60% загального виробництва електроенергії в Україні припадає на АЕС, з яких 47% виробляється завдяки ядерному паливу Westinghouse
Наприкінці літа, після проведення серії планово-попереджувальних ремонтів (скорочено ППР) на більшості енергоблоків АЕС України та завантаження в них свіжого ядерного палива, частка генерації електроенергії за рахунок АЕС перевищила 50%. «Сьогодні ми можемо говорити, що до 60% електроенергії країни виробляється на АЕС. Навіть при окупованій Запорізькій атомній станції», – ще на початку серпня наголосив міністр енергетики Герман Галущенко.
Енергія в ядерних реакторах утворюється завдяки протіканню контрольованої ланцюгової реакції в ядерному паливі, яке має вигляд таблеток розташованих в довгих герметичних трубках з цирконію – паливних стрижнях, які в свою чергу в кількості 312 штук конструкційно оформлено у вигляді тепловидільної збірки або скорочено ТВЗ. Саме ТВЗ традиційно називають ядерним паливом (серед атомників ТВЗ неформально ще зветься касета). Як і звичайне паливо, воно з часом також вигоряє та потребує періодичної заміни.
До початку повномасштабного вторгнення АЕС України працювали на ядерному паливі російської компанії ТВЕЛ (ТВЗА та ТВЗ-М) та американської компанії Westinghouse (ТВЗ-W та ТВЗ-WR). Завдяки вдало проведеній диверсифікації, 6 з 13 енергоблоків з реакторами ВВЕР-1000 повністю перейшли на використання ядерного палива американського виробника. Цей відомий факт неодноразово згадувався в засобах масової інформації ще до початку повномасштабної війни РФ. Катастрофу в переході виключно на американське паливо сьогодні може побачити лише той, хто не читав дописи в цьому блозі. В них є вичерпна інформація щодо впровадження нового ядерного палива від альтернативного постачальника – компанії Westinghouse на АЕС України.
Війна зробила питання палива ключовим, тому звісно, що поставки палива для АЕС з РФ відразу ж припинилися (остання поставка прибула на Рівненську АЕС якраз за два-три дні до війни). Енергоатом заявив про готовність повністю відмовитися від російського ядерного палива і перейти на продукцію виробництва шведського заводу компанії Westinghouse.
Можна було б сказати, що питання з поставками ядерного палива вирішене. Але справа в тому, що в Україні експлуатуються два типи реакторів: ВВЕР-1000 та ВВЕР-440. Раніше паливо для цих реакторів виготовляв один-єдиний завод у Підмосков'ї (Електросталь). На той час компанія Westinghouse налагодила виробництво ядерного палива реакторів ВВЕР-1000, але ще не мала готового конкурентоспроможного рішення для реакторів ВВЕР-440. Контракт щодо диверсифікації поставок палива для реакторів ВВЕР-440 в Україні був підписаний у 2020 році. Розпочати експлуатацію цього палива планувалося лише в 2025 році. Після початку повномасштабної війни стало питання про швидку заміну палива на двох блоках ВВЕР-440 Рівненської АЕС.
У нульових роках була цілком успішна спроба виготовляти таке паливо для фінської АЕС Ловіса спочатку в Британії, потім в Іспанії. Розробкою альтернативного палива для ВВЕР-440 займалася британська компанія BNFL, якій на той момент належав Westinghouse, за участю IVO (Фінляндія, попередник Fortum) та угорської АЕС Пакш. У 1996-1998 роках було розроблено проєкти ТВЗ NOVCA та робочої касети (РК) NOVA E-3. У червні 1998 року дослідну партію з чотирьох ТВЗ та однієї РК було поставлено на майданчик другого блоку АЕС Ловіса. Всього на фінську АЕС з 2001 року по 2007 рік було поставлено сім перевантажувальних партій (завод виготовив 741 паливну збірку) від BNFL/Westinghouse.
Звісно, що росіяни зрозуміли до чого все йде, модернізували своє паливо, скинули на нього ціну, тим самим усунули з ринку можливого конкурента. У 2009 році паливо для ВВЕР-440 було знято з виробництва. Виробничі лінії були демонтовані, але документація, обладнання для виробництва палива та транспортні контейнери нині зберігаються на заводі ENUSA в Іспанії.
