Анализ целесообразности использования ядерного миниреактора АТЭС "Елена-М" в посёлках типа СНТ...
ЧАСТЬ 1:Ядерная энергетика - в каждый дом! Российский проект бытового ядерного реактора, опередивший время...
ЧАСТЬ 2: Тихий ядерный переворот: сельская атомная станция...
ЧАСТЬ 3
В этой статье мы рассмотрим, насколько будет целесообразно использовать мини-реактор АТЭС "Елена-М", в современных условиях: например, в набирающих популярность посёлках типа СНТ или коттеджных посёлках.
Схема атомной тепловой электростанции (АТЭС) «Елена-М»
Проведём экономический анализ интеграции АТЭС «Елена-М» в инфраструктуру маленького посёлка.
Средняя стоимость коттеджа (в пределах 40 км от МКАД) с внутренней отделкой площадью 150 м2 на 6-8 сотках земли в посёлке экономкласса с полностью развитой коммунальной инфраструктурой (вода, канализация, электричество, газовая магистраль) оценивается в 10 миллионов рублей.
- Множество подобных коттеджных посёлков располагаются в Московской области.
Коттеджный посёлок с домами типа ИЖС (индивидуальное жилищное строение).
В расчёт возьмём 100 домовладений.
Сколько стоит возведение АТЭС «Елена-М»?
Согласно отчётам "Росатома", строительство энергоблоков поколения 3+ со всеми технологиями защиты оценивается в 200 тысяч рублей на каждый кВт электрической установочной мощности.
Выходит, что 100 кВт-ная «Елена-М» будет стоить порядка 20 миллионов рублей. К этой стоимости нужно прибавить ещё 2 млн рублей за утилизацию топлива и 8 миллионов - за вывод из эксплуатации и утилизацию компонентов реактора.
- Тут я беру по максимуму, так как утилизация и переработка тонны ядерных отходов, согласно тарифам "Росатома", стоят до 2 миллионов рублей. Всего отработанного топлива в реакторе будет порядка 1080 кг. Утилизация реактора после выработки его ресурса обычно стоит 25-50% от стоимости его возведения.
Итого: эффективная стоимость составляет 20+8+2=30 миллионов рублей.
- Однако в контексте АТЭС «Елена-М» утилизация предусматривает извлечение отработанного топлива, его максимально возможную радиоактивную деактивацию и захоронение путём создания подземного бетонного саркофага. Стоимость такой процедуры должна быть не более 25% от стоимости станции. Однако берём всё по максимуму.
Прибавим ещё 2 миллиона рублей на подключение коммуникаций посёлка к АТЭС «Елена-М».
Итого: стоимость строительства, пусконаладочных работ и обслуживания на протяжении 30 лет будет составлять 32 миллиона рублей. Все эти денежные средства выплачиваются "Росатому" в 100%-ном объёме. А далее "Росатом" полностью берёт на себя обслуживание и утилизацию станции.
Подобная стоимость сильно ниже стоимости современных реакторов. Поэтому меня смущает его будущая фантастическая окупаемость. Но, судя по официальным тарифам за утилизацию и стоимости установочной мощности за 1 кВт электроэнергии, всё так и должно быть.
Быть-то должно, но не может. Слишком дёшево получается...
Учитывая то, что один из планов размещения реактора предусматривает банальное закапывание его в землю в герметичном железобетонном корпусе, закрытом сверху многометровыми железобетонными перекрытиями, подобная стоимость вполне может быть достигнута.
Один из вариантов размещения стенда проекта реактора "Елена".
Назовём это "зелёным"- оптимистичным - сценарием:
Амортизация станции за 30 лет работы составит: 32 миллиона/30 лет = 1 066 667 рублей в год.
Разделим эту сумму на 100 домохозяйств: 1 066 667/100 = 10667 рублей в год, или 889 рублей в месяц.
Однако, учитывая психологию человека, даже платёж в 889 рублей в месяц на протяжении 30 лет будет восприниматься нагрузкой на семейный бюджет.
Поэтому логичнее будет эти 320 000 рублей (32 000 000/100) внести в стоимость каждого дома. В результате стоимость домовладения будет увеличена всего на 1/31 его изначальной стоимости - с 10 миллионов до 10,32 миллиона рублей.
В одном из источников была указана себестоимость установки «Елена-М», равная 3,7 рубля за киловатт*час электроэнергии. В эту стоимость включено всё - от строительства до утилизации реактора.
Учитывая это, можно вычислить стоимость всего проекта:
100 кВт*720 (часов)*12 (месяцев)*30 (лет) = 25 920 000 киловатт*часов электроэнергии за время эксплуатации. Умножим всё это на 3,7 рубля и получим стоимость в 95 904 000 рублей. Округлим стоимость до 100 миллионов со всеми подключаемыми коммуникациями и рассчитаем заново.
Это будет "синий" - консервативный - сценарий:
Амортизация станции за 30 лет работы составит: 100 миллионов/30 = 3 333 333 рублей в год.
На 100 домохозяйств эта сумма будет: 3 333 333/100 = 33333 рублей в год, или 2778 рублей в месяц.
