Малі реактори: майбутнє чи дорога ілюзія?

Після російських атак на енергосистему Україна шукає способи швидко відновити генерацію, тому кожна нова ідея, особливо інноваційна, відразу викликає ажіотаж. Цього разу у фокусі уваги – малі модульні реактори (ММР), які їх прихильники називають рятівною технологією для енергетичної системи.

Недавно у Верховній Раді презентували законопроєкт, що закладає правові основи для розгортання малих модульних реакторів в Україні. Чим вони стануть: відповіддю на виклики чи лише черговим дорогим експериментом для українців?

Що таке малі модульні реактори

Малі модульні реактори (small modular reactors, SMR) – це відносно невеликі ядерні установки потужністю до 300-400 МВт. Вони в кілька разів менші за звичайні енергоблоки АЕС і складаються з окремих модулів, які теоретично можна виготовляти на заводі та швидко монтувати на майданчику.

Технологія передбачає використання того самого ядерного палива, що і в традиційних реакторах, але в компактнішому форматі та з різними системами охолодження. Прихильники вважають, що модульність спростить будівництво, зменшить витрати і зробить енергосистему гнучкішою.

Що пропонує законопроєкт

Проєкт знімає держмонополію на комерційні атомні установки малої потужності, спрощує процедури їх будівництва і дозволяє приватним компаніям володіти ядерним паливом для цих реакторів. Держава збереже контроль над відходами.

Ініціатори документа посилаються на потребу відновити енергосистему після війни і замінити застарілі та зруйновані вугільні ТЕС "технологіями майбутнього".

ММР дійсно подають як новітню проривну ядерну технологію і пов'язують з нею великі сподівання. Деякі посадовці та експерти впевнено заявляють, що малі реактори здатні врятувати енергетику. Приміром, звучать твердження, що ММР допоможуть відбудувати не лише енергетику, а й усю економіку країни.

Однак у цій хвилі захоплених оцінок майже не чути критичного аналізу. Складно знайти виважену позицію, адже медіапростір заповнений гучними епітетами без обговорення потенційних ризиків та викликів. Така однобокість небезпечна: коли перспективи подаються лише в рожевих тонах, важливі рішення ризикують ухвалюватися радше з популістичних мотивів, ніж на основі холодного розрахунку.

Варто поглянути на ММР тверезо і зважити їх реальні перспективи та ризики, перш ніж ухвалювати доленосні для енергетики рішення.

Урок з Америки: від NuScale до NuFail

Найбільш показовою історією про обіцянки і реальність ММР став проєкт американської компанії NuScale Power. Її розробка вважалася флагманом серед малих реакторів, а Україна навіть уклала з NuScale меморандум про будівництво ММР. Утім, перший проєкт "міні-АЕС" NuScale у США закінчився провалом.

Планувалося побудувати шість малих реакторів сумарною потужністю 462 МВт у штаті Юта, але в листопаді 2023 року цей проєкт скасували через стрімке зростання вартості. Замість обіцяних 58 дол. за мегават-годину електроенергії собівартість підскочила до 89 дол. – на 53% більше за початкові розрахунки.

Будівництво станції подорожчало з 5,3 млрд дол. до 9,3 млрд дол., тобто на 75%. Учасники проєкту втратили впевненість, що знайдуть споживачів, готових платити майже вдвічі дорожче за електрику, і визнали проєкт економічно недоцільним.

Це справжній удар по ядерних амбіціях США і водночас попередження для всіх, хто захоплюється ММР. Не випадково дотепники охрестили NuScale, компанію, що обіцяла революцію в атомній енергетиці, NuFail (з англійської fail – невдача). Чому провалилася така, здавалося б, перспективна "технологія майбутнього"?

По-перше, зіграли роль чинники, притаманні всій атомній галузі: перевищення кошторису, подорожчання матеріалів, затримки і складність проєктування. Є й проблеми, специфічні для ММР. NuScale рекламувала свої реактори як дешевші завдяки модульності, проте реальність показала протилежне.

Вартість електроенергії зрівнялася з показниками найдорожчих великих АЕС – як скандально відомий проєкт двох блоків Vogtle у США, який не завершили через значні перевитрати. ММРи втратили одну з головних заявлених переваг: економію.

По-друге, інвестори та майбутні споживачі занепокоєні ризиками. Навіть у стабільних Сполучених Штатах перший проєкт не зміг гарантувати, що наступні розрахунки не зростуть ще більше. Реактор NuScale досі не пройшов усі етапи ліцензування і не побудований, тож попереду могли бути нові ускладнення.

Приклад будівництва великих АЕС підказує, що здорожчання та затримки майже неминучі. У результаті міста-учасники виходили з проєкту, не бажаючи ризикувати бюджетами. Враховуючи це фіаско, варто задуматися, чи не занадто оптимістичні оцінки ми чуємо щодо швидкого й успішного впровадження таких реакторів?

Дешево і швидко тільки на папері

Попри гучний піар, ММРи стикаються з комплексом проблем. Так, згідно з оцінкою Німецького інституту економічних досліджень (DIW Berlin), будівництво ММР коштує 6 312 дол. за кВт потужності, що робить їх надзвичайно витратними порівняно з іншими джерелами енергії. Це значно дорожче, ніж еквівалентні потужності вітрових чи сонячних станцій, навіть з урахуванням накопичувачів.

У поясненні до проєкту вказані орієнтовні капіталовкладення для ММР: 6-12 тис. дол. за кВт. Тобто навіть за найкращого сценарію електрика з ММРів коштуватиме дуже дорого. Виникає питання: чи конкуруватиме така генерація без дотацій?

Проєкт NuScale у США розраховував отримати понад 4 млрд дол. прямих субсидій і податкових пільг, але його не врятувало навіть це. Чи зможе бюджет України підтримувати такі експерименти за умови обмеженості ресурсів?

Також прихильники ММР говорять про швидкість будівництва модульних реакторів, але забувають про реалії ліцензування та запуску. Наразі у світі не працює жоден комерційний ММР. Усі проєкти малих модульних реакторів перебувають на стадії експериментів, демонстраційних установок або проєктування.

Найближчий до втілення дизайн (NuScale) в оптимістичному сценарії міг би почати будуватися не раніше 2029-2030 років, але тепер зведення відклали на невизначений термін. Інші проєкти, як-от канадський BWRX-300, британський Rolls-Royce SMR чи реактор Holtec, теж не будуть готові раніше кінця десятиліття.

Тобто навіть якщо Україна зараз ухвалить усі закони і знайде інвесторів, електроенергію від ММР вона отримає в кращому разі через вісім-десять років. Це може розтягнутися на десятиліття або взагалі залишитися на папері.

Для країни, що страждає від дефіциту потужностей та відключень, ставка на таку далеку перспективу виглядає вкрай сумнівно. Є серйозний ризик витратити час, гроші та людські ресурси на проєкт, який урешті не запрацює, тоді як ці ресурси можна скерувати на швидші та значно дешевші рішення.

Малі реактори – великі ризики

Інші гучні епітети щодо ММР стосуються безпеки. Мовляв, менші розміри і нові системи захисту мінімізують шанси катастрофи. Проте дані не такі оптимістичні. Ризик аварії нікуди не зникає: за історію атомної енергетики вже був випадок серйозної аварії на малому реакторі: у 1966 році в США на реакторі "Фермі-1".

Так, за пів століття технології удосконалилися, проте цілковито усунути людський фактор і технічні збої неможливо. Приклад – аварія у Фукусімі у 2011 році.

Уявімо, що якась модель малого реактора буде масово впроваджена, а згодом виявиться прихований дефект конструкції. В автомобілях чи літаках виробники оголошують відкликання продукції, але як відкликати десятки встановлених ядерних реакторів? На це питання наразі немає відповіді.

Слід згадати і про радіаційні загрози. Попри заяви про чистоту ММР, вони так само генерують відпрацьоване ядерне паливо та радіоактивні відходи, як і традиційні реактори. Надійного рішення для їх довгострокової утилізації досі немає.

Чомусь усі ніби забувають, з яким сусідом нам доводиться мати справу. Будь-який ядерний об'єкт стає потенційною ціллю або заручником військових дій.

Це показала ситуація на Запорізькій АЕС. При пошкодженні чи відключенні систем охолодження будь-який реактор може перетворитися на джерело радіаційної небезпеки. Якщо ТЕС обстрілом можна вивести з ладу без глобальних наслідків, то удар по ядерному реактору загрожує техногенною катастрофою.

Малі реактори, хоч і меншої потужності, все одно містять значну кількість радіоактивного матеріалу. Зважаючи на це, впроваджувати нові ядерні установки в країні, що протистоїть агресору, передчасно. Особливо коли існують відновлювані джерела енергії, які в разі диверсій не становлять масштабної загрози.

Не менш відірваною від реальності видається пропозиція долучити до атомної енергетики приватні компанії як інвесторів і власників майбутніх ММР. Чи готові наші інституції до нагляду за приватним сектором у такій чутливій сфері?

Хто відповідатиме в разі аварії: власник чи експлуатант? Яким буде страхове покриття збитків, якщо станеться найгірше? Якою буде модель розподілу відповідальності між оператором та власником? Якими будуть фінансові гарантії?

Не можна допустити ситуації, коли прибутки йтимуть приватним компаніям, а ризики і збитки залишаться державі та суспільству. У світі майже нема прецедентів приватного будівництва атомних станцій, тим паче малих та експериментальних, тож Україні доведеться рухатися значною мірою непевним шляхом.

Україні потрібна енергія зараз

Світовий досвід і здоровий глузд підказують: малі модульні реактори – не панацея для української енергетики, особливо в осяжному майбутньому.

Ця технологія виглядає привабливо на папері: гнучкі модульні блоки, можливість розміщувати на місці старих ТЕС. Україна як партнер США в проєкті Phoenix уже вивчає майданчики для пілотного впровадження ММР. Держава розраховує на допомогу союзників у цьому напрямі. Однак не можна дозволити, щоб ентузіазм з приводу "технології майбутнього" затьмарив нам реальність сьогодення.

Україна має нагальну потребу в нарощуванні генерації, яка працюватиме уже в найближчі роки, а не через десятиліття. Потрібні рішення, які дадуть ефект швидко, за прийнятні кошти і без зайвих ризиків. Такі рішення є: відновлювані джерела енергії, енергоефективність та сучасні технології накопичення енергії.

За останнє десятиліття сонячні та вітрові електростанції стали кратно дешевшими за атомні і продовжують дешевшати. Вони децентралізовані, тобто розподілені по території, тому в разі ударів по одній ділянці інші залишаються неушкодженими, що підвищує стійкість системи. Відновлювана енергія не потребує імпортного палива і не створює небезпечних відходів. Будувати такі станції можна за місяці.

Перш ніж захоплено говорити про ММР як про рятівну технологію, слід визнати: це дорого та складно і це існує тільки в далекій перспективі. В умовах післявоєнної відбудови кожна гривня та кожен рік – на вагу золота, тож пріоритет варто віддавати рішенням, які принесуть користь напевно і незабаром.

Енергобезпека України має залежати не від примарних обіцянок, а від тверезого розрахунку і вибору на користь безпечних, надійних, сталих технологій.