Атомные электростанции Украины: исторический экскурс

Когда-то нам довелось описать украинские линии электропередач 750 кВ, охарактеризовав их, как основу украинской электроэнергетики. Однако основа редко состоит из одной точки. На эту же роль могут претендовать и атомные станции, роль которых в надежности электроснабжения страны переоценить крайне сложно.
В настоящее время в Украине эксплуатируется четыре подобных объекта. Нам бы хотелось в настоящем очерке дать краткую характеристику каждого из них, чтобы читатель имел представление об отрасли в целом.

История развития украинской атомной энергетики непрерывно связана с историей все тех же линий 750 кВ. Можно считать, что появление в конце семидесятых годов проектов строительства атомных станций вызвало потребность в освоении новой ступени напряжения, прежде всего, для работы в схемах выдачи мощности четырех существующих и доныне АЭС, введенных в строй в конце брежневского периода: Чернобыльской в 1970 г., Ровенской в 1976 г., Южноукраинской в 1977 г. и Запорожской в 1980 г.

Первая из этих станций, позднее вошедшая в историю, отличалась от остальных тем, что была оборудована канальными водографитовыми реакторами РБМК электрической мощностью 1000 МВт. На остальных трех были установлены водо-водяные реакторы ВВЭР: на первой очереди Ровенской – мощностью 440 МВт, на Южноукраинской и Запорожской – 1000 МВт. Более того, исключительно реакторы последнего типа планировались к установке и в дальнейшем: при расширении РАЭС, на Хмельницкой АЭС и на планировавшихся к строительству Крымской, Одесской и Чигиринской атомных станциях.

Пуск станций, как и строительство, начался с агрегатов ЧАЭС. Первый блок был запущен в 1977 году, второй – в 1978, третий – в 1980, а четвертый – в 1984. К слову, первое включение генераторов двух турбин этого блока в сеть состоялось 21 и 31 декабря 1983, соответственно. Для лиц, имеющих отношение к энергетике, сами эти даты скажут многое, а для прочих – поясню, что 22 декабря – это профессиональный праздник – День энергетика. И за этим скрывается обычная практика выполнять ключевые события к знаменательным датам. В данном случае – за день до отраслевого праздника и Нового года.

Всего планировалось построить шесть блоков, однако после известных событий строительство было остановлено.

Одновременно вводились в работу и реакторы ВВЭР на остальных трех площадках. В 1980 и 1981 году это произошло с первым и вторым блоками Ровненской АЭС. В 1981 году был пущен первый в Украине реактор ВВЭР-1000 на Южноукраинской АЭС, а тремя годами позже такое же событие отметил и коллектив строителей Запорожской АЭС.

Также были начаты работы и на новых площадках: Хмельницкой, Крымской и Чигиринской АЭС, а также Одесской АТЭЦ. Однако только первый из этих проектов был реализован в железе: в 1981 году начато строительство, а в 1987 – введен в эксплуатацию первый блок с реактором ВВЭР-1000.

Возвращаясь к описанию инфраструктуры выдачи мощности от этих станций, процитируем сами себя, напомнив, что

в это же время были сооружены линии 750 кВ: ЧАЭС – ПС Западноукраинская (1980 год), ЧАЭС – ПС Винницкая-750 (1982 год), ЗАЭС – ПС Днепровская (1983 год), ЗАЭС – ПС Запорожская-750 (1986 год). Эти линии образовали две петли напряжением 750 кВ, размешенные в западной и центральной частях Украины.

В таком состоянии атомная отрасль встретила 1986 год, который стал переломным не только для нее, но едва ли и не для всего Союза. И речь, разумеется, идет не о вводе в эксплуатацию первого блока с реактором ВВЭР-1000 на второй очереди Ровенской АЭС, после чего ее мощность увеличилась до 1880 МВт, а об известных апрельских событиях на ЧАЭС.

В принципе, любой рассказ об украинской атомной программе будет всегда крутиться вокруг той аварии. Что касается нас, то свое мнение мы уже высказали ранее, и добавить нам нечего: авария стала следствием глубокой непорядочности конструкторов реактора, а также невиданной халатности тогдашнего руководства Госатомнадзора.

