О международном опыте работ по выводу АЭС из эксплуатации

Парк действующих АЭС в мире, введенных в эксплуатацию в  прошлом столетии, продолжает физически стареть, и можно с  большой уверенностью гоить о том, что общее число блоков АЭС, останавливаемых в мире для вывода из эксплуатации, несмотря на  усилия на продолжение их сроков эксплуатации, будет увеличиваться

Большинство АЭС в мире спроектированы с проектным сроком эксплуатации, составляющим 40 лет, поэтому в пределах этих двух десятилетий значительное количество блоков атомных станций достигнет конца их сроков эксплуатации, что также повлечет дальнейшие структурные изменения в мировом ядерно-энергетическом производстве.

 Для прогнозной оценки структурных изменений, связанных с прекращением эксплуатации старых ядерных установок, мировой ядерно-энергетический сектор был условно разделен на четыре региона: первый, охватывающий страны двух нских континентов (США, Канада, Бразилия, Аргентина и некоторые другие страны); второй, охватывающий страны Европейского континента (Франция, Великобритания, Германия, Швеция, Бельгия, Россия и другие европейские страны); третий, включающий страны, относящиеся к азиатском и тихоокеанскому регионам (, Южная Корея, Тайвань, Индия, Армения и другие страны); четвертый, объединяющий страны с Африканского и Австралийского континентов.

 Полученные результаты аналитического обзора с прогнозной оценкой роста объема работ по выводу из эксплуатации ядерных установок в рассматриваемых регионах мира приведены в табл. 1.


Таблица 1. Оценка количества ядерных установок в мире, подлежащих выводу из эксплуатации в период до 2040 года

Как сует из полученной прогнозной оценки, общее количество ядерных установок, требующих окончательного останова для вывода из эксплуатации, к  2040 году будет характеризоваться числом 411, среди которых 295 блоков АЭС и 116 исследовательских реакторов. В странах Европейского союза прогноз объема инвестиций, требуемых для вывода из эксплуатации ядерных объектов, включая блоки АЭС, был приведен в дое PINC, представленном на заседании Европейской комиссии в апреле 2016 года [6]. Согласно этому докладу, в странах Европейского союза более 50 ядерных объектов подлежат закрытию к 2025 году. Объем затрат, необходимых для обеспечения работ по их выводу из эксплуатации, составляет 123 млрд евро. Кроме того, 130 млрд евро потребуется дополнительно вложить в обеспечение работ по обращению с ОЯТ и РАО.

Не является неожиданным, что в качестве основных факторов прогнозируемого роста объема работ по выводу из эксплуатации ядерных объектов и мирового рынка услуг в данной сфере вновь определены старение парка АЭС и необходимость вывода из эксплуатации блоков атомных станций.


Рис. 1. Статистика числа блоков АЭС, ежегодно останавливаемых в мире для вывода из эксплуатации в прошедшем десятилетии
Рис. 2. Динамика роста числа блоков АЭС, остановленных в мире для вывода из эксплуатации в прошедшем десятилетии

Кроме перечисленных, еще одной страной, в последнее время ускоренно и достаточно масштабно развивающей собственный рынок услуг в сфере вывода из эксплуатации АЭС, являются США, обладающие значительным парком коммерческих АЭС, а также большим количеством других ядерно и радиационно опасных объектов, включая радиоактивно загрязненные площадки, требующие проведения работ по их реабилитации.Можно заключить, что в настоящее время в мире ведущими регионами в области формирования рынка и  оказания услуг по выводу из эксплуатации блоков АЭС являются Европа и Северная Америка.

Тенденции по организации и выполнению работ по выводу из эксплуатации АЭС за рубежом.

 За рубежом ответственность за организацию и выполнение работ по выводу из эксплуатации остановленных АЭС возложена на энергетические компании, которые осуществляют их эксплуатацию и являются владельцами и (или) операторами этих атомных станций. В ряде зарубежных стран для вывода из эксплуатации остановленных АЭС и других ядерных объектов созданы госственные организации или специализированные компании в структуре энергетических компаний [15]. Например, Управление по выводу из эксплуатации ядерных объектов NDA в Великобритании, компания SOGIN в Италии, компания ENRESA в Испании, компания CIDEN во  Франции и компания JAVYS в Словакии. В некоторых зарубежных странах к реализации демонстрационных проектов вывода из эксплуатации блоков АЭС, а также к разработке и внедрению требуемых технологий привлекаются национальные институты атомной энергии и исследований (например, JAERI в Японии, KAERI в Южной Корее).

В этом отношении интересен опыт организации и выполнения работ по выводу из эксплуатации остановленных АЭС в США, где проведение работ по выводу из эксплуатации АЭС является постоянно развивающимся процессом, применительно к которому технические и регулирующие правила также постоянно совершенствуются. Этому во многом способствуют накопленный собственный опыт, а также всесторонний анализ и учет результатов уже осуществленных в США проектов, которые являются информационной базой для улучшения ирования, организации и проведения новых проектов по выводу из эксплуатации АЭС.

Успешность реализованных в США проектов вывода из  эксплуатации остановленных АЭС способствует росту интереса энергетических компаний к инновационным подходам, в рамках которых независимый подрядчик проявляет желание выполнить все работы по  выводу из  эксплуатации остановленной АЭС на основе финансовых условий с фиксированной под ключ ценой и единовременной ее выплатой [15].

