Пик урана : не бойся, я с тобой (NUC15)

Ну, наконец-то можно добавить немного здорового алармизма и на нашу, ядерно-томную улицу.
Я думаю, читатели, внимательно ознакомившиеся с предыдущими материалами серии NUC уже чётко понимают, что уран всё-таки заменит нефть (как нефть до этого заменила уголь, а уголь перед этим заменил дрова, пшеницу для рабов и овёс для скота), уже понимают, что любой природный атом урана и тория и полученный в реакторах плутоний — это не страшные-ужасные "ядерные отходы" а ценнейший энергетический ресурс, что у России уран на свои реакторы есть, и что надо чётко различать "пик дешёвого природного урана", "пик урана" и "пик производства делящихся материалов".

Поэтому, исходя из вышесказанного и преждепрочитанного, я считаю, что вот эта иллюстрация уже не будет для читателей столь уж трагичной и угрожающей:



Ну что ж, господа, две с половиной сталинские пятилетки у мира в запасе есть!

Вообще, публикаций о пике урана гораздо меньше, чем подобных же статей о пике нефти. С другой стороны, если уж таковая публикация появляется в печати, то цифры, изложенные в ней, лишены столь обычного популистского и тревожного окраса, как в случае нефти или газа.
Вот и отчёт МАГАТЭ, вышедший в 2009 году — это просто отчёт. 112 страниц текста. С кучей сложных графиков, допущений и объяснений — почему всё может сложится так и что будет, если вдруг что-то пойдёт иначе, нежели описано.

В общем у МАГАТЭ, всё, как у Стругацких в их описании радостного и достоверного постаповского мира Саракша :

"- Массаракш! - сказал, наконец, однорукий, вытирая слезы плечом.
- Ну и угроза!.. Впрочем, вы еще молодой человек... Все архивы после переворота сожгли, и вы даже не знаете, до чего вы все измельчали...
Это была большая ошибка - уничтожать старые кадры: они бы научили вас относиться к своим обязанностям спокойно. Вы слишком эмоциональны. Вы слишком ненавидите. А вашу работу нужно делать по возможности сухо, казенно - за деньги. Это производит на подследственного огромное впечатление. Ужасно, когда тебя пытает не враг, а чиновник. Вот посмотрите на мою левую руку. Мне ее отпилили в доброй довоенной охранке, в три приема, и каждый акт сопровождался обширной перепиской... Палачи выполняли тяжелую, неблагодарную работу, им было скучно, они пилили мою руку и ругали нищенские оклады.
И мне было страшно. Только очень большим усилием воли я удержался тогда от болтовни."

Поэтому — удержимся от болтовни. Дело-то ведь серьёзное. Не каждый ведь день к нам апокалипсис приходит. О пике урана будем рассказывать долго, жалуясь на скуку и нищенское положение российского атомпрома...

Для начала — несколько комментариев к верхней картинке.
Что это за разноцветные столбики, которые резво растут вплоть до 2024-2026 годов, а потом начинают столь же резво падать вниз?
Это разбиение возможного к добыче урана по стоимости его в расчёте на 1 кг урана. Классификация МАГАТЭ почему-то немного отличается от классификации WNA (МАГАТЭ, в силу необъяснимой для меня прихоти природы, считает уран в фунтах, что делает их расчёты по цене килограмма природного урана абсолютно зубодробительными), но в целом, сравнивая методики WNA  и МАГАТЭ, можно условно принять следующее соответствие:

Low (МАГАТЭ) ~ Low (WNA) и соответствует дешёвому природному урану (<40$ за кг).
Low medium и High medium (МАГАТЭ) = Medium (WNA) и включает в себя недорогой уран (40-80$ за кг)
High (МАГАТЭ) = High (WNA) и эквивалентно дорогому урану (80$-130$ за кг)
Very High (МАГАТЭ) = Very High (WNA) и эквивалентно сверхдорогому урану (130$-260$ за кг).

Как мы помним из вот этой статьи, усилия по геологоразведке последних пяти лет (2007-2012 года) приносили результаты именно в деле открытия месторождений сверхдорогого урана — со стоимостью в пределе 130-260 долларов за килограмм урана. Много это или мало? Никто ведь из нас напрямую уран не покупает, незачем нам...

Для сравнения, сейчас цена урана на американском рынке (хотя это и "спотовый" уран, на долю которого приходится не более 10% от мирового рынка урана) составляет 45,75$ за фунт U3O8, что составляет около 100 долларов за килограмм урана. 

Саму же неадекватность ориентира спотовой цены урана можно, например, оценить вот по этому документу.
Рынок урана, в отличии от рынка нефти, планируется на годы вперёд и, по факту, зарегулирован даже больше, чем рынок газа. А иначе как? Реактор ведь не остановишь просто так, в силу того, что уран на этой неделе на бирже подорожал. Неумно это как-то. Вот и договариваются "всерьёз и надолго".
А любое изменение в контракте, если что, "пилися" в три приема, и каждый акт сопровождается обширной перепиской. Массаракш!

В силу этого факта проекты по добыче урана планируются на годы вперёд — никто не станет разворачивать производство урана просто в надежде на "будущий спрос" — сначала будет найден потребитель урана, будет согласована стоимость обогащения, найдены обогатительные мощности и лишь затем будут запущены проекты по добыче урана.

Исходя из каких предположений выбрана такая шкала деления ресурсов урана?
Почему уран со стоимостью в 130$-260$ за килограмм занимает столь скромную долю в добыче, а уран со стоимостью выше 260$ за килограмм вообще отсутствует в расчётах МАГАТЭ?

Ответ на этот вопрос есть вот в этом интересном исследовании. Оно не такое объёмное и увесистое, как отчёт МАГАТЭ, но интересные факты можно почерпнуть и оттуда. Причём, если вы обратите на это внимание, специалисты WNA считают все экономические цифры сразу в джоулях!
Доллары? Нет, не слышали. Не, ну пока, конечно, пользуемся, но это же атавизм! Надо ведь всегда считать энергию! Мы же всё-таки энергетики...


Ветер: EROI 6-50. Но дует, когда бог на душу положит.
Солнце: EROI 4-10. Но заходит каждый вечер, а лампочки всё равно зажигать надо.
Уголь: EROI 7-34. Посмотрите на эти счастливые лица. Пик по углю намечен на 2025 год. Ну и дымит не по детски.
Природный газ: EROI 6-26. У "Газпрома", пожалуй, 26, у Катара — 6. Но он тоже, скорее всего, будет на пике к 2020.

Атом: EROI 10-59. У России — 59 (потому, что центрифуги!), у США и Франции — пока 10 (потому, что газодиффузионные заводы, а центрифуги пока только на взлёте).

"- Дорогая, медведям жарко, приглуши атомный реактор.
- Сейчас, только водку допью. А ты пока сыграй на балалайке!"

Вот так — изменили один параметр во взаимосвязанном, сложном цикле добычи-обогащения-использования урана — и вся эффективность ядерной энергетики скаканула вверх в 4 раза. О чём я уже, собственно говоря, и писал.

А что у нас творится на начальной стадии? Когда уран извлекают из вмещающей породы?
В исследовании, приведенном на сайте WNA, посчитано извлечение руды из карьера Рейнджер в Австралии:


Именно такую дыру в земле хотят сделать на Олимпийской Плотине.

Энергетические расходы на карьере месторождения Рейнджер в Австралии находятся на уровне, гораздо выше лучших мировых значений — на производство одной тонны урана здесь затрачивается 322 ГДж / тонну U. Рейнджер работает на бедных рудах (содержание урана в руде всего 0,26%)

Выше, чем на Рейнджере, энергетические затраты только на Олимпийской Плотине и на Россинге, которые работают на ещё более бедных рудах. Так, например, на намибийском Россинге содержание урана в породе составляет всего 0.027% (в десять раз меньше, чем на Рейнджере) а энергопотребление составляет 520 ГДж / тонну U.

Для проектов же, ориентированных на подземное выщелачивание урана, энергетические расходы оказываются значительно ниже, чем даже для открытых карьеров по добыче урана.
Так, проект Беверли, связанный с подземным выщелачиванием урановых руд, и имеющий содержание урана в породе, даже меньшее, чем у Рейнджера (в Беверли урана всего всего 0,18% от массы породы) имеет расходы в 221 ГДж / тонну U.

Для сравнения, самой энергии деления в этой извлечённой тонне урана (только по изотопу ²³⁵U!) содержится "всего" 532 800 ГДж. То есть, если рассмотреть в отдельности только энергетический "выхлоп" процесса добычи и начального обогащения руды (до смеси изотопов ²³⁸U и ²³⁵U в коллективном концентрате U3O8), то он составляет (сам по себе, без учёта остальных стадий процесса получения ядерной энергии) цифру 1:1000.

