Доля стоимости урана в цене электроэнергии АЭС

Имеются небольшая «путаница» в вопросах экономики генерации электроэнергии на АЭС в части «урана как топливо». Я постарался разобраться в этом вопросе. То что получилось, выношу на суд уважаемых участников Этого форума. Прошу судить строго, но справедливо. Особо отмечаю, что на обсуждение выставлен сигнальный вариант текста. Выставлен именно для выявления в нем арифметических ошибок (их бывает у меня), неточностей, ляпов и прочей фигни.

В атомной промышленности принято различать две стадии производства ядерного топлива – начальную и конечную.  Начальную стадию (от добычи урана до загрузки топливных сборок в реактор АЭС) мы уже рассмотрели. (98) Конечная стадия включает выгрузку сборок, временное хранение, перевозку, переработку и долговременное хранение отходов. (38) На этих двух стадиях работ формируется такой показатель как «стоимость топлива». Она составляет от 7 до 15% в затратах на производство электроэнергии АЭС (цифры на начало 2014 г.). (37) Примерно 25% стоимости формируется на первой стадии, 75% - на второй. При этом, примерно половина стоимости работ первой стадии формируется в добыче и поставке урана. В целом стоимость топлива составляет приблизительно 6 евро/МВт·ч (погрешность оценки ± 0,75 евро/МВт·ч). Из приведенных цифр можно вычислить долю стоимости урана (продукция уранодобывающих компаний) в затратах на производство электроэнергии. Она составляет 0,9-1,9%. Эти показатели мы оценили для АЭС Украины и Франции.

Для АЭС Украины нужно 2480 т урана в год. В 2012 г. они произвели 90 млрд 138,2 млн кВт·ч электроэнергии. (39) На производство 1МВт·ч электроэнергии затрачено 27,5 г урана. Себестоимость 1МВт·ч электроэнергии АЭС составила 207 грн (54,5 долл.). (127) Средняя цена урана в 2012 г. была примерно 125 долл./кг. Итого, доля цены урана в себестоимости электроэнергии составляет 6,3%. Во Франции себестоимость 1 МВт·ч электроэнергии, вырабатываемой на АЭС (2014 г.), составляет 59,8 евро (81,9 долл.). (128) Доля цены урана в себестоимости электроэнергии - 4,2%. Это при ценах на уран в 2012 г. В марте текущего года цена составляла примерно 90 долл./кг. Это дает значение рассматриваемого параметра равное 4,5% для Украины и 3,0% для Франции. Стоимость топлива в себестоимости электроэнергии Украинских АЭС составляет 15%, французских - 10%.

Ранее мы показали, что свободного рынка урана не существует. (98) Полученные нами цифры как раз это и подтвердили. Низкая стоимости урана в цене атомной электроэнергии, составляющая 0,9-1,9%, сформирована за счет того, что самые крупные ее производители являются вертикально интегрированными компаниями и имеют возможность фабриковать ядерное топливо из «своего» урана. Себестоимость его добычи в разы ниже мировых цен. Например, если на украинские и французские АЭС поставлять уран по себестоимости Uranium One (35 долл./кг), то его стоимости в затратах на производство электроэнергии составят 1,8 и 1,2% соответственно.

Здесь приведем еще одну ключевую цифру, характеризующую уран, как топливо для АЭС. Мощность всех АЭС мира  - около 374 ГВт. Для их работы необходимо 65 тыс т урана в год. Для обеспечения работы реактора мощностью 1 МВт в течение года необходимо 174 кг. урана. Для украинских реакторов этот параметр равен 179 кг. В публикациях приводятся цифры 160 и около 200 кг. (40) Расхождения в оценках этого параметра могут быть связаны с разными КПД (по использованию уранового топлива) реакторов различного дизайна.  

По данным Nuclear Energy Institute (2007 г.) стоимость природного урана в себестоимости топливных сборок составляет 58%, его обогащения – 31%. (37) По данным CxConsulting Company (2009 г.) – 49% и 38% соответственно. Остальные затраты -  11-13%, формируются на стадии конверсии и фабрикации топливных сборок.

Выполним и свои оценки. Для производства 1 кг низкообогащенного урана для реакторов АЭС (до 4% по U-235) необходимо использовать 7,5 кг природного урана и 6,5 ЕРР. Это дает нам ключевой показатель – 0,87 ЕРР/кг. Обогащение урана методом газовой диффузии (США) стоит около 120 долл., методом газовой центрифуги - 90 дол./ЕРР (Европа, США, Япония). Учитывая объемы обогащения этими методами, можно принять, что его средняя стоимость составляет 100 долл./ЕРР. Это дает стоимость обогащения в пересчете на 1 кг природного урана равную 87 долларов, что составляет 70% от его цены (2012 г.).

Стоимость обогащения урана методом газовой диффузии в пересчете на 1 кг природного урана составляет 104 долл. на центрифугах – 78 долл. (83 и 63% от цены урана) В 2012 г. украинский государственный концерн «Энергоатом», оператор АЭС закупил для них ядерное у «ТВЭЛ», дочки «Росатома» топливо на сумму 555 млн долл. (2)  (примерно 2290 т, остальное топливо куплено у Westinghouse). Если это топливо покупать у Westinghouse (при применении диффузионного обогащения), то оно будет стоить на 60 млн. долл. дороже.  

Таким образом, достоверные оценки стоимостных параметров производства ядерного топлива для АЭС дают практически идентичные результаты. Вклад затрат на добычу урана (себестоимость его добычи, но не цена на мировом рынке) в цену электроэнергии составляет 1-2%. Вклад его обогащения – 0,7-1,4%. Обогащение урана методом газовой диффузии приводит к увеличению стоимости электроэнергии на 0,2-0,4% относительно использования урана, обогащенного на центрифугах.    

Общий вывод здесь вполне определенный: параметры «цена на уран» и «геологические запасы урана» для атомной энергетики не критические. Сегодня разрабатываются месторождения с себестоимостью добычи урана менее 80 долл./кг. В обозримом будущем начнется массовая разработка месторождений с себестоимостью его добычи до 135 долл./кг. При этом себестоимость электроэнергии при загрузке в реакторы «дорогого» урана увеличится всего на 1-2%. Если понадобится, то в «туманном» будущем начнется разработка месторождений с себестоимостью добычи урана до 295 долл./кг. Никаких технических и технологических проблем в развитии этого естественного процесса не просматривается.   

(2) http://informator.su/ukraina-nachala-stroitelstvo-zavoda-po-proizvodstvu-yadernogo-topliva/

(37) http://www.onlinecapital.kiev.ua/research/download.php?id=8&ga=1

(38) http://atomicexpert.com/content/ekonomika-aes-fokus-na-kvt-ch

(39) http://www.kommersant.ru/doc/2102376

(40) http://profbeckman.narod.ru/Uran.files/Glava9.pdf

(99) http://www.odnako.org/blogs/bolshoy-uran-kazahstana-chast-1-zagadochnaya-uranium-one-i-uspehi-rosatoma/

(127) http://eircenter.com/ua-analiitika/tarifyi-na-elektroenergiyu-po-chestnomu-ili-po-spravedlivosti/

(128) http://france.ved.gov.ru/news/15848.html

P.S. Уважаемыt коллеги!

У меня небольшая проблема.

Добыча урана (U₃O₈) на Украине: 2001-2008 гг – 800 т; 2009 г. – 830 т; 2010 г. – 849 т;  2011 г. - 892 т; 2012 г. – 960 т; 2013 г. – 922 т. Для обеспечения украинских АЭС топливом нужно 2480 т урана (U₃O₈?) в год. Собственная добыча Украины обеспечивает 30% их потребностей. (30% от 2480 т дает 744 т. Причину расхождения цифр объяснить я не могу).

Иногда приводятся цифры 2,4 тыс. т и 32%.

Помогите, разобраться.