Закат ядерной энергетики: теория или неотвратимая реальность?

Авторы недавно выпущенного Массачусетским технологическим институтом (МТИ) доклада об атомной энергетике утверждают, что ядерная энергия может играть большую роль в энергетической политике будущего, нацеленной на сокращение выбросов углекислого газа и сохранение глобального климата. Однако они предупреждают, что высокие затраты, нерешенная проблема радиоактивных отходов, противоречивые подходы к топливным циклам и растущий риск ядерного распространения могут привести к полному исчезновению атомной индустрии из энергетической системы человечества.
Кончина мировой атомной промышленности может наступить уже в конце 21 века, говорят авторы доклада, если только серьезные проблемы атомной энергетики не будут эффективно решены в течение ближайших десяти лет. Основными из этих проблем являются высокие расходы, с которыми связано использование ядерной энергии, и неразрешимые вопросы обращения с радиоактивными отходами. Внимания также требует и проблематика так называемого “закрытого топливного цикла” – экологически опасной практики, при которой отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) перерабатывается с целью получения энергетического плутония и урана для последующего использования в качестве топлива, или для обогащения. Россия с самого рождения своей ядерной программы придерживается принципов закрытого топливного цикла и продолжает перерабатывать ОЯТ, невзирая на значительные затраты и растущий ущерб окружающей среде. Переработкой ОЯТ также занимаются Великобритания, Франция, Швейцария, Бельгия, Япония и Германия, – хотя Германия также использует и подход “однократного использования”. Переработку ОЯТ осуществляли и Соединенные Штаты, пока администрация президента Джимми Картера не приняла решение отказаться от этой практики по причине слишком больших расходов и экологического риска. С того времени Соединенные Штаты осуществляют политику поддержки “открытого” или “однократного” цикла, при котором ОЯТ, после выгрузки из реактора, отправляется на хранение и последующее перманентное захоронение. Вызвавший многочисленные споры проект строительства могильника на объекте Юкка Маунтин – один из шагов в этом направлении. Впрочем, в администрации президента Джорджа Буша, согласно вашингтонским чиновникам, ходят слухи о возможном пересмотре Соединенными Штатами своей позиции по переработке и основанным на плутониевой политике методам производства энергии.

Доклад МТИ был подготовлен группой экспертов по различным научным дисциплинам под руководством Джона Дейча, бывшего директора ЦРУ и заместителя министра обороны, и Эрнеста Мониза, бывшего заместителя секретаря по энергетике при администрации Билла Клинтона. В группу экспертов также вошел Джон Холдрен, главный исследователь проекта “Управление атомом” (Managing the Atom) при Гарвардском университете. Авторы доклада изучили экономические аспекты ядерной промышленности, проанализировали вопросы безопасности, связанные с ее работой, рассмотрели вопросы нераспространения и предполагаемые последствия возможного широкомасштабного роста ядерной промышленности в ближайшем будущем. Одним из выводов этой работы стало утверждение авторов доклада о том, что “в течение следующих 50 лет лучшим путем решения проблем [грозящих ядерной индустрии] будет выбор в пользу открытого, однократного топливного цикла”. Помимо этого вывода, исследование МТИ предлагает широкий круг различных рекомендаций, включая вопросы использования альтернативных источников энергии. Прогнозы роста атомной энергетики – нужна ли нам атомная энергия? Несмотря на препятствия к росту атомной промышленности, связанные с аспектами безопасности и экономической целесообразности, – о которых в докладе говорится подробно, – исследование экспертов МТИ, тем не менее, рекомендует дальнейшее использование атомной энергии, если удастся преодолеть базовую неэффективность ядерной энергетики с точки зрения затратности и кризис обращения с отходами, с которыми, в противном случае, придется иметь дело будущим поколениям. В 2002 году, отмечается в докладе, 20 процентов всего электричества, потребленного Соединенными Штатами, и 17 процентов от мирового объема электричества было выработано с использованием атомной энергии. Однако к 2020 году прирост производства атомной энергии обещает составить всего лишь 5 процентов, и даже эта цифра далеко не бесспорна, говорится в докладе. Потребление же электричества, тем временем, может вырасти во всем мире на целых 75 процентов, отмечают эксперты. Таким образом, предсказываемый специалистами МТИ скачок в потреблении электроэнергии окрашивает в довольно сумрачные тона будущее самой ядерной энергетики, говорится в докладе, если только мировое сообщество не решит те самые четыре проблемы, дамокловым мечом висящие над атомной индустрией:

Затратность: Ядерная энергетика требует гораздо более значительных расходов на всем протяжении срока эксплуатации объектов использования атомной энергии, по сравнению с природным газом;

Небезопасность: После того, как в 1979 году едва удалось предотвратить оплавление активной зоны реактора – и неминуемую экологическую катастрофу – на американской атомной электростанции (АЭС) Три Майл Айленд (Three Mile Island), но не удалось избежать Чернобыльской аварии в 1986 году, опасности, связанные с применением атомной энергии, для окружающей среды и здоровья человека стали хорошо известны и доказаны документально, однако эффективные решения для того, чтобы исключить возникновение подобных рисков, отсутствуют;

Распространение ядерных материалов: Использование атомной энергии влечет за собой потенциальный риск применения ее в преступных целях либо в целях ядерного устрашения, прежде всего, риск использования коммерческих ядерных предприятий с криминальными намерениями с целью получения технологий и материалов, пригодных для производства ядерного оружия. Особенную тревогу вызывает эксплуатация топливных циклов, связанных с химической переработкой отработанного топлива с целью выделения применяемого в оружии плутония и урана, особенно, учитывая тот факт, что эти технологии продолжают оказываться на вооружении государств, представляющих риск ядерного распространения;

Отходы: Ядерная энергетика продолжает накапливать проблемы долгосрочного обращения с радиоактивными отходами. Эффективные и реализуемые решения найдены пока не были, и вряд ли будут в ближайшем будущем. Даже если проект строительства могильника в горе Юкка Маунтин покажет свою целесообразность как метод безопасного обращения с высокорадиоактивными отходами и ОЯТ, работа могильника сможет только облегчить – но не решить окончательно – ситуацию с хранением отходов с Соединенных Штатах, особенно, если объемы использования атомной энергии в США и других странах продемонстрируют в будущем значительный рост. В настоящее время, заявляют авторы доклада, атомная энергия сильно проигрывает в плане экономической эффективности в сравнении с конкурирующими энергоносителями, то есть, органическим топливом и природным газом, – не говоря уже об альтернативных источниках энергии. Другим фактором, сильно подрывающим основы экономической целесообразности атомной энергетики, является необходимость, – в отличие от других секторов энергетики, – преимущественного государственного регулирования этой сферы, поскольку эксплуатация атомной энергии требует обеспечения безопасности, контроля над распространением и решения проблем обращения с отходами.

Авторы доклада утверждают, что открытый, или однократный, топливный цикл обладает значительными преимуществами по сравнению с закрытым циклом в отношении расходов на производство, проблемы нераспространения и безопасности эксплуатации топливного цикла. Согласно докладу, в мире достаточно природной урановой руды для того, чтобы обеспечить ввод в строй 1000 новых реакторов в течение ближайших пятидесяти лет. Метод “однократного” использования ядерного топлива останется относительно дешевым и безопасным до тех пор, пока месторождения урановой руды не будут исчерпаны, и атомные державы не начнут перерабатывать накопившееся ОЯТ для получения плутония – не встречающегося в природе, искусственного побочного продукта сжигания урана. Авторы доклада МТИ говорят, что “однократный” подход – лучший способ справиться с задачей удерживания в приемлемых рамках расходов на эксплуатацию ядерного процесса и предотвращения роста опасности распространения. Однако по мере истощения запасов урановой руды затратность эксплуатации открытого топливного цикла – противоположности закрытого цикла – может возрасти. Тем не менее, во избежание неисчислимых рисков, связанных с использованием закрытого цикла, специалисты МТИ рекомендуют правительствам и руководителям атомной промышленности ядерных держав продолжать эксплуатацию открытого цикла в предпочтении закрытому циклу из-за высокой стоимости процесса переработки ОЯТ и разработок в области новых термоядерных, или быстронейтронных, реакторов. Авторы доклада настоятельно советуют направить исследования и разработки в области топливного цикла в сторону развития технологий, которые не будут в ходе нормальной операции – то есть, операции по мирному применению ядерной энергии, – приводить к производству пригодных в вооружениях материалов, которые включают уран, расщепляющиеся материалы (такие как плутоний), и малые актиниды. Практика закрытого топливного цикла, осуществляемая в настоящее время в Западной Европе и Японии, не удовлетворяет этому критерию, указывается в докладе. Поэтому, говорят его авторы, анализ топливного цикла, исследования, разработки и испытания должны включать в себя четкую оценку возможного риска распространения и мероприятия, необходимые для минимизации этого риска. Если все же наиболее вероятным прогнозом будущего ядерной энергетики окажется глобальный рост атомной промышленности, основанной на открытом топливном цикле, тогда, говорят авторы доклада, уже в течение ближайших десяти лет необходимо ввести в действие международные соглашения по хранению отработанного топлива, которые должны в значительной степени сократить потенциальный риск ядерного распространения.

