Напугать Россию не удалось. Американцы обогатили уран, который не подходит для АЭС США
Но на самом деле вся новость про собственное производство обогащенного урана — это просто пыль в глаза.
Новейшая Финская АЭС второй раз подряд вышла из строя. Финны назло России запустили неисправную АЭС, понадеявшись на авось...
В Европе наконец-то выучили законы физики и теперь пытаются скопировать "запретные технологии" России...
Это ПРОРЫВ! Мечты человечества о создании "вечного двигателя" сбылись! В России создали технологию, которую на Западе считали невозможной...
Почему мир помешался на литии? Совсем с ума посходили? Да у нас тут революция намечается в энергетике!
Один ядерный реактор способен заменить энергию солнечного ядра. Термояд больше не нужен?
В Германии не просто так отказались от АЭС - у них просто не было другого выбора, и дело тут не в ветряках…
Ядерный реактор для ИЖС - в России это уже реальность...
США официально запрещают российскую атомную энергетику во всём мире...
Парадокс российской экономики: продаём много, а живём плохо…
Самый выгодный на сегодня способ построения новой экономической реальности в России...
Если про МОКС-топливо более-менее понятно, то вот что такое СНУП-топливо и РЕМИКС-топливо?
Сколько ядерного топлива выгорает в современных ядерных реакторах?
Как научная фантастика становится реальностью в России...
Важнейший шаг не только в ядерной промышленности России, но и всего мира, преодолён...
Человечество без ядерной энергетики долго не проживёт, решить эту проблему способны только в России...
Атом становится синонимом Рубля...
Тайна Российского «Посейдона» – первое в мире геофизическое оружие...
После осознания и принятия того факта, что «Мультики Путина» - это вовсе не плод чьей-то фантазии, а объективная реальность, от которой не убежать, западный мир начал гадать, на что способно новое вооружение России.
В частности, много споров было по теме того, какой ущерб способен нанести крупным прибрежным городам беспилотный подводный аппарат "Посейдон", если подорвёт свою могучую 100-мегатонную термоядерную боеголовку вблизи побережья.
Моделирование такого взрыва показывает существенный ущерб и огромное количество человеческих жертв.
Но бить по городам с гражданским населением - это удел западной цивилизации. Прямое тому доказательство – это бомбардировка японских городов Хиросима и Нагасаки в 1945 году, ну а косвенное - это развёртывание системы ПРО на военной базе «Ванденберг» для защиты военных от ядерного удара, в то время как СССР развернул свою систему ПРО вокруг Москвы (А-135).
Нет, это не наш путь.
Так что оставим нездоровые фантазии западных «экспертов», пугающих жителей своих стран российской угрозой в виде удара по густонаселённым городам.
Однако ядерный подводный беспилотник "Посейдон" действительно разрабатывается. Принято считать, что главной целью этой программы является создание больших рисков для США, связанных с причинением неприемлемого ущерба, чтобы остановить развёртывание всё большего количества противоракетных систем НАТО у границ России.
Но это не совсем так. Сдерживание США не является основной задачей. "Посейдон", в первую очередь, разрабатывается в рамках программы отработки технологий для подводных лодок пятого" поколения, серийное производство которых должно начаться в районе 2030-х годов.
Так называемая утечка в стиле "случайного" показа сверхсекретных планов минобороны по российскому телевидению в 2015 году. Система получила название "Статус-6".
Восстановленная энтузиастами схема "Статуса-6".
Позже система"Статус-6" получила название "Посейдон".
"Посейдон" является демонстратором технологий, которые должны подтвердить принципиальную возможность серийного производства подобных аппаратов и включение их в состав ядерной триады России.
- США, согласно отчёту о стратегических угрозах для США "Nuclear Posture Review", в 2016 году уже включили "Посейдон" в состав ядерной триады России.