То есть, последовательность вовлечения всё более и более бедных руд урана в экономический оборот, указанная в отчёте МАГАТЭ — это лишь постепенное увеличение стоимости природного урана — с $40 до $ 80, с $80 до $ 130, с с $130 до $260. Появятся и цифры и после $260 за килограмм, но, скорее всего, быстрее появятся бридеры и замкнутый топливный цикл на уже добытом изотопе ²³⁸U , который пока спокойно лежит в отвалах фабрик по разделению изотопов.

Да, приятно добывать уран из шахт месторождения МакАртур Ривер в Канаде, где его концентрация составляет 17%. Но можно и из руд Россинга, где урана всего 0.027%. Биржевой уран вырастет в цене, может быть, и в три, может быть — и в пять раз. Но энергии урановых атомов даже из бедных руд будет хватать на то, чтобы маховик ядерной энергетики продолжал крутиться. Сколько составляют расходы на топливо для АЭС даже в США, с их газодиффузионным разделением изотопов, я писал здесь. Можно вырасти и в десять раз, некритично, сейчас реально атомная электроэнергия всё равно в разы дешевле других видов генерации.

Да, урановый мир получается очень интересно-взаимоувязанным. Например, Вы слышали о компании "Uranium One"?
Очень уважаемая канадская компания, ведёт добычу урана с 1970-х годов (правда, тогда ещё под названием Souther Cross Resources). С июня 2010 года — на 51% это уже собственность "Атомредметзолота" (АРМЗ), структурного подразделения "Росатома".

Новый проект в Австралии?
Вместо добычи в карьерах (как на месторождении Рейнджер) или вместо шахной добычи (как на знаменитой Олимпийской плотине), традиционной для западных компаний, вы вдруг слышите о подземном выщелачивании? Проект, если что, называется "Медовый месяц" (Honeymoon, символичненько так).


Медовый месяц. Трубы, уран, солнце, пустыня.

Это просто "Uranium One" пришёл в Австралию. Добывает уран, вторым, после месторождения под названием "Беверли" (Beverley), наладил подземное выщелачивание урана.
Но если вы ненароком подумали, что это австралийцы сами на Беверли подсуетились и начали таким прогрессивным методом первыми уран добывать, после того как они его в шахтах и карьерах полвека добывали, а потом им "дядя Кев" начал кровь портить на Олимпийской Плотине, на Джабилуке, а теперь портит кровь на Рейджере, который вот уже 30 лет дырку в земле роет, то вы сильно ошибётесь.

Оператор Беверли — компания Heathgate Resources Pty (Аделаида) на самом деле 100% собственность General Atomics. Ну а найти, вооружившись этим знанием, что такое General Atomics и насколько эта компания повязана в структуру государства под названием США, уже не составит вам никакого труда.

В общем, если кто читал "Столетие войны" — то оно никуда от нас не делось. Просто столетие теперь другое, не нефтяное, а урановое. Скрытая борьба за уран ужё идёт, просто сейчас гораздо тяжелее обвинить кого-либо из игроков в грязных играх. Есть активисты говорящие о "ценностях аборигенов"; есть экологи, пугающие нас тем, что у нас хер на лбу вырастет; есть национально-озабоченные элементы, жаждущие засунуть непроверенные ТВЭЛы к себе в реактор.
А почему бы и нет? Не им же эти "горячие" сборки назад из реактора вынимать, когда они там закозлятся.
Вы думаете, это Австралия открывает новые шахты? Нет, это Россия и США австралийский уран понемногу осваивают.

Поэтому, для меня в общем-то неудивительно, что у проекта "Медовый месяц" уже начались проблемы в Австралии. После достаточно рабочего аварийного случая, произошедшего 10 июля 2012 года (облучённых нет, утечек нет) месторождение было закрыто властями "до выяснения" и пока ещё не открылось. Но — однозначно снова начнёт работать. Ведь это АРМЗ Uranium One, ему-то отступать некуда. Его урана целая страна ждёт.

И, если некие ниоткуда взявшиеся товарищи, гордо называющие себя Mirarr people, добились прекращения строительства карьера на месторождении Джабилука и теперь требуют закрытия Рейнджера (после чего, собственно чисто австралийским месторождением останется только Олимпийская плотина, принадлежащая BHP Billiton Limited), то вот в Танзании ситуация развивается по совсем иному сценарию.

Ведь в Танзании работает компания Mantra Resources Ltd. Австралийская, в общем-то, компания. При этом — 100% принадлежащая АРМЗ. Принадлежащего "Росатому", который, в свою очередь, принадлежит государству Россия.

Поэтому, если взглянуть на рынок урана не в разрезе стран — что, конечно, немаловажно в случае близкой мировой войны, но несущественно в случае продолжения спокойной геоэкономической конкуренции — то "мир урана" окажется ещё более перекошенным в сторону нескольких "сильных мира сего".

Вот данные о добыче урана разными компаниями за 2011 год:



Проще всего с ураном в Средней Азии. Чьё государство, того и уран. "Казатомпром" принадлежит Казахстану, Навоиский ГМК — Узбекистану. За кем пойдут государства Узбекистан и Казахстан, за тем и пойдёт их уран. Третьего не дано.

По поводу связки АРМЗ - "Росатом" - Россия я вам уже всё выше рассказал.
О том, что в графе "Другие", где, например, спряталась незаметная воде бы австралийская компания Heathgate Resources Pty, тоже всё непросто, вы и без меня догадались, ну а как обстоит дело с остальными игроками?

Второй в мире по уровню добычи — французская "Арева".
78% "Аревы" принадлежит Коммисариату по атомной энергии Франции. Создан данный Комиссариат 18 октября 1945 года, через два месяца после Хиросимы, что символизирует. Говорим "Арева" — подразумеваем Франция и имеем ввиду французское желание иметь ядерную бомбу и ядерную энергию.

Rio Tinto, BHP Billiton и Cameco, пожалуй, единственные чистые "коммерсанты" в этом списке. BHP Billiton владеет Олимпийской Плотиной в Австралии, Rio Tinto рулит Россингом в Намибии — одними из самых уникальных объектов в мире урана — самая бедная руда, самый большой урановый карьер под открытым небом. Хотя, как я писал, на Россинге уже вовсю торчат уши государства под названием Иран. Rio Tinto, конечно, отрицает, но почему бы и нет?

Cameco? Канадские горняки? Да, до 1991 года всё было именно так. Теперь же это публичная компания. Сможете найти, кто ловит рыбку в мутной канадской воде самых богатых урановых месторождений — честь Вам и хвала. Я пока не понял, судя по направлениям экспора Cameco — выгодополучатели там опять таки США и Франция.
Южной Кореи независимости в покупке урана пока никто не давал. Как и Японии.
А вот у Канады она осталась. Причём — на самом высоком мировом уровне: и уран свой есть, и своё реакторостроение.

Следующий игрок — Paladin Energy Ltd. Австралийцы?
А вот и нет. Тут тебе и Жопа Морган, тут тебе и британская колониальная лавка HSBC. Ну и проекты — соответствующие колониальному статусу владельцев — Намибия, Нигер, Малави, Австралия. В Нигере пытаемся бороться с французами, в Австралии — с Россией и США. Никому не известная Малави стараниями "Паладина" за три года раскрутилась до 850 тонн урана в год и теперь добывает уран уже на уровне количеств, добываемых на Украине. С таким темпом роста добычи урана в Малави его хватит на 8-10 лет — и, судя по всему, уже к 2022 году "Паладин" будет уже где-то в другом месте. Ну а появятся ли у Малави АЭС — вопрос открытый.

Ведь тонкая красная линия, уходящая вверх и вдаль — это потребность мира в уране. В отчёте МАГАТЭ первые 20 страниц посвящены именно рассказу о том, как и на основании чего рассчитывалось это самое возможное потребление урана. Но об этом — в следующем материале.

Пока же основная битва следующего десятилетия будет разворачивается за дешёвый уран. Именно о кульминации этой битвы говорит Микаэль Диттмар в своей работе. Да, дешёвый уран (тот, который ниже $40 за килограмм), выйдет на пик своей добычи уже к 2015-2017 годам. Именно за этот уран ещё будут сражаться коммерсанты.

Но, вдобавок к этому, есть ещё уран недорогой, дорогой и сверхдорогой. "Сверхдорогой" уран дороже "дешёвого" в 6 раз. И его тоже добудут. В своё время.
Но это будут уже, скорее всего, совсем другие игроки и совсем другая игра.
Игра, в которой будут считать энергию, но не деньги.

Ведь сейчас за 100 долларов можно купить 1 килограмм урана — или где-то 1 000 кВт-часов электроэнергии.

А из 1 килограмма природного урана можно произвести, в рамках существующих технологий, просто обогатив его до реакторной чистоты и отправив ещё 0,20% изотопа ²³⁵U в отвалы , почти 40 000 кВт-часов электричества.

Вот такая забавная штука энергия... И кто вспомнит в 2025 году о долларе? Ну да, были такие зелёные бумажки...