Спираючись на досвід роботи цих паливних збірок, відгуки клієнтів і дизайн конкурентів, компанія Westinghouse запропонувала нову модифікацію перед повторним поверненням на ринок ядерного палива для ВВЕР-440. Роботи виконано в період 2015-2017 рр у рамках проєкту ESSANUF, який був спрямований на диверсифікацію ринку палива ВВЕР у Європі. Нова пропозиція компанії Westinghouse базується на конструкції, яка експлуатувалася на фінській АЕС Ловіса, але з удосконаленнями щодо заміни матеріалів для підвищення надійності конструкції. РК отримала назву NOVA E-5, а ТВЗ – NOVCC, які в режимі дослідної експлуатації вже в 2023 році (нагадаю, розпочати експлуатацію планувалося лише в 2025 році) були звантажені до активної зони другого блоку Рівненської АЕС. Відповідно до заяв як розробника палива, так і представників експлуатуючої організації, – зміни, внесені в конструкцію палива ВВЕР-440, яке спочатку працювало на АЕС Ловіса в 2000-х роках, покращили поведінку та ефективність палива.
Зараз компанія Westinghouse постачає паливні збірки для всіх реакторів українських ВВЕР-1000 та ВВЕР-440. Цікавим буде визначити, яка ж частка електроенергії виробляється за рахунок використання ядерного палива Westinghouse. Це можливо зробити на підставі інформації з Prozorro та за даними з сайту Науково-технічного комплексу "Ядерний паливний цикл", яка є головною організацією з виконання робіт з обґрунтування безпечної експлуатації та зберігання палива Westinghouse для АЕС України з самого початку диверсифікації (з 2000-х років).
В активній зоні реактора ВВЕР-1000 розміщується 163 ТВЗ. Тривалість експлуатації кожної ТВЗ становить приблизно 4 роки. Кожного року необхідно завантажувати 42 свіжі ТВЗ (їх ще називають касетами підживлення) для того, щоб підтримувати необхідний рівень потужності реактора. Відповідно інші 42 касети, які відпрацювали свій термін, вивантажуються з реактора та відправляються на тимчасове зберігання в басейн витримки.
Для реакторів ВВЕР-440 є деяка різниця у співвідношенні РК/ТВЗ залежно від парності паливної кампанії, але в середньому загальна кількість касет підживлення однакова. Активна зона енергоблоку РАЕС-1 з реактором ВВЕР-440 містить 313 паливних касет (РК, ТВЗ) та має щорічне підживлення у кількості 72 свіжих касети з тривалістю експлуатації 5 років. Активна зона енергоблоку РАЕС-2 з реактором ВВЕР-440 містить 349 паливних касет (РК, ТВЗ) та має щорічне підживлення 66 касет з тривалістю експлуатації 6 років.
Станом на зараз до енергосистеми України підключено 7 енергоблоків з реакторами ВВЕР-1000 та 2 з реакторами ВВЕР-440. Запорізьку атомну станцію, яка має 6 енергоблоків потужністю 1000 МВт кожний, зараз окуповано і на цей час вона не виробляє електроенергію.
Виходячи з проєктної потужності кожного енергоблоку та кількості паливних касет різних постачальників в них, можна визначити, що паливо Westinghouse виробляє 3,7 ГВт електроенергії, а паливо ТВЕЛ 4,2 ГВт. У відсотковому співвідношенні паливо Westinghouse генерує 47% електроенергії на 9 працюючих блоках АЕС. Частка американського палива в генерації поступово збільшуватиметься кожного року з подальшим повним заміщенням російського. Сьогодні вже можна з впевненістю казати, що компанія Westinghouse є стратегічним партнером України на багато десятиліть.
Якщо повернутись на 20 років назад, то ще до початку дослідно-промислової експлуатації палива Westinghouse, його частка в атомній електрогенерації становила мізерні 0,2% (в 2005 році було завантажено лише 6 пілотних ТВЗ у третій енергоблок Південноукраїнської АЕС). Адже процес диверсифікації є складним та тривалим.
Спираючись на заяву міністра енергетики Германа Галущенко про 60% в загальному виробництві електроенергії завдяки АЕС та беручи до уваги вище наведені оціночні розрахунки, можна зробити висновок, що в енергосистемі Україні 28% всієї електроенергії виробляється завдяки ядерному паливу компанії Westinghouse.
Але безперебійна робота українських АЕС залежить не тільки від своєчасних поставок свіжого палива, а ще й від постачання низки інших критичних елементів активної зони. Для забезпечення цього необхідно провести диверсифікацію постачальників всіх критично важливих елементів та відмовитись від російських послуг в області ядерної енергетики.
Рубрика "Блоги читачів" є майданчиком вільної журналістики та не модерується редакцією. Користувачі самостійно завантажують свої матеріали на сайт. Редакція не поділяє позицію блогерів та не відповідає за достовірність викладених ними фактів.