В этом случае реализуется процедура передачи ядерной лицензии от владельца или оператора АЭС этому независимому подрядчику и работы по выводу из эксплуатации осуществляются при фиксированной под ключ цене. Можно отметить, что в США в качестве таких независимых подрядчиков выступают преимущественно компании, которые имеют опыт проведения работ по выводу из эксплуатации ядерных объектов и обращения с РАО.

  Геотермальная энергия Земли и перспективы ее использования

 Причины, почему в США энергетические компании охотно обсуждают предложения по продаже своих остановленных АЭС и передаче ядерных лицензий другим компаниям, являются вполне понятными, поскольку, будучи проданными, остановленные АЭС перестают находиться у них на балансе. Кроме того, с энергетических компаний снимается бремя обязанности заниматься выводом из эксплуатации остановленных АЭС и рекультивацией площадок их размещения.

Уроки зарубежного опыта ВЭ АЭС

Анализ зарубежного опыта организации, планирования и выполнения работ по выводу из эксплуатации блоков АЭС позволяет сделать вывод [15], что в настоящее время проведение этих работ, вплоть до доведения их площадок до конечного состояния «зеленая лужайка», является технически и технологически реализуемым процессом.

Одним из примеров этому может служить опыт работ по выводу из эксплуатации опытно-промышленной АЭС ELK RIVER (Elk River Reactor Power Station), выполненных в США практически 40 лет назад [15]. Эта опытно-промышленная АЭС была полностью демонтирована, а ее площадка очищена и восстановлена до возможности ее дальнейшего использования без каких-либо ограничений. Этот опыт дополняется более современными примерами завершенных других проектов вывод из  эксплуатации американских АЭС. Например, в США уже несколько коммерческих АЭС полностью демонтированы, а их площадки восстановлены и выведены из-под регулирующего контроля для неограниченного использования [15].

Опыт проектов вывода из эксплуатации различных ядерных объектов, успешно завершенных в Германии (АЭС NIEDERAICHBACH), Великобритании (WAGR – Windscale Advanced Gas cooled Reactor), Японии (JPDR – Japan Power Demonstration Reactor) и других зарубежных странах, также свидетельствует, что вывод из эксплуатации блоков АЭС является в достаточной мере технологически обеспеченным процессом, который может осуществляться требуемым образом безопасно и эффективно.

В рамках реализации этих проектов вывода из эксплуатации осуществлены разные технические и техно-логические подходы для демонтажа и фрагментации радиоактивных конструкций и оборудования блоков АЭС с PWR и BWR, исследованы и сравнены различные методы резки радиоактивных конструкций и оборудования реакторных установок, разработан и использован целый ряд дистанционно управляемых механизмов и  оборудования, применены различные технологии для переработки и обращения с образующимися РАО [15].

В то же время достаточно большие затраты, связанные с выводом из эксплуатации АЭС, вынуждают энергетические компании развитых западных стран для их снижения адаптировать методы, используемые ранее в  промышленности, применительно к условиям и специфике выполняемых работ, а также разрабатывать и внедрять дистанционно управляемое и автоматизированное оборудование, в том числе инновационные технические решения и технологии.

Трансформация энергетических компаний при ВЭ.

 Несмотря на успешность реализации первых зарубежных проектов вывода из эксплуатации АЭС и практическую ценность полученных результатов, анализ этого опыта, выполненный специалистами фирмы Deloitte Ltd [2], позволяет говорить о наличии ряда проблем, связанных, в первую очередь, со сложностями требуемой организации, планирования и выполнения работ по выводу из  эксплуатации блоков АЭС. Этот вывод подтверждается реальными бюджетами и сроками выполнения этих проектов, которые существенно отличаются от первоначально запланированных показателей.

Представляется очевидным, что с технической точки зрения вывод из эксплуатации блоков АЭС может являться в достаточной мере организуемым и контролируемым процессом, поскольку атомные станции проектируются и сооружаются с высокой степенью стандартизации. Однако особенности их сооружения и эксплуатации приводят к необходимости всесторонней оценки и учета этих особенностей при организации работ на каждом выводимом из эксплуатации блоке АЭС, главным образом при проведении демонтажа реакторных конструкций и  основного технологического оборудования. В связи с этим вопросы планирования бюджета, определения последовательности и сроков выполнения демонтажных работ требуют особого внимания и должны решаться и осуществляться с учетом имеющегося практического опыта.

Другим важным фактором, оказывающим влияние на  эффективность вывода из эксплуатации блоков АЭС, является необходимость организационно-структурной трансформации эксплуатирующих организаций, которая должна происходить при проведении работ по выводу из эксплуатации.

Эксплуатирующие организации изначально создавались для обеспечения централизованного руководства и контроля за стабильным и надежным функционированием атомных станций. Однако при выводе из эксплуатации блоков АЭС в эксплуатирующей организации должны быть осуществлены организационно-структурные преобразования с целью создания оптимальной системы управления для организации, выполнения и контроля проектно-ориентированных работ, какими являются работы по выводу из эксплуатации.

Это обусловлено тем, что вывод из эксплуатации блоков АЭС является завершающей стадией их жизненного цикла, на которой особенности организации и  проведения работ определяют их как самостоятельный вид деятельности, отличный от производства электрической и тепловой энергии, для осуществления которого требуется получить от регулирующего органа соответствующую лицензию или специальное разрешение.

Эти организационно-структурные преобразования в  эксплуатирующей организации должны происