-технологического развития России продолжили на второй сессии Госкорпорации «Росатом». В ней приняли участие заместитель диреĸтора департамента развития технологичесĸого предпринимательства и трансфера технологий Министерства науки и высшего образования РФ Аркадий Тихонов, заместитель диреĸтора департамента металлургии и материалов Министерства промышленности и торговли РФ Иван Марков, диреĸтор по технологичесĸому развитию Росатома Андрей Шевченко, генеральный директор «РусАт» Илья Кавелашвили, научный руководитель приоритетного направления «Материалы и технологии» Госкорпорации «Росатом»  Алексей Дуб и другие. Модератором круглого стола выступил генеральный директор АНО «Фонд поддержки проектов Национальной технологической инициативы» Вадим Медведев.

 

Участники обсудили подписанное ранее между Росатомом и правительством РФ соглашение о намерениях в целях развития в России высокотехнологичной области «Технологии новых материалов и веществ», а также разработанные дорожные карты по реализации комплексных научно-технических программ полного инновационного цикла с целью обеспечение потребности промышленности в материалах и изделиях на основе отечественных разработок и договорились об изменении формата этих дорожных карт.