Проект носит научно-конструкторский и в то же время стратегический характер, и берёт своё начало с 2012 года, когда было принято решение не достраивать очередной ядерный ракетоносец проекта 949А «Антей», а отдать готовую более чем на 80% АПЛ «Белгород» под «специальный» проект. На этот проект уже затрачено много ресурсов, в том числе и из военного бюджета.
- Эксперты всех мастей тогда сокрушались: мол, ядерный ракетоносец, который так необходим России, и на который затратили не один миллиард рублей, увели из под носа минобороны.
И это был действительно рискованный шаг со стороны России. Но шаг необходимый и оправданный. Принеся в жертву почти готовый ракетоносец, российские военные инженеры смогли на его базе создать действующий прототип АПЛ пятого поколения.
Российская инфографика АПЛ специального назначения.
Инфографика зарубежных изданий куда интереснее.
ТТХ АПЛ "Лошарик"
АПЛ «Белгород» представляет собой носитель подводных лодок специального назначения, глубоководных аппаратов, беспилотных подводных аппаратов стратегического характера (типа "Посейдон") и многочисленных разведывательных дронов, а также дронов-установщиков помех, ложных целей и систем обнаружения.
Всё это разнообразие нужно для отработки технологий и дальнейшего совершенствования систем для будущих подлодок пятого поколения.
Традиционно СССР не опережал, а лишь во многом догонял США по техническому совершенствованию АПЛ, которые у США были тише и незаметнее (но при этом менее быстроходные).
- С развалом СССР отставание только усилилось.
Например, подводная лодка четвёртого поколения типа «Сивулф» вошла в строй американских ВМФ в 1997 году, а российский аналог по техническому совершенствованию - проект 885 «Ясень» - вошёл в строй в только 2014 году, то есть спустя 17 лет.
Более консервативные по сравнению с «Сивулф», но в то же более дешевые АПЛ типа «Вирджиния», несут необитаемые подводные аппараты для специальных операций. Первая такая АПЛ вошла в строй в 2004 году.
И хотя, по мнению экспертов, модернизированный проект 885М «Ясень-М» по спектру тактических задач превосходит своих западных собратьев, но это не позволяет совершить качественный рывок, чтобы опередить США в технологиях на 10, а то и 20 лет.
Так вот, АПЛ "Белгород" с ядерным подводным аппаратом "Посейдон" – впервые в истории позволяет технологически превзойти все будущие АПЛ США.
Спутниковый снимок АПЛ "Белгород". Если судить по этому фото, то "Белгород" шире и длиннее, чем К-549 "Князь Владимир" — атомная подводная лодка стратегического назначения четвёртого поколения.
- Российские стратегические атомные подводные лодки проекта 955 «Борей» являются первыми лодками четвёртого поколения, которые имеют на своём борту баллистические ракетные комплексы. Тут, как ни странно, мы опередили американцев, так как они аналогичную подводную лодку класса "Колумбия" ещё только заложили, а её ввод в эксплуатацию предварительно назначен на 2031 год, спустя 18 лет после передачи ВМФ России первой подлодки по проекту "Борей" - К-535 «Юрий Долгорукий».
А как мы знаем, любое военно-технологическое превосходство России вызывает истерику в странах НАТО. Эту реакцию мы прекрасно видели после появления в России первых в мире гиперзвуковых ракет. Тогда США и Великобритания, признав очевидный факт технологического отставания, хотели запретить этот вид вооружения во всём мире через ООН.
Но если запуск гиперзвуковых ракет худо-бедно можно обнаружить, то с ядерными беспилотными подводными аппаратами дело обстоит совершенно иначе: достоверно обнаружить их можно зачастую только в момент детонации, когда предпринимать контрмеры уже поздно.
Однако разработка подобных аппаратов - это чрезвычайно сложная технологическая задача, для которой требуются самые передовые технологии в ядерной энергетике и материаловедении.
Например, для аппарата типа "Посейдон" нужен компактный мощный ядерный реактор, который способен балансировать свою мощность в широком диапазоне и максимально быстро.