Впрочем, тут уместно одно отступление. Мы уже писали, что по итогам расследования аварии было составлено два отчета: один – Государственной комиссии, и второй – Госатомнадзора. Собственно, первый из этих документов, состряпанный в целях обеления отраслевой верхушки, напичкан таким количеством разного рода домыслов, мистификаций и прямого вранья, что сразу по опубликованию заинтересованным лицам было с ним все понятно. К чести руководителя коллектива его авторов, академика Легасова, хладнокровно врать в глаза стране и миру, подобно конструктору реактора академика Доллежалю, он не умел, покончив с собой от стыда.

Однако, в каноническую версию аварии из этого опуса (и, отчасти, из небезызвестного произведения законченного подонка Медведева) перекочевала (вопреки прямым свидетельским показаниям и записям средств объективного контроля) красивая легенда о «концевом эффекте». Суть его заключается в том, что из-за неудачной конструкции поглощающих стержней при малом запасе реактивности их ввод в активную зону приводит к кратковременному увеличению реактивности вместо ее уменьшения. Эффект такой действительно существует, и был выявлен, в том числе и на аварийном блоке за три года до аварии. За наличие этого эффекта и ухватились, как утопающий за соломинку, авторы отчета, пытаясь свалить на оперативников собственные преступления (впрочем, так же поступил и руководитель эксперимента Дятлов, сваливая вину на мертвых подчиненных, но в его случае на кону все же стояли не автомобили, дачи и премии, а свобода). Из статьи в статью бездумно перепечатывается кусок примерно такого содержания: «Реактор начал неуправляемо разгоняться. В 1:23:38 по нажатию СИУРом Топтуновом аварийной кнопки сработала защита АЗ-5. Поглощающие стрежни вошли в активную зону, но из-за концевого эффекта вместо уменьшения реактивности произошел ее всплеск, и персонал на БЩУ услышал взрывы. Реактор разрушился».

В действительности же, все (кроме помянутого Дятлова) бывшие в тот момент на БЩУ единогласно свидетельствовали: сперва раздались взрывы, а уж после того, по команде начальника смены Акимова, Топтунов нажал аварийную кнопку. Более того, существует (а, что более вероятно, существовала) запись переговоров на щите управления, на которой слышна команда Акимова, и, самое пикантное, в ведомости действия срабатывания защит зарегистрировано два случая срабатывания АЗ-5: до и после взрыва. Я думаю, мы несильно покривим душой, если предположим, что первая фиксация – результат манипуляции с  ведомостью участниками Госкомиссии.

Собственно, все это мы написали, чтобы обратить внимание любителей различных сенсаций. Хроника аварии расписана по секундам, и места для каких-то откровений о теракте ЦРУ, точечном землетрясении или проделках инопланетян – не оставляет. А, вот, разоблачение истории «концевого эффекта» позволило бы снять еще один поклеп с погибших героев, и воткнуть еще один осиновый кол в могилы подлинных виновников трагедии. И хотелось бы, чтобы кто-то, кто владеет пером лучше меня, сделал это.

Помимо прочего, результатом аварии стало резкое торможение развитие атомной отрасли. Так, было остановлено строительство на всех новых площадках, кроме ХАЭС, а, также, на ЧАЭС.

К началу девяностых годов, однако, количество работающих блоков на ЮУАЭС выросло до трех единиц, а на ЗАЭС – до пяти. Строительство же второго блока ХАЭС и шестого блока ЗАЭС было приостановлено. Во втором случае, советский проект был «по инерции» завершен в 1995 году, после чего станция стала крупнейшей в Европе. Строительство же второго блока ХАЭС было окончено только в 2005 году, уже в совершенно иных реалиях. Пуск первого реактора (и, вообще, единицы крупной электрогенерации) независимой Украины, казалось, давал надежду и открывал перспективы, став для украинской энергетики тем же, чем для российской стал пуск второго блока Нижневартовской ГРЭС в 2003 году. Однако, спусковым крючком для украинского плана ГОЭРЛО этот пуск не стал, хотя годом позже такое же радостное событие произошло и на Ровенской АЭС. Более того, впечатление об этих пусках оказалось смазанным тем, что в 2000 году были выведены по политическим причинам из работы остававшиеся три блока ЧАЭС, все же три новых блока оказались без адекватной схемы выдачи мощности, в результате чего новая мощность оказалась «запертой».

