Репроцессинг в Китае: Длительный и рискованный путь

С 1983 года закрытый топливный цикл был официальным элементом китайской политики по ядерной энергетике. Согласно мнению защитников этой теории, репроцессинг плутония и реакторы-размножители приведут к полной утилизации урановых запасов Китая, значительно уменьшат объемы радиоактивных отходов, которые необходимо было бы хранить в подземных хранилищах, а также установят способ для избавления от отработанного топлива, скапливающегося в бассейнах китайских реакторов. Но попытки Пекина разработать коммерчески рентабельные репроцессинговые предприятия и реакторы-размножители постоянно сопровождались техническими сложностями, серьезными задержками и превышением заявленной стоимости. В настоящий момент, – особенно принимая во внимание обильные урановые запасы Китая и свободный доступ к дополнительным запасам в других странах, кажется, что репроцессинг и реакторы на быстрых нейтронах являются достаточно сомнительным направлением для развития китайского энергетического сектора.

Далеко от выполнения плана. В 1986 году Государственный совет Китая одобрил строительство экспериментального гражданского репроцессингового завода на ядерном комплексе Цзюцюань в провинции Гансу. Строительство завода с проектной производительностью 50 метрических тонн тяжелого металла в год началось в 1998 году и закончилось в 2005. Но в процесс строительства постоянно вмешивались трудности, отсрочки и превышение проектных затрат. Наконец В 2010 году прошли испытания на реальном топливе – через 24 года после утверждения проекта. И даже после этого, в первые 10 дней работы и отделения менее 14 килограммов плутония, были обнаружены новые проблемы. На конец февраля 2015 года репроцессинг так и не был возобновлен. Существуют признаки, что, по возобновлении работы, ежегодный объем репроцессинга завода будет намного меньше первоначально запланированных 50 метрических тонн.

Отдельно от этого процесса, с 2007 года Национальная китайская ядерная Корпорация (CNNC) Ведет переговоры с французской Компанией «Арева» по поводу покупки промышленного завода репроцессинга, способного производить 800 тонн тяжелого металла в год. Был подписан ряд соглашений, но камнем преткновения стал вопрос цены. К тому же китайские эксперты не сходятся во мнениях по поводу того, нужно ли Китаю вообще импортировать репроцессиноговый завод промышленного типа. Некоторым хотелось бы ускорить этот контракт, в то время как другие полагают, что Китаю следует отдавать предпочтение внутренним технологиям для того, чтобы оставаться независимым. Действительно, еще во время переговоров с «Аревой», CNNCначала проектировать демонстрационный репроцессинговый завод среднего размера, используя в качестве базы экспериментальную станцию. Предложение не было одобрено правительством, но в любом случае будущее контракта с «Аревой» остается неясным.

Параллельно с разработкой пилотного репроцесингового завода, Китай работает над созданием коммерчески рентабельных реакторов-размножителей. Согласно плану, действовавшему до 2013 года, развитие реакторов-размножителей должно быть трехступенчатым процессом. Первая стадия должна была завершить проект, известный как «Экспериментальный китайский реактор на быстрых нейтронах». Вторая стадия подразумевает постройку к 2020 году нескольких демонстрационных ректоров на быстрый нейтронах. И, наконец, коммерчески рентабельные реакторы на быстрых нейтронах должны быть введены в эксплуатацию около 2030 года. Выполнение планов всегда отставало от графика.

Экспериментальный китайский реактор на быстрых нейтронах является реактором с натриевым охлаждением и использованием технологий, разработанных для российского реактора БН-600. Этот проект, с запланированной мощностью 20 мегаватт, был утвержден в 1995 году. Строительство началось в 2000 году. Так же как и в случае с пилотным репроцессинговым заводом, в ходе строительства экспериментального реактора на быстрый нейтронах возникло множество трудностей. Предварительные сметы капитальных затрат были дважды изменены, при этом каждая следующая смета удваивала предыдущую стоимость. Реактор вышел на критическую мощность в июле 2010 года и к июлю 2011 года 40% его полной мощности было подключено к электросистеме. Однако за оставшийся период 2011 года реактор работал только 26 часов и произвел эквивалент одного целого киловатт-часа. И только в декабре 2014 года удалось вывести реактор на полную мощность, на которой он работал 72 часа. Таким образом, от утверждения проекта до работы на полную мощность прошло 19 лет.