Создать столь компактный и мощный ядерный реактор можно только на технологии быстрых нейтронов с жидкометаллическим теплоносителем.
Примечательно, но только в России такие технологии не просто разрабатываются, но уже освоены настолько, что не представляют опасности. Так что если кто-то и способен создать такой ядерный дрон, то только Россия.
Технические характеристики "Посейдона" позволяют ему находиться на глубине в 1 км, пребывая там в минимально возможном энергетическом состоянии, так как при необходимости ядерный реактор с жидкометаллическим теплоносителем позволяет развить максимальную мощность в 200 раз быстрее, чем стандартные реакторы, применяемые на современных АПЛ. Обладая неограниченной дальностью хода, "Посейдон", единожды покинув свой носитель, может переместиться в любую точку мирового океана (либо опуститься на дно для выжидания) и, активировавшись спустя годы, помчаться к цели со скоростью в 200 км/ч.
- Даже если гипотетически обнаружить эту торпеду, то как её обезвредить? Попытаться взорвать? А вдруг это спровоцирует ядерный взрыв? Попытаться воздействовать электромагнитным оружием? А вдруг сдетонирует? Попытаться отбуксировать? Но это тоже может привести к детонации...
Тихоокеанский испытательный полигон Pokon (Irvin), 8 июня 1958. Взрыв 8-килотонной ядерной бомбы на глубине 50 метров. В ходе десятков испытаний, проведённых американцами, подтверждено, что 90% всех радиоактивных веществ поднимается в воздух вместе с паром, и только 10% остаётся в воде. Все подопытные животные, даже будучи защищенными толстыми листами брони, погибали на судне, попавшем под радиоактивный бриз, в течение пары дней. Подводный ядерный взрыв - самый грязный с точки зрения радиационного заражения местности.
Боеголовка мощностью в 1 мегатонну при подрыве на глубине 100 метров в 10 км от берега создаст всплеск волны высотой в 300 метров. Далее эта волна постепенно затухнет до 30 метров, но вновь увеличится до 100 метров в прибрежной зоне, а это приговор всему, что находится на расстоянии 20 км от морского побережья. Другими словами, большинство крупных городов мира могут быть уничтожены при обнаружении ракеты и попытке её обезвредить.
Для примера: землетрясение, произошедшее в 2011 году в 70 км от побережья Японии, имело энергию, эквивалентную энергии взрыва 46-мегатонной термоядерной бомбы. Оно вызвало цунами высотой 40 метров, что нанесло огромный ущерб городам в 130 км от эпицентра.
- В "Посейдоне", по различным оценкам, могут быть установлены боеголовки мощностью от 5 до 100 мегатонн в тротиловом эквиваленте.
Но ещё раз повторюсь: ценность "Посейдона" не в его разрушительной мощи, а в том, что эту мощь практически невозможно обнаружить, а при обнаружении - невозможно обезвредить.
Единственным гарантированным способом уберечься от подобного сюрприза является ограничение или полный запрет данного вида вооружения, а на это Россия пойдёт только на своих условиях.
Подводные лодки типа "Белгород" и будущее носители беспилотных подводных аппаратов типа "Посейдон" могут по праву называться носителями геофизического оружия, которое может сработать где угодно и когда угодно, держа любую страну с прибрежной инфраструктурой в постоянном напряжении и стрессе, вынуждая её принимать дипломатические решения и идти на компромисс при переговорах без фактора силового сценария.
- А нам многого и не нужно. Просто оставьте нас в покое и не мешайте развиваться согласно нашим интересам и принципам ООН.
АПЛ "Белгород"в сопровождении лодок специального назначения идёт полным ходом к берегам агрессора.
Как показали события последних 30 лет, страны запада могут поддерживать свой образ жизни только посредством ведения силовой политики, вмешательства во внутренние дела других государств и использования их ресурсов исключительно для обеспечения своих благ.