Стоимость домовладения будет увеличена на 1/10 его изначальной стоимости - с 10 миллионов до 11 миллионов рублей.
Но есть и третий расчёт. Если учитывать тепловую мощность современных реакторов, то на 1 кВт установочной мощности приходится 77 000 рублей. Тогда реактор «Елена-М» должен стоить порядка 77 000*3000 = 231 млн рублей. Стоимость утилизации реактора составит от 25 до 50% от его изначальной стоимости. Если брать по максимуму, то прибавляем ещё 115 миллионов, итого: 346 миллионов рублей.
Это будет "красный" - пессимистичный - сценарий:
Амортизация станции за 30 лет работы составит: 346 миллионов/30 = 11 533 333 рубля в год.
На 100 домохозяйств эта сумма будет: 11 533 333/100 = 115 333 рубля в год, или 9611 рублей в месяц.
Стоимость домовладения будет увеличена на 1/3 его изначальной стоимости - с 10 миллионов до 13,46 миллиона рублей.
Таким образом, приобретая дом в подобном посёлке, мы получаем бесплатную на протяжении 30 лет электроэнергию в количестве 720 кВт*ч в месяц
- 100 кВт/100 (домов)*720 (часов в месяц) = 720 кВт*ч в месяц.
и тепловую энергию в 21 600 кВт*ч в месяц
- 3000 кВт - тепловая мощность реактора, которая отдаётся в сеть. 3000/100 = 30 кВт на домовладение. 30 кВт*720 (часов в месяц) = 21 600 кВт*ч.
В зависимости от потери тепла и производительности газового котла, подобная энергия будет равна потреблению 2000 кубометров газа в месяц.
2000 кубов на 150 м2 дома – сильно избыточное потребление, поэтому подобная мощность будет расходоваться как на отопление помещения, включая тёплые полы по всей площади дома, так и на подогрев воды для горячего водоснабжения.
В принципе, можно круглогодично подогревать и бассейн, а также ещё попутно обеспечить теплом и горячей водой баню и прочие строения.
Если по теплоснабжению всё хорошо и проблем нет, то вот с электричеством возникают проблемы. Несмотря на хорошие показатели доступности электрической энергии в 720 кВт*ч в месяц, единовременное потребление, доступное домохозяйству, составляет всего 1 кВт.
- Каждому домохозяйству от центральной электросети доступно 15 кВт. Как говорится, почувствуйте разницу...
Но и тут имеется несколько вариантов его использования.
1. Этот 1 кВт можно полностью перенаправить на зарядку электромобиля, если такой присутствует у владельца, либо в буфер накопителя зарядной стации, пока электромобиль в отъезде. Таким образом, можно обеспечивать электромобиль бесплатным запасом хода в 27000 км в год.
720 кВт-ч*80% (суммарный КПД зарядной и аккумуляторной батареи электромобиля)/25 кВт кВт*ч (расход энергии на 100 км пробега) = 2304 км пробега в месяц.
2. Можно продавать излишки электроэнергии согласно закону о микрогенерации. Сегодня на оптовом рынке электроэнергию предлагают по 1,5-1,8 рубля за кВт*ч, значит за 720 кВт-ч можно выручить от 1000 до 1300 рублей в месяц. Если потребление электроэнергии домохозяйством в месяц составляет до 300 кВт-ч, то продажа «халявных», но не очень приспособленных к потреблению, 720 кВт*ч электроэнергии в месяц полностью покроют затраты за сетевое электроснабжение.
3. Можно использовать накопители и альтернативные источники энергии. 720 кВ*ч в пересчёте на рубли – это 3464 рубля в месяц по среднему тарифу, для домохозяйств в России – 4,811 рублей за кВт*ч.
Учитывая рост стоимости электроэнергии на 2% в год, можно спрогнозировать потенциальную стоимость электроэнергии к 2051 году и общие потенциальные затраты.
Диаграмма стоимости выработанной электроэнергии по годам в накопительном сценарии.
Стоимость электроэнергии повысится за 30 лет до 5,10 рублей за 1 кВт*ч, а потенциальна стоимость сгенерированной энергии за этот период составит 1 283 859 рублей.
Таким образом, эти самые 720 кВт*ч в месяц идеально будут балансировать нагрузку и окупать установку солнечных батарей. Поэтому любители автономного электроснабжения (по прогнозам, каждый десятый дом, построенный в России после 2030 года, будет оборудован фотоэлектрическими панелями) смогут быть полностью независимыми от центральной энергосети (солнечная + ядерная энергетика = полная автономия).
Что касается накопителей энергии, то тут можно использовать традиционный литий-железо-фосфатный аккумулятор с числом жизненных циклов заряда, равным 3000 единиц. Такая система способна проработать порядка 10 лет.
Стоимость подобного накопителя на известном китайском сайте в розницу (апрель 2022 года).
Подобная автономная система на 10 кВт*ч стоит 220 тысяч рублей. В целях экономии можно обойтись и без солнечных батарей. Самоокупаемость подобного подхода – 6 лет (при сроке службы батареи в 10 лет).
Я, к слову, занимаюсь разработкой электромеханического накопителя, основанного на технологии газовых центрифуг для разделения изотопов урана.