Что касается второй стадии плана, предшествующей 2013 году, в 2009 году CNNCподписала соглашение с российским Росатомом на совместное строительство в Китае двух копий российского реактора на быстрых нейтронах БН-800. Но до сих пор Пекин официально не утвердил этот проект. Так же как и в случае с французским репроцессинговым заводом, китайские эксперты жаловались, что Россия требует слишком высокую цену. Неясно, когда проект состоится – если состоится вообще. Вместо этого, в 2013 году CNNCначала концентрироваться на разработке своего собственного 600-мегаваттного китайского реактора на быстрый нейтронах (CFR-600). Начало строительства планируется в 2017 году, ввод в эксплуатацию – в 2023, – но опять же, проект еще не одобрен правительством.

Эксперты CNNCс 2013 года продолжают требовать ускорения разработки первого китайского коммерчески рентабельного реактора на быстрых нейтронах, 1000-мегаваттного реактора, дизайн которого базируется на опыте, полученном при работе с реактором CFR-600. Однако эксперт из CNNCЧжунмао Гу, – сторонник закрытого топливного цикла, – заявил на недавнем семинаре по восточно-азиатской ядерной энергии, что «Китаю необходимо, по крайней мере, еще 20-30 лет усиленной работы, прежде чем системы энергетических реакторов на быстрых нейтронах станут рентабельными, а впереди лежит еще много неясностей. Мы не способны представить себе ясную картину на 20 лет вперед».

Зачем спешить? Необходимо ли Китаю продолжать преследовать планы по строительству реакторов на быстрых нейтронах и коммерчески рентабельному репроцессингу? Существует ряд весомых причин, которые говорят о том, что с этого пути следует сойти. Во-первых, потому, что китайские энергетические реакторы построены относительно недавно, и в следующие два десятилетия на Пекин будет оказываться достаточно малое давление в вопросе сокращения отработанного топлива. Отработанное топливо может безопасно храниться, – при этом за низкую цену, – в сухих контейнерах, – или от него можно безопасно избавляться в глубоких геологических могильниках.

Во-вторых, в обозримом будущем Китаю не грозит дефицит запасов урана. Обнаруженные запасы страны увеличились в три раза между 2003 и 2012 годами, до 265500 метрических тонн (с 77000 метрических тонн). Потенциальные урановые запасы Китая достигают более чем 2 миллионов тонн. Недавно Пекин обеспечил себя также и зарубежными источниками урана, – в три раза большими, чем собственные обнаруженные урановые запасы. Дополнительные источники могут с легкостью быть приобретены в будущем.

Как бы то ни было, цена урана составляет только малый процент от стоимости электроэнергии, которую производят реакторы. Выражаясь простым языком, цена урана не возрастет в обозримом будущем до уровня, который оправдал бы стоимость репроцессинга и реакторов-размножителей. Если же Китай озаботится возможными перебоями в поставках урана, он может легко и недорого накопить «стратегический» урановый запас.

Китай должен тщательно изучить опыт тех стран, которые запустили крупные программы репроцессинга и построили демонстрационные реакторы-размножители с перспективой коммерческой рентабельности таких  реакторов. В этих странах реакторы не вышли на уровень доходности, – однако повлекли за собой расходы на очистку площадок для репроцессинга и удаления отделенного плутония. Для Китая нет насущной необходимости идти таким рискованным путем.

Переработка плутония намного дороже, при этом менее безопасна, чем работа с легководными реакторами однократного топливного цикла. Что касается радиоактивных отходов, безопасным, универсальным и недорогим способом является хранение в сухих контейнерах, что на многие десятилетия может отсрочить необходимость как репроцессинга отработанного топлива, так и прямой его ликвидации, – тем самым предоставляя технологиям время для дополнительного развития. У Китая нет убедительных оснований для строительства репроцессинговых мощностей промышленного масштаба или же плутониевых реакторов-размножителей.