Силовая политика – это ключевой элемент всего западного мироустройства, что заложено даже в их культуре: в тех же комиксах супергерой не договаривается с врагами, а принуждает их капитулировать посредством своего превосходства и силы.
Более подробно о самом подводном беспилотнике "Посейдон" и АПЛ "Белгород" поговорим в следующей статье.
Список источников можно скачать тут "Ссылки на источники".
Ядерная энергетика - в каждый дом! Российский проект бытового ядерного реактора, опередивший время...
ЧАСТЬ 1
Во всём мире начал возвращаться интерес к сфере ядерной энергетики, особенно в последнее время. И это не удивительно, так как ядерная энергетика – это единственная промышленно-реализуемая технология, способная безопасно заменить углеводородную энергетику.
- Современные ядерные реакторы могут работать где угодно: на земле, под землёй, на воде, под водой, а также в открытом космосе и на других планетах.
Сегодня уже разрабатываются реакторы любой энергетической мощности: от мини-АЭС мощностью в несколько десятков мегаватт до больших гигаваттных блоков крупных АЭС.
Атомная электростанция "Hinkley Point C" - это проект строительства атомной электростанции мощностью 3,44 ГВт с двумя реакторами EPR в английском городе Сомерсет. Англичане внезапно поняли, что ветряки с солнечными панелями неспособны обеспечивать их энергетическую безопасность. Оценочная стоимость проекта - 30 миллиардов долларов. Это больше, чем оценочная стоимость проекта китайской ГЭС «Три ущелья» мощностью в 22,5 ГВт. Отныне это самая дорогая электростанция в истории человечества...
Однако, чем мощнее источник энергии, тем он несёт больше потенциальной угрозы в случае неправильного использования или ошибок в проектировании.
После крупных аварий на атомных станциях прогресс в разработке новых ядерных реакторов сильно замедлился.
После аварии на АЭС "Фокусима-1" в 2011 году встал вопрос о дальнейшей жизнеспособности ядерной энергетики, особенно на фоне стремительного развития возобновляемых источников энергии в виде солнечных и ветроэлектростанций.
Безопасность и экологичность новых реакторов – теперь основной критерий при их проектировании. Однако просто спроектировать реактор - мало. Нужно испытать в исследовательских атомных реакторах материалы и конструкторские решения, которые легли в основу проекта (например, как ведёт себя кристаллическая решётка нового металла при нейтроном облучении и т.п.).
Далее строятся исследовательские стенды, где технология отрабатывается путём моделирования различных условий эксплуатации.
- Для отработки новых проектов АЭС нужно около 10 лет проведения экспериментов и исследований.
Именно поэтому сегодня строительство современного ядерного реактора – дорогое и наукоёмкое мероприятие.
Ну а новые реакторы малой мощности «VOYGR» от компании «NuScale Power» или натриевый ядерный реактор на быстрых нейтронах «Natrium» Билла Гейтса, которые вроде как должны быть построены до 2028 года – являются экспериментальными во всех смыслах.
В России по программе замыкания ядерного топливного цикла строится экспериментальный ядерный реактор "БРЕСТ-ОД-300" (ОД – опытно демонстрационный). Сам комплекс будет представлять собой уже не экспериментальную, а опытно-демонстрационную площадку для отработки технологий ЗЯТЦ. По словам представителей "Росатома", технология пойдёт «в народ» только к 2040 году.
8 февраля 2021 на территории ФГБУ «Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова» начал научную деятельность новейший исследовательский ядерный реактор ПИК.
Конечно, хорошо, что ведутся программы разработки и строительства АЭС малой, средней и большой мощности, но как насчёт того, чтобы создать безопасный ядерный реактор, который можно было бы использовать как бесперебойный источник энергии в дачном посёлке?
В современных реалиях едва ли кто-то рискнёт реализовать подобный проект без убедительного доказательства его надёжности и безопасности.
Опыт эксплуатации ядерных элементов питания на основе радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ) показал, что эта концепция нежизнеспособна в плане массового использования. Есть факторы, которые конструктивно предусмотреть невозможно: например, человеческий фактор, заключающийся в том, что охотники за цветными металлами нередко разбирали РИТЭГи ради наживы. И защиты от этого нет.
Да, РИТЭГи по эксплуатационным свойствам являются идеальными: в них нет движущихся частей (ломаться нечему), они не требуют обслуживания на протяжении всего срока службы - поставил один раз РИТЭГ и забыл про него на 10-30 лет, а он всё это время будет выдавать свои законные 100 ватт электрической мощности в любую погоду и в любых условиях.
Всего в СССР было произведено свыше тысячи РИТЭГов. В 70-х годах 20 века их устанавливали, главным образом, на островах Северного Ледовитого океана и на побережье Арктики для электропитания автономных маяков и автоматических метеопостов.
Например, этот РИТЭГ находился у берегов Таймыра на острове Лишний в Карском море.
Однако реализовать по такой концепции ядерный реактор оказалось довольно проблематично. Я уже говорил в предыдущей статье, что чем меньше ядерный реактор, тем более высокообогащенное топливо требуется для его работы, а это несёт дополнительные риски.
Каким же должен быть идеальный ядерный реактор с точки зрения эксплуатационных свойств и потребительских качеств? Во-первых, он должен быть безопасным, как газовая теплоэлектростанция. Во-вторых, он должен быть надёжным и необслуживаемым в течение десятков лет (как РИТЭГ).
Работы по подобному проекту начались в мире в середине 1960-х годов. Дело в том, что для исследования глубин океана нужны были источники энергии, способные на протяжении 10 лет работать на глубине до 6 км, и выдавать электричество мощностью до 10 кВт.
СССР оказался единственной страной, у которой получилось на практике реализовать подобный ядерный источник энергии. В ИАЭ им И.В. Курчатова была разработана и сооружена в 1982 году опытно-демонстрационная ядерная термоэлектрическая установка «Гамма».
АТЭС (атомная термоэлектрическая станция) "Гамма" в Институте имени Курчатова.
Работа установки обеспечивается естественным протеканием физических процессов, то есть без движущихся механизмов и активных систем автоматизации. Получился аналог РИТЭГа, но в 50-100 раз мощнее.
Установка состоит из реактора корпусного типа (то есть это полноценный ядерный реактор) с выносным компенсатором объёма (то есть в реакторе присутствует вода в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов) и термоэлектрического генератора, напрямую преобразующего тепло, выделяемое ядерным реактором, в электрическую энергию.
У «Гаммы» были хорошие энергетические характеристики:
- Тепловая мощность – 200 кВт;
- Полезная электрическая мощность – 6,6 кВт.
Реактор был довольно компактных размеров: например, активная зона реактора была высотой всего в 500 мм! Да, всего полметра.
Это была настоящая революция в создании компактных и надёжных ядерных реакторов, однако любая технология должна быть проверена временем, прежде чем строить какие-либо планы на её развитие.
Схема реакторной установки "Гамма".
Примечательно, что эта технология является довольно революционной, и даже в самые тяжелые годы для страны, когда американцам задарма были проданы наши космические ядерные энергоустановки "ТОПАЗ-2", проект "ГАММА" смог выжить и продолжить работу.
К началу 2003 года установка «ГАММА» проработала более 15000 часов в режиме номинальной мощности. При этом был выполнен ряд важнейших исследований, в результате которых:
- Получены эксплуатационные характеристики всех проектных параметров установки, а это и есть полное доказательство правильного выбора схемы и технологических решений, а также жизнеспособности самой концепции проекта;
- Исследованы параметры нейтронно-физических, теплотехнических, электрических и диагностических характеристик;
- Испытана устойчивость работы реактора в режиме саморегулирования - при естественной циркуляции воды первого контура (самый важный контур в АЭС);
- Полностью отработана и оптимизирована конструкция термоэлектрических модулей с различными напряжениями (28, 115 и 230 Вольт).
И ещё более тысячи важнейших параметров, без физической отработки которых невозможно серьёзно рассматривать эти реакторы для энергоснабжения различных объектов, в том числе и для обеспечения теплом, электричеством и даже пресной водой посёлков в разных регионах нашей страны.
Параллельно с этими испытаниями шла работа по созданию программы применения ядерных термоэлектрических установок малой мощности в быту.
К началу 1990 года на основе «Гаммы» была разработана, что называется, "народная" тепловая ядерная термоэлектрическая установка полезной тепловой мощностью в 3000 кВт и электрической мощностью в 100 кВт. Установка была способна обеспечивать теплом и электричеством небольшой посёлок с населением до 1200 жителей.
В августе 1991 года группа проектировщиков приехала в Якутию, в устье реки Лена. После посещения поселка Кюсюр с численностью населения около 2000 человек было принято решение реализовать тут пилотный проект по строительству атомной тепловой электростанции АТЭС «Елена». Местные жители поддержали проект.
Схема размещение АТЭС «Елена» (стенд).
Увы, планам не суждено было сбыться, ибо развал СССР отсрочил этот фантастический проект на неопределённое время…
Отсрочил, но не закрыл.
Недавно администрация Приморского края предложила рассмотреть три посёлка для потенциального строительства тут АТЭС проекта «Елена».
В новых условиях капиталистического строя, при которых нужно учитывать экономический эффект, были выполнены оценки целесообразности использования станции «Елена» для посёлков Красный Яр, Соболинское и Ясеневое. Расчёт делался исходя из роста численности населения и энергопотребления до 2015 года.
Согласно этим расчётам, АТЭС «Елена» в посёлке Красный Яр будет работать на постоянной мощности, а возникающие пиковые нагрузки будут компенсироваться дизельными электростанциями.
В результате этого потребление дизельного топлива должно сократиться на 86-90% от первоначального уровня, а затраты на отопление снижались в 1,5 раза.
Открытие амбулатории и других значимых социальных объектов в посёлке Красный Яр в 2018 году. Население - около 600 человек. Только представьте, этот посёлок мог давно быть на электропитании от ядерной энергии...
Станция «Елена» идеально подходила на роль автономного источника тепла и электроэнергии, так как была полностью необслуживаемая, со сроком активной работы в 25 лет и полностью безопасной, что позволило бы размещать её даже в сёлах и деревнях.
Полная масса станции составляла 80 тонн, но к ней добавили ещё 70 тонн защитных материалов для безопасности. Станция закапывалась в землю в подготовленный бетонный бункер, где на 25 лет изолировалась многометровыми бетонными перекрытиями.
«Елену» просчитывали и адаптировали не только для посёлков, но и для агрокомплексов.
Так, полностью просчитаны экономические характеристики применения "Елены" на агрокомплексе, обеспечивающем питанием 1000 человек.
Подходили с размахом...
То есть жители некоего посёлка, имеющего в своём составе два энергоблока АТЭС «Елена», на 25 лет могут забыть о проблемах в энергоснабжении и теплоснабжении и о росте тарифов оплаты за них. К тому же, всегда в изобилии будет питьевая вода (1,44 кубометра дистиллята на человека в день), а самое главное - население будет полностью обеспечено питанием с местного агрокомплекса. Прямо самодостаточная замкнутая экосистема!
И всё это было готово для практической реализации уже в 1994 году.
Постскриптум.
Правительство России в 2018 году утвердило Программу «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ на период до 2024 года».
В разделе программы, посвящённом серийному строительству инновационных энергоблоков атомных электростанций, значатся такие проекты, как наземная атомная станция малой мощности с реактором "РИТМ-200" и термоэлектрическая станция «Елена».
В следующей статье более детально поговорим о применении «Елены» в современных реалиях и об её экономических аспектах:
ЧАСТЬ 2:
Тихий ядерный переворот: сельская атомная станция...
Тихий ядерный переворот: сельская атомная станция...
ЧАСТЬ 2
Самым важным критерием оценки увеличения доступности благ для общества является ежегодное увеличение покупательской способности населения. Доступность базовых потребностей в виде электричества и тепла должна из года в год расти, и одним из путей достижения этой цели может быть снижение конечной стоимости этих видов энергии для потребителей.
В России тарифы на энергию (электроэнергию, тепло, газ) индексируются ниже инфляции, что в теории должно увеличивать покупательскую способность населения.
Однако есть в нашей жизни один такой очень важный аспект как увеличение количества доступной энергии через потребление углеводородов, которое возможно только в краткосрочной перспективе и на небольшой промежуток времени.
Россия, являясь богатой углеводородами страной, уже к 2080 году может столкнуться с их дефицитом, который будет покрывать только потребности внутреннего рынка, тогда как про экспорт газа можно будет забыть.
- Так, например, с 2011 по 2021 годы нефтяные запасы России, по данным Минприроды, сократились на 33%, газовые — на 27,4%.
Запасов газа при текущих темпах добычи осталось примерно на 70 лет, нефти - на 30 лет. За последние 25 лет было открыто в 10 раз меньше месторождений, чем за предыдущее 25 лет.
Являясь частью глобальной экономики, мы будем продавать свою нефть, газ и продукты их переработки в энергодефицитные страны, нуждающиеся в этих ресурсах.
Газ будет замещать уголь в энергетике и всё больше использоваться как сырьё для водородной энергетики и нефтехимии.
К началу 2050 года в России из природного газа (метана) планируется производить от 7,9 млн до 33,4 млн тонн водорода методом пиролиза и парового реформинга с попутным улавливанием и захоронением СО2.
Диаграмма симуляции прогноза истощения месторождений газа в России (млрд куб.м природного газа). Учитывая, что запасов газа в России при текущей добыче хватит на 70 лет (также следует брать в расчёт рост потребления), все известные на сегодня месторождения будут истощены к 2085 году.
Новые технологии добычи газа (например, в газогидратах) потребуют огромных инвестиций в технологии их разработки и добычи . Они, конечно, продлят время использования газа, но никак дешевле его не сделают.
Стоимость газа будет только расти, так как остаться без газа - значит не только остаться без доступной энергии, но и полностью утратить высокотехнологичную промышленность, так как природный газ – это сырьё для благородных газов, таких как гелий, неон, аргон, криптон, ксенон. А без них никакие высокие технологии невозможны.
Самые массовые на сегодня сферы использования природного газа.
Это одна из причин, почему Россия при столь больших запасах углеводородов развивает передовую атомную энергетику.
Тут всё просто: только атомная энергия может безопасно и эффективно заменить углеводородное топливо, отведя нефти, газу, и углю роль ценного сырья для нефтехимической промышленности и водородной энергетики. Полностью вытеснить углеводороды из мировой энергетики получится, возможно, только к 2100 году.
Сегодня в России существует уникальный проект "домашней" ядерной станции, прототип которой полностью прошёл десятилетия испытаний, а технология полностью готова к внедрению. В среднесрочной перспективе такая установка станет частью нашей жизни.
Речь идёт о полностью автономных и необслуживаемых ядерных реакторах малой мощности, способных эффективно работать 25-30 лет на одной заправке урановым топливом.
Более подробно о действующем прототипе этой технологии я писал тут:
ссылка
Для обеспечения автономности отдалённых посёлков и небольших производств в СССР к 1990 году был разработан проект атомной тепловой электростанции малой мощности АТЭС «Елена».
Реакторная установка "Елена". Масса установки составляла 168 тонн, включая все необходимые системы защиты. В качестве топлива используется диоксид урана, обогащенного до 17%, массой в 1082 кг, количество тепловыделяющих сборок - 109.
Согласно расчётам тех лет, «Елена» тепловой мощностью в 3 МВт и электрической в 100 кВт могла обеспечивать энергией поселение до 2000 человек на протяжении 25 лет.
К настоящему времени требования в энергопотреблении выросли, и эти расчёты более не актуальны.
Использование АТЭС, как единственного источника энергии, в современных реалиях непрактично, но использование в качестве основного и резервного источника - вполне допустимо.
Конструкция реактора разработана так, чтобы быть полностью необслуживаемой в течение всего срока активного выгорания ядерного топлива.
Принципиальная схема станции.
Рассмотрим принцип действия установки.
Вода под давлением в 200 атмосфер подогревается в реакторе до 328 градусов Цельсия и под действием естественной циркуляции попадает в блоки термоэлектрических генераторов (ТЭГ), которые преобразуют часть тепловой энергии воды в электроэнергию, вследствие чего сами ТЭГ нагреваются и подогревают теплоноситель второго контура, в котором циркулирует вода под давление в 3,7 атмосферы, нагретая до температуры в 110 градусов Цельсия.
Тепло воды второго контура передаётся теплоносителю третьего контура, который выходит за пределы реактора к специальным бойлерам, тепло от которых передаётся уже сетевому трубопроводу, идущему напрямую к потребителям. Температура воды достигает 90 градусов Цельсия.
Параметры теплоносителя третьего контура поддерживаются с помощью воздушных градирен, которые способны сбрасывать до 100% тепловой мощности, стабилизируя нагрузку на реактор.
Разрез энергоблока (в собранном виде «Елена» представляет собой цилиндр диаметром 4,5 и высотой 15 метров).
Таким образом, электрическая и тепловая мощность реактора никогда не меняется, даже при полном прекращении потребления посёлком энергии.
Термоэлектрические генераторы, являясь полупроводниковыми генераторами электрического тока, работают от разности температур теплоносителя первого и второго контура, генерируя электроэнергию без движущихся частей.
Ресурс активной зоны реактора составляет 25 лет, перезагрузка топлива в течение всего срока эксплуатации отсутствует. При выводе из эксплуатации предусматривается удаление активной зоны.
На протяжении всего срока эксплуатации реактор работает в полностью автономном режиме, сам себя регулируя при помощи естественной циркуляции теплоносителей.
Макет станции «Елена».
Согласно государственной программе «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ на период до 2024 года», ядерная термоэлектрическая станция «Елена» включена в перечень серийного строительства инновационных атомных электростанций малой мощности.
Ядерные технологии с 1990 годов шагнули далеко вперёд. Например, появились новые материалы, способные выдержать эксплуатацию в активной зоне подобных АЭС малой мощности на протяжении 40 лет. Поэтому, хоть сам проект "Елена" является хорошо проработанным реактором, который уже планировали к постройке, в современных реалиях он нуждается в доработки, а именно - во внедрении новых технологических решений и материалов, что только улучшит характеристики и увеличит сроки эксплуатации.
Собственно, так и было сделано. В 2020 году был представлен обновленный проект - "Елена-М" ( модернизированная) - энергоустановка электрической мощностью от 100 кВт до 1 МВт и тепловой мощностью от 3 МВт до 10 МВт.
Схема энергоблока с реактором «Елена-М»
Этот проект уже куда более основательный, ведь реактор представляет собой модульную конструкцию, схожую с реактором "РИТМ-200". Срок эксплуатации "Елены-М" продлён на 5 лет относительно предыдущей установки, и составляет 30 лет.
Можно провести экономический анализ интеграции АТЭС «Елена-М» в инфраструктуру в коттеджных посёлках.
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 в располагаются Московской области.
В расчёт возьмём 100 домовладений.
Но об этом в следующей статье.
ЧАСТЬ 3:
Анализ целесообразности использования ядерного миниреактора АТЭС "Елена-М" в посёлках типа СНТ...
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...