В новых условиях отрасль развивалась по-новому. Уже в декабре 1991 года киевские сепаратисты взяли под контроль расположенные в УССР АЭС, создав для управления ими концерн «Укратомэнергопром», который через год был реорганизован в Государственный комитет Украины по использованию ядерной энергии – Госкоматом Украины. В 1996 году постановлением Кабмина организован оператор украинских АЭС – Национальная атомная энергогенерирующая компания «Энергоатом».

^{Эта картинка, чтобы не забывалось никому, какой социальный слой выступал и выступает за независимость Украины. И от кого.}

В условиях «независимости», как известно, Украина столкнулась с множеством проблем, в том числе в сфере электроэнергетики. Рост цен на органическое топливо, а также разрыв единого оперативного пространства – привели к возникновению дефицита мощности в стране, несмотря на резкое падение промышленного производства. В этой ситуации, именно АЭС крепко выручили всю экономику. Хотя РАЭС и ХАЭС изначально  строились для поставки электричества в Европу, в девяностые годы мощность от них была направлена на восток, компенсировав снижение выработки на традиционных ТЭС Юго-Востока.

Еще более роль атомных станций выросла после нацистского переворота 2013-2014 гг. В условиях возникших проблем у тепловой генерации, доля атомной в общем балансе существенно выросла, не только в процентном, но и временами в абсолютном значении.

В самый тяжелый период второй половины 2014 г., когда судьба ОЭС действительно могла при определенных условиях решиться в плохом смысле, были сняты диспетчерские ограничения на производство электроэнергии АЭС. В результате, процент выработки электроэнергии на них в ОЭС вырос до 55-65 %%. По итогам же пяти месяцев 2015 доля выработки ядерной электроэнергии в общем балансе страны в среднем составила 53%.

Отметим, что сколь бы не изгалялись различные умники насчет того, что «хохлы допиливают советскую атомную мощь», в действительности она не только развивается, особенно в сравнении с судьбой атомной отрасли таких постсоветских стран, как Литва или Болгария, но и обладает значительным потенциалом к росту.

Так, например, в Европе многие ответственные лица заявляют о готовности вкладываться в Энергоатом, чтобы организовать поставки электричества от украинских АЭС в Европу. И мешает появлению серьезных инвестиций сейчас не столько некомпетентность украинских специалистов, или иные технологические проблемы, сколько общая нездоровая ситуация в отрасли и стране в целом.

Несмотря на имеющиеся сложности, пути развития атомной отрасли определены достаточно вменяемо (в отличие, например, от плана развития ОЭС в целом, который мы здесь в очередной раз обзовем политической маниловщиной). Основными направлениями должно стать следующее: продление срока эксплуатации ряда блоков, диверсификация поставок топлива, достройка ХАЭС, преодоление проблемы «запертых мощностей» и создание собственного хранилища отработанного ядерного топлива.

Разумеется, программа выглядит амбициозно, но достижение поставленных задач вполне реально. Особенно сложным, по нашему мнению будет главная задача: ввод в эксплуатацию двух блоков ХАЭС. Учитывая опыт строительства второго блока, можно уверенно говорить, что своими силами страна не справится. Она объективно нуждается, как в иностранном финансировании, так и в технической помощи из-за рубежа. Проблема осложняется тем, что в конце 2015 года «президент» Порошенко окончательно отказался от сотрудничества со структурами российского подрядчика «Атомстройэкспорт», совместно с которым планировалась реализация проекта. В результате, в настоящий момент идет поиск нового подрядчика, при этом называются совершенно экзотические варианты от «Шкоды» до китайских фирм. По последним веяниям ожидается привлечение южнокорейской фирмы KHNP. Финансирование планируется обеспечить через реализацию проекта «Энергетический мост Украина-ЕС», в рамках которого предполагается развернуть первые два блока станции (именно два, а не только второй, как это встречается во многих источниках) для работу на Европу, как оно и предполагалось изначальным ТЭО. При том, что решение является разумным, не следует думать, что два «миллионника» смогут заметно покрыть расходы, либо оказать заметное влияние на электроснабжение западных потребителей. Скорее, оно носит имиджевый, и даже «цивилизационный» характер, интегрируя Энергоатом в европейские структуры, и отрывая от российских. Вместе с тем, после ввода еще двух блоков, уже можно будет говорить о заметном участии украинских игроков на энергорынке Европы. Еще более заметным оно будет в том случае, если на Европу же будут перенаправлены мощности РАЭС.

Говоря об этих планах, нужно всегда помнить о проблеме «запертых мощностей», о проблеме схеме выдачи мощности от РАЭС и ХАЭС. Нужно сказать, что проблема руководством осознается, и, в частности, была построена и 19 сентября 2016 г. поставлена под напряжение линия 750 кВ ХАЭС – ПС Киевская, а в декабре прошлого года такая же ЛЭП от РАЭС, позволившие «отпереть» ХАЭС и РАЭС в направлении на Восток. Помимо прочего, это позволяет облегчить условия для киевского энергорайона, находящегося, на самом деле, в критической ситуации уже лет пять, и с каждым годом этот кризис все усугубляется.

Однако это событие хоть и решило множество проблем, не способствует решению задачи переброски мощности в Польшу. Для этой цели планируется провести реконструкцию еще советской ЛЭП ХАЭС – ПС Жешув. После окончания реконструкции линия получит способность пропускать 1500 МВт мощности в сторону Польши. Разумеется, для обеспечения работы ХАЭС, и, тем более, РАЭС, на Европу – этого недостаточно, и схему выдачи мощности придется развивать далее.
В плюс проекту играет то, что в Польше в ближайшие годы ожидается дефицит мощности из-за вывода ряда станций из эксплуатации. Как бы то ни было, путь представляется нам верным, но его реализация, по нашему мнению, в виде трех-четырех блоков работающих на Польшу, возможна не ранее 2025 года. Учитывая ситуацию в теперешней Украине, говорить о корректности этих планов не приходится.

Последнее, о чем нам хотелось бы написать, это популярная ныне тема топлива для украинских АЭС. Если проблема его утилизации в Украине путем строительства хранилища в Чернобыльской зоне отчуждения, обсуждается редко, то анализом планов отказа от российской поставки в пользу западной – промышляют многие топ-блогеры и крупные аналитики.

К сожалению, в отличие от указанных аналитиков, которые, несмотря на отсутствие профильного образования, способны авторитетно рассуждать о чем угодно: от АЭС до сельского хозяйства, и от вопросов обороны до проблемы глобального потепления – автор настоящего очерка все-таки по основной профессии работал с ТЭС, и едва ли в вопросе разбирается досконально. Поэтому лишь упомянем, что с 2011 (по некоторым данным с 2010) года на блоке №3 ЮУАЭС успешно отрабатывается использование топлива поставки Вестингауз совместно с российским. В принципе, получены утешительные результаты, которые предполагается распространить на остальные украинские станции. Имелись ли при этом проблемы? Да. Так в июне 2012 году на этом блоке пришлось заменить топливо Вестингауза российским из-за механических повреждений американских сборок. Такая же история была ранее и на чешской АЭС «Темелин», где проводились аналогичные опыты. Но говорить о несовместимости американского топлива с советскими реакторами – все-таки, наверное, не стоит. Пока что, повторим, накопленный украинскими специалистами опыт позволяет предполагать, что процесс «притирки» новой технологии пройдет успешно.

Выводы.
1.    В настоящее время надежность генерации в ОЭС Украины определяется, прежде всего, работой АЭС. Надежность работы ТЭС менее важна, и, в очередной раз, напомним о том, что проблема «угольного голода» для работы ОЭС, мягко говоря, раздута.
2.    Большая часть основного оборудования украинских АЭС – советского производства семидесятых-восьмидесятых годов. Перед Украиной, в любом случае, стоит вопрос о продлении его срока службы свыше расчетного.
3.    Ключевой проблемой для отрасли является строительство (точнее достройка еще советского проекта) двух блоков ХАЭС. Однако связано это не столько со снабжением электроэнергией внутреннего рынка, сколько с работой на Европу. Ориентировочный срок, в который Украина сумеет выйти на европейский рынок с поставками от новой очереди ХАЭС, по нашему мнению, не ранее 2025 года.
4.    С задачей диверсификации поставок топлива для АЭС Украина успешно справится в ближайшие годы. Раздуваемые на этот счет страхи, скорее всего, не имеют под собой серьезной почвы.