Правда, для этого инвестиции в производство ММР нужно будет увеличить в пять раз – до $25 млрд – к 2030 г., а потом еще в 26 раз – до $650 млрд – к 2050 г. Поэтому в МЭА говорят о критической важности решения задачи по повышению экономичности и рентабельности ММР: «Успех технологии и скорость ее внедрения будут зависеть от способности отрасли снизить затраты к 2040 году до уровня, аналогичного затратам на крупномасштабные гидроэнергетические и морские ветровые проекты»[170].
Понятно, что у реакторов малой мощности есть свои безусловные плюсы. ММР могут использоваться для энергообеспечения промышленных потребителей и населенных пунктов, расположенных в труднодоступных районах, применяться для производства водорода и опреснения морской воды.
Большие надежды возлагаются на интерес к ММР со стороны цифровых гигантов, нуждающихся в стабильных и при этом экологически чистых источниках энергии для центров обработки данных и нейросетей.
В 2022 г. на ЦОДы приходилось 2% мирового потребления электроэнергии. По прогнозам МЭА, уже к 2026 г. этот показатель удвоится к 2026 г. В абсолютных величинах – это 460 и 1000 ТВт·ч, что составляет более трети от электроэнергии, вырабатываемой всеми АЭС мира.
При этом только китайские ЦОДы будут потреблять 400 ТВт·ч к 2030 г. А в Ирландии только в 2022 г. на размещенные там ЦОДы ведущих ИТ-компаний мира пришлось 17% от энергопотребления. Или 5,3 ТВт·ч в абсолютных величинах.
В целом же энергопотребление Amazon, Microsoft, Google и Meta[171] уже в 2021 г. достигло 72 ТВт·ч, вдвое превысив результат 2017 г.
Неудивительно, что Google и Microsoft рассматривают атомную энергетику в числе других низкоуглеродных генераций, которые могут удовлетворить потребности их растущего бизнеса. При этом Microsoft выступает за ускорение разработки новых энергетических технологий, создание программ для их тестирования и введение унифицированных правил для их безопасного использования. Предлагается также использовать цифровые технологии и ИИ для управления энергосистемами.
Однако пока не очевидно: смогут ли ММР эффективно функционировать при масштабировании данной технологии. Комиссия по международной торговле США (United States International Trade Commission, USITC) указывает на необходимость адаптации нормативно-правовой базы с учетом специфики ММР и в целях соблюдения стандартов безопасности[172]. При этом выявленные USITC нормативные пробелы в процессе утверждения технологии ММР могут затруднить их широкое внедрение. Тем более что в общественном мнении разных стран по-прежнему сохраняется настороженность в отношении ядерной энергетики. И в этом плане широкое внедрение ММР, не требующих столь же длительных сроков сборки и монтажа, как обычные реакторы, рискует спровоцировать нежелательные социально-политические процессы. Особенно на фоне вышеупомянутых проблем с нормативной базой.
Поэтому эксперты USITC не ожидают сколько-нибудь ощутимого масштабирования ММР до 2030 г. По данным МАГАТЭ, по состоянию на начало 2022 г. как минимум 20 государств активно работали над собственными технологиями ММР с горизонтом развертывания к 2035 г.[173]
В то же время МАГАТЭ ожидает сохранения высокого спроса на реакторы большой мощности, составлявшие основу ядерной энергетики в XX в.[174] В XXI в., по крайней мере в первой его половине, основную часть вводимых в строй ядерных установок тоже будут составлять ВВЭР новых поколений мощностью 1,0–1,7 ГВт.
Это проверенная технология, позволяющая обеспечивать стабильные поставки электроэнергии промышленности и домохозяйствам.
Неслучайно Китай при наличии уже 55 реакторов планирует к 2060 г. увеличить свои атомно-энергетические мощности в восемь раз, до 400 ГВт, в основном именно за счет зарекомендовавших себя установок.
А Польша, которая собирается к середине 2030-х построить первые АЭС, делает ставку на энергоблоки мощностью 6–9 ГВт.
Если исходить из оптимистичного сценария МАГАТЭ с доведением к 2050 г. суммарной мощности всех ядерных установок в мире до 890 ГВт, то ежегодно необходимо вводить в эксплуатацию не менее 20 ГВт. Даже при кратном увеличении производства ММР на их долю от силы придется десятая часть необходимых объемов.
2. Технологии будущего
По технологическим характеристикам, уровню безопасности, эффективности и экономичности ядерные реакторы подразделяются на четыре поколения. В разработке этой классификации участвовали эксперты МАГАТЭ, NEA и Форума по ядерным технологиям IV поколения (GIF), а также крупнейших атомно-энергетических корпораций, включая «Росатом».
Таблица 4
Поколения ядерных реакторов
В 2002 г. в рамках Форума по ядерным технологиям IV поколения (GIF) были выбраны шесть инновационных ядерных систем, которые рассматривались как наиболее перспективные для будущего развития. Отметим, что под термином «система» понимается как сам реактор, так и обслуживающая его технология переработки ядерного топлива.
Среди наиболее перспективных атомных систем будущего следует выделить:
● SFR – РБН с натриевым теплоносителем и замкнутым ядерным циклом, обеспечивающим эффективное обращение с актинидами и воспроизводство делящегося материала. К этому типу можно отнести:
■ БН–800 (Россия), работает на Белоярской АЭС, используется для отработки технологий замкнутого топливного цикла;
■ PFBR (Индия), планируется ввод в эксплуатацию на площадке Кальпаккам;
■ TerraPower Natrium (США), проектируется при поддержке правительства.
● LFR – РБН со свинцовым или свинцово-висмутовым жидкометаллическим теплоносителем и замкнутым ядерным циклом. К этому типу можно отнести:
■ БРЕСТ-ОД–300 (Россия), строится в Северске, планируемый запуск – конец 2020-х гг.
● GFR – РБН с гелиевым теплоносителем и замкнутым ядерным циклом.
● VHTR – высокотемпературный реактор с графитовым замедлителем, гелиевым теплоносителем и открытым урановым топливным циклом. К этому типу можно отнести:
■ HTR-PM (Китай) – первая пара модульных реакторов уже введена в эксплуатацию в 2021 г.;
■ SCWR – высокотемпературный реактор с водным теплоносителем под высоким давлением, работающий выше термодинамической критической точки воды;
■ MSR – генерирует энергию за счет реакции деления при надтепловом спектре, с циркуляцией теплоносителя и топлива в виде смеси расплавленных солей и полным выжиганием актинидов.
В дополнение к разработкам, ведущимся под эгидой GIF, следует упомянуть Международный проект по инновационным ядерным реакторам и топливным циклам (ИНПРО), запущенный МАГАТЭ в 2000 г. и реализуемый в горизонте планирования до 2050 г. В отличие от GIF, задачей которого является прежде всего объединение усилий разработчиков, ИНПРО ориентируется на запросы потребителей инновационных систем.
При обсуждении атомно-энергетических технологий будущего нельзя не упомянуть термоядерный синтез. В ходе этого процесса выделяется кратно больше энергии, чем при делении атомных ядер. Это дает все основания называть термоядерную энергетическую установку искусственным солнцем.
В настоящее время разрабатываются два типа установок.
В токамаках (тороидальная камера с магнитными катушками) управляемость термоядерного синтеза достигается с помощью электрического тока, пропускаемого через плазму и создающего замкнутое магнитное поле.
В стеллараторах плазма