ИНП РАН: Атомная энергетика: пик пройден или есть возможности роста?

Выжимка статьи Семикашева В. В. (к.э.н., заведующий лабораторией прогнозирования ТЭК ИНП РАН) "Атомная энергетика: пик пройден или есть возможности роста?".

1. Атомная энергетика на современном этапе развития мировой экономики существует как значимый, но не ведущий сегмент мировой энергетики. Ее доля в первичном энергопотреблении в 2018 году по данным МЭА составила около 5 %, а в мировой электрогенерации – около 10 % (табл. 1). Как видно из таблицы, за последние двадцать лет эти доли сокращаются.

Таблица 1. Доля атомной энергетики в мировом энергопотреблении и мировой электрогенерации

Рис. 1. Доля атомной энергетики в мировом энергопотреблении, %

2.

Рис. 2. Структура выработки электроэнергии на АЭС в странах мира, ТВт·ч

В настоящее время 60 % всей генерации электроэнергии на АЭС приходится на США и Евросоюз. В целом эти страны не планируют расширения атомной энергетики. Внутри ЕС такие стратегии имеют Финляндия, Словакия и Венгрия. В этих странах сооружаются или ожидается принятие решения о сооружении новых блоков. Строить атомные станции их побуждают две причины: необходимость создать условия для надежного развития национальной промышленности за счет эффективной и дешевой генерации электроэнергии на АЭС, и планы по сокращению выбросов СО2 за счет замещения генерации на органическом топливе.

Во Франции, где АЭС занимают более 50 % в совокупной генерации, будут поддерживать или постепенно сокращать долю атомных станций в балансе электроэнергии. В ряде европейских стран – Германии, Испании, Бельгии – принято решение о постепенном закрытии всех АЭС.

Другие страны – крупные производители энергии, как правило, имеют собственные развитые индустрии и стратегии по развитию атомной энергетики. Эти рынки закрыты для внешних поставщиков. В Канаде, Южной Корее будет постепенное наращивание выработки на АЭС.

В Японии после аварии на АЭС «Фукусима» были остановлены все атомные станции. Постепенно они будут возобновлять работу, однако стратегического решения о возможности замены старых вырабатывающих свой ресурс энергоблоков на новые еще не принято.

Из развивающихся стран наибольшие планы по развитию атомной энергетики у Китая. На конец 2019 года в стране было установлено 45 ГВт мощностей АЭС, при этом 10 ГВт были на стадии строительства. Большинство АЭС в Китае имеют водяные ядерные реакторы, они работают на китайских ядерных установках, однако на некоторых электростанциях используются также американские (Westinghouse), французские (AREVA) и российские («Росатом») ядерные установки.

Китай и в дальнейшем планирует активно использовать атомную энергетику для надежного обеспечения собственной экономики энергией, поскольку это не приводит к локальным выбросам или эмиссии СО2. По прогнозам различных организаций (МЭА, US EIA, HIS, СNPC) к 2040 году атомная генерация будет занимать 8–10 % от общей генерации электроэнергии в Китае (сейчас доля АЭС около 5 %).

3.

Таблица 2. Сравнение прогнозов развития мировой энергетики,
среднегодовые темпы прироста производства различных энергоресурсов, %

В среднем в большинстве прогнозов темпы прироста мирового энергопотребления находятся около 1 % в год. Это соответствует картине последних 10–20 лет. Более высокие темпы прироста случаются в период ускорения темпов роста мировой экономики и в периоды низких цен на энергоресурсы.

Почти во всех прогнозах снижается роль угля. Его замещают природный газ и возобновляемые источники энергии. Атомная энергетика замыкает баланс. В основном это ежегодные темпы прироста в диапазоне 1–2 процентных пункта, что, как правило, несколько выше динамики совокупного энергопотребления.

В ряде сценариев атомной энергетике отводится ведущая роль.

4.

Таблица 3. SWOT-анализ атомной энергетики как технологии

В настоящее время актуален вывод специального доклада Международного энергетического агентства в рамках одного из обзоров мировой энергетики о том, что развитие атомной энергетики будет сосредоточено в развивающихся странах и на таких рынках электроэнергии, где присутствует государственное принятие решений. Строить АЭС могут позволить себе страны:

• с высоким уровнем компетенций в этой сфере (или готовые сотрудничать с одной из таких стран);
• где есть ожидание устойчивого роста спроса на электроэнергию и выгода от участия АЭС в покрытии нагрузки;
• в которых решения об инвестициях в электроэнергетику носят нерыночный характер.

5. МЭА оценивает удельные капвложения в строительство новых атомных энергоблоков в диапазоне 5–6,6 тысяч долл./кВт установленной мощности в США и ЕС  и 2,6–2,8 тыс. долл./кВт установленной мощности в Китае и Индии (цены 2019 года). Для заданных уровней удельных инвестиций расчеты стоимости электроэнергии (LCOE ) составят 10–15 центов за кВт·ч в развитых странах и 6,5–7 центов в Китае и Индии. Такие оценки для развитых стран превосходят оценки себестоимости альтернативных технологий. А в Китае или Индии находятся в середине, проигрывая более дешевым угольной, солнечной и сухопутной ветровой генерации, но обгоняя более дорогие газовую или морскую ветрогенерацию.

Для России, по данным автора, стоимость строительства блоков типа ВВЭР‑1000 и ВВЭР‑1200 в настоящее время находится в диапазоне от 250 до 400 тысяч руб./кВт установленной мощности. При этом верхняя граница диапазона достигается в случае задержек со строительством и вводом энергоблока (если это растягивается дольше, чем на 4–5 лет). Таким образом, если считать по аналогии с МЭА при слабом курсе рубля (90 руб./долл.) затраты на современный ядерный энергоблок составят от 2,5 тысяч долларов за кВт установленной мощности, а при сильном курсе рубля (60 руб./долл.) – более 4–5 тыс. долл. за кВт установленной мощности. При этом решения о вводе новых блоков АЭС принимается в логике загрузки важной атомной промышленности, а не конкурентоспособности этого вида генерации на российском оптовом рынке электроэнергии и мощности.

6.

Таблица 4. Количество и мощность реакторов, введенных в 2009–2019 гг., по их типам и странам

Новые мощности АЭС в рассматриваемом периоде были введены в Китае, России, Республике Корея, Индии, Иране, Пакистане, США и Японии. Причем на первые три страны приходится 88 % введенных мощностей, из которых 62 п. п. – на Китай, 12 п. п. – на Республику Корею и 14 п. п. – на Россию.

Из 60 введенных реакторов, 56 реакторов водо-водяного типа (PWR). Было построено 3 тяжеловодных реактора (PHWR), которые локализованы в Индии, и 1 реактор-размножитель на быстрых нейтронах (FBR), который располагается в России.

Еще 58 реакторов суммарной электрической мощностью 59 тыс. МВт находятся в стадии строительства (таблица 5).

Таблица 5. Количество и мощность реакторов, строительство которых началось и продолжается, по их типам, странам и временным периодам

Среди строящихся реакторов также преобладают водо-водяные реакторы (PWR), их 47. В Индии строятся 4 тяжеловодных реактора (PHWR), в Китае – один высокотемпературный газоохлаждаемый реактор (HTGR), по одному реактору на быстрых нейтронах (FBR) в каждой из перечисленных стран, а также по два корпусных кипящих реактора (BWR) в Японии и Тайвани.

Крупнейшими поставщиками введенных реакторов являются китайские компании DEC, CFHI, NPIC, а также российская компания «Атомэнергомаш» (AEM) и корейская компания DHICKOPC, которые обеспечили реакторами свои страны. Доля китайских компаний в общем объеме введенных мощностей достигает 49 %, российских – 23 %, корейских – 12 %, США – 8 %, прочих – 8 %.

Крупнейшими поставщиками атомных реакторов на строящиеся АЭС являются французская компания AREVA, которая поставляет свои реакторы в Финляндию, Францию, Китай и Великобританию, российские компании «Атомэнергомаш» (AEM) и «Атомстройэкспорт» (JSC ASE), которые поставляет реакторы в Россию, Турцию, Беларусь, Индию и Иран. На эти три компании приходится 14 %, 13 % и 12 % строящихся мощностей соответственно. Доля китайских компаний составляет 21 %, на корейские компании приходится 18 %, доля США – 10 %. Остальные 12 % распределены между Индией, Японией, Германией, Чехией.

7. Дальнейшее развитие, будет сосредоточено в трех сегментах.

В развитых странах с имеющейся атомной энергетикой, скорее всего, будет постепенное сокращение выработки электроэнергии на АЭС в связи с закрытием вырабатывающих свой ресурс энергоблоков.

Развивающиеся страны с созданной атомной энергетикой будут ориентироваться на перспективы спроса на электроэнергию и возможности АЭС по декарбонизации экономики. Наиболее бурный рост выработки электроэнергии на АЭС будет в Китае и Индии.

Третий сегмент – новые страны, в которых АЭС будут построены впервые. Такие проекты наиболее рискованные и сложные для реализации из-за необходимости создания регуляторной и управленческой инфраструктуры, а также рисков реализации проектов АЭС в новой стране, что может значительно сдвигать сроки запуска новых АЭС.

В случае более амбициозных целей по декарбонизации мировой экономики роль атомной энергетики возрастает. Представляется, что в настоящее время нет достаточного числа проектов по строительству новых АЭС для таких сценариев. На проработке таких проектов должно быть сосредоточено внимание как МАГАТЭ, так и участников рынка.