Более подробнее я описывал проект тут:
Как решить мировую проблему энергетики?
- Накопители представляют собой цилиндрические изделия высотой 500 мм, способные запасать 1 кВт*ч энергии. Их можно будет соединять в каскад для достижения требуемой мощности. Правда, 1 кВт установочной мощности будет обходиться в 30 тысяч рублей, и это при массовом серийном производстве. Соответственно, чтобы запасти 10 кВт*ч энергии, потребуется каскад из 10 подобных накопителей, то есть общая стоимость достигнет 300 тысяч рублей. Но есть одно преимущество – срок службы составляет 30 лет при общем (зарядка/разрядка) КПД 98%. Окупаемость подобного комплекса составит 7,5 года.
4. Использовать этот 1 кВт для декоративной подсветки дома и участка. Подсветку своих домов и участков сегодня использует каждый десятый дачник. А тут за неё не придётся платить целых 30 лет…
Примерно так можно использовать "бесплатный" киловатт.
Имеем в итоге потенциальную окупаемость по теплу:
21 600 кВт*ч тепловой энергии в месяц равно расходу 2000 кубометров газа. В 2022 году стоимость кубометра газа составляет 6,2 рубля.
Тарифы на газ в Московской области. Действуют с 1 января 2022 года.
Итого: 2000*6,2 = 12 400 рублей в месяц.
Электричество: 720 кВт*ч по цене в 4,6 рубля = 3312 рублей в месяц.
Тарифы в Московской области для квартир и домов, оборудованных в установленном порядке стационарными электроплитами и не оборудованных электроотопительными установками.
Общая экономия - 15 712 рублей (188 544 рубля в год).
Учитывая рост стоимости за электроэнергию и тепло в 2% ежегодно (на самом деле - она больше), получим следующие сроки окупаемости:
- Зелёный сценарий: 320 тысяч рублей изначальных затрат за 21 месяц (1 год и 9 месяцев), а остальные 339 месяцев будут радовать владельца дома в коттеджном посёлке.
- Синий сценарий: 1 миллион рублей изначальных затрат за 70 месяцев (чуть меньше 6 лет), а остальные 290 месяца будут радовать владельца дома в коттеджном посёлке.
- Красный сценарий: 3,46 миллиона рублей изначальных затрат за 220 месяцев (чуть больше 18 лет), а остальные 140 месяцев будут радовать владельца дома в коттеджном посёлке.
Сценарии окупаемости, в годах. По накопительному эффекту.
Если рассчитать теоретическое значение энергии, которое будет приходиться на одно домохозяйство в течение 30 лет, то общая экономическая выгода составит около 6 миллионов рублей.
Диаграмма накопительного экономического эффекта от рыночной стоимости предоставляемой АТЭС энергией на одно домохозяйство за весь срок эксплуатации.
То есть один факт присутствия в поселке АТЭС типа «Елена-М» окупает саму себя и ещё часть стоимости домохозяйства за свой срок активной эксплуатации через выработку энергии для этого домохозяйства.
Сложно представить другие условия доступности энергии, при которых так качественно выполняется требование увеличения покупательской способности энергии.
Как видим, любой из сценариев позволяет быть ядерному реактору «Елена-М» экономически выгодным для коттеджного посёлка в рассматриваемом примере.
Я склоняюсь к "Синему" сценарию и стоимости реактора в 100 миллионов рублей, ведь у реактора отсутствует дорогостоящий машинный зал с турбогенераторами, что делает его в разы дешевле.
В любом случае посёлок на ядерной тяге - это не такая уж и фантастика. Тем более, в эру информационных технологий, когда оператор будет отслеживать любую активность реактора и его параметры в реальном времени. Более того, в замкнутом ядерном топливном цикле, реализация которого уже стартовала, отработанное топливо реактора типа «Елена-М» переработают в новое топливо для этих же самых реакторов (уран-плутониевое МОКС-топливо), либо для других реакторов, в любом случае оно будет служить ещё не одно десятилетие перед тем, как будет окончательно утилизировано.
Останавливает тут только одно – большинство людей сегодня боятся подобных технологий, поэтому использовать их будут наши дети, на первом месте у которых будет возможность бесперебойного получения доступной энергии, а не боязнь гипотетической ядерной аварии…
Хотя, всё может произойти быстрее. Например, в посёлке Савельево Дмитровского района на месте импровизированного футбольного поля появился новенький трансформатор. Народ повозмущался первые две недели, а потом все привыкли, и детишки снова начали играть в футбол... Стоит без защиты, но за счёт местного бюджета, то есть бесплатно для жителей посёлка.
И так сойдёт!
Вот и ядерный реактор так поставят, и все быстро к нему привыкнут...
Vkontakte
Twitter
Одноклассники
Предыдущий
11 комментариев
Расчеты конечно поверхностные, так как неизвестны энергоэкономические характеристики самого реактора "Елена-М", но всё же можно их предположить исходя из практики строительства мощных реакторов и публичных отсчетов Росатома.
Для новичков можно ли на этом моменте поподробнее, т.к. часть старых статей вне доступа (удалена)?