Что касается долгосрочных прогнозов, то ядерная энергетика имеет шанс динамичного развития только при условии более низкой стоимости по сравнению с конкурирующими технологиями, говорится в докладе МТИ. Этот вывод подтверждается в особенности тем фактом, что рынок электричества по всему миру становится все более и более независимым от экономического управления. Однако атомная энергетика неизбежно требует и будет требовать высокого уровня контроля со стороны правительства, – даже в странах с рыночной экономикой, – без участия которого невозможно регулирование аспектов безопасности, решение проблем с отходами и надзор за ядерным распространением, утверждают авторы. Слишком активное вмешательство со стороны государства, скорее всего, грозит атомной энергетике непомерными затратами и неконкурентоспособностью, говорится в докладе, в то время как слишком низкий правительственный контроль чреват риском для оптимального уровня безопасности, эффективного обращения с радиоактивными отходами и ОЯТ и нераспространения. Кроме того, критически важным условием для успешного решения этих проблем является международное сотрудничество – это особенно касается проблем в области нераспространения, продолжают авторы доклада. Следовательно, утверждают они, промышленные структуры каждого государства, эксплуатирующего сферу ядерной энергетики, обязаны находиться в соответствии со всеми принятыми международным сообществом нормами.

Согласно исследователям МТИ, в мире не существует ни одной атомной электростанции, которая была бы абсолютно безопасной – их просто не может быть. Причин тому две: ограниченные технические возможности и человеческий фактор. Безопасная эксплуатация любого источника атомной энергии, утверждается в докладе, требует эффективного надзора, управления, считающего обеспечение безопасности своей первоочередной задачей, а также высокопрофессионального штата сотрудников. Однако самым большим риском в обращении с атомной энергией, возможно, является то обстоятельство, что в мире до сих пор отсутствуют успешные методы избавления от высокорадиоактивных отходов. ОЯТ, остающееся от отработки топлива на атомных электростанциях, содержит радиоактивные материалы, которые остаются опасными для здоровья человека и благосостояния окружающей среды тысячи лет, а принятым на данный момент в мире методам хранения отработанного топлива вынести такой ядерный багаж столь долгое время не по силам.

Американская корпорация “Трест по Нераспространению” (Non-Proliferation Trust, Inc.) разрабатывает план строительства геологического могильника в России. Этот проект предполагает 40-летнее хранение в России 10 тысяч тонн расщепляющихся отходов из ряда иностранных государств. По окончании сорока лет – или в течение этого периода – эти отходы должны быть перевезены в геологический могильник, также в России, где они останутся на постоянный срок. Эти отходы никогда не должны подвергнуться переработке. Россия по условиям этой сделки должна получить 11 миллиардов долларов. Задачу безопасной изоляции радиоактивных отходов от биосферы земли могут выполнять геологические могильники – такие как могильник в горе Юкка Маунтин в Соединенных Штатах, проект строительства которого осуществляется в данное время. Однако, как уже доказывает проект Юкка Маунтин, выбор подходящего места и само строительство геологических могильников – предприятие дорогостоящее и требующее чрезвычайных усилий, которое возлагает огромную ношу на надзорные ведомства и политические организации, а также и на те организации и должностные лица, в чьей ответственности будет поддержание этих могильников на безопасном уровне. Россия уже не один раз становилась кандидатом на место строительства международного могильника радиоактивных отходов. Одним из таких предложений был план, рассматриваемый сейчас американской организацией “Трест по Нераспространению” (Non-Proliferation Trust, NPT), частной компанией, которая будет заниматься продажей площадей под хранение высокорадиоактивных отходов в построенном ею же могильнике. Однако эта идея оказалась сопряжена с различными осложнениями, в частности, благодаря позиции российского Министерства по атомной энергии (Минатом), которое было бы радо принять отработанное ядерное топливо, но хотело бы – вопреки намерениям NPT – впоследствии приступить к переработке ОЯТ, что делает этот план невыполнимым.

Для того, чтобы исключить из уравнения мировой ядерной энергетики риск ядерного распространения, авторы доклада рекомендуют предоставить Международному Агентству по Атомной Энергии (МАГАТЭ) более широкие полномочия, с которыми эта надзорная организация могла бы сосредоточить свои усилия на обеспечении гарантий безопасности – в основном, установке мониторинговых устройств на ядерных предприятиях, – а также автоматическое право проводить без предупреждения инспекции не только на заявленных ядерных предприятиях, но также и на тех, которые подозреваются в ядерных разработках.  провести проверку. На данный момент разрешение проводить без предварительного уведомления инспекции на своих ядерных предприятиях дали МАГАТЭ 37 членов этой организации, включая Канаду и Великобританию, подписавшие так называемый “Дополнительный протокол”, приложение к “Договору о Ядерном Нераспространении”. Но Иран, например, несмотря на серьезное давление международной общественности, отказывается подписывать этот договор, что в значительной степени является источником той напряженной обстановки, которая складывается вокруг ядерной программы Исламской Республики. Далее в докладе эксперты МТИ говорят, что следует уделить гораздо больше внимания риску распространения, возникающему на начальной стадии топливного цикла, особенно в области технологий обогащения. МАГАТЭ должно базировать свои мониторинговые процедуры на принципе постоянного контроля над ядерными материалами, говорится в докладе. Это означает, что обеспечение безопасности должно происходить на всех стадиях работ с материалами и включать отчет по их использованию, начиная с момента их производства и заканчивая выходом этих материалов из производственного процесса. Эти меры должны основываться на системах наблюдения и сдерживания, как на предприятиях и объектах, так и в ходе транспортировки материалов, утверждают авторы доклада. МАГАТЭ должно иметь возможность наблюдать и контролировать все важнейшие стадии топливного цикла, заключается в докладе.

Однако, если проводимая сегодня политика в сфере обращения с отходами, дорогостоящие исследования в области закрытого топливного цикла, непоследовательная практика ядерного надзора и широкомасштабное распространение ядерных материалов и технологий не прекратятся, атомная энергетика, скорее всего, уже в этом столетии придет к упадку и, возможно, полностью исчезнет как составляющая мирового потенциала производства электроэнергии, предупреждают специалисты МТИ. В наиболее развитых странах сейчас не ожидается расширения отрасли атомной энергетики. Во многих из этих государств, включая и Соединенные Штаты, вариант развития ядерной энергетики был сознательно исключен из всех правительственных стратегий, нацеленных на стабилизацию и последовательное сокращение выбросов углекислого газа, отмечается в докладе института. Строительство, поддержка в безопасном состоянии и производство на новых атомных электростанциях представляется сейчас более дорогим вариантом по сравнению с использованием альтернативных источников получения основной вырабатываемой в государстве энергии – преимущественно угля и природного газа, – если принимать во внимание и начальные затраты, и расходы на эксплуатацию АЭС. После 2020 года, если только ядерную экономику не оживят значительные инвестиции, делают вывод авторы доклада Массачусетского технологического института, выработка электроэнергии из ядерных источников пойдет на спад по мере вывода из эксплуатации существующих реакторов. Южная Корея, Индия, Иран и Россия до сих пор разрабатывают планы по возведению новых атомных энергоблоков, несмотря на неблагоприятные прогнозы для этого сектора энергетики. Однако, за исключением Финляндии, более развитые государства уже отказались от строительства новых АЭС и, по-видимому, сосредоточили свои усилия на поиске более безопасных и дешевых источников энергии. В Америке последний контракт на постройку атомной электростанции в США был заключен в 1979 году. Что же касается Европы, где антиядерные настроения неуклонно растут, то Бельгия, Германия, Нидерланды и Швеция уже официально заявили о постепенном выводе из эксплуатации всех своих ядерных энергоблоков и окончательном сворачивании атомной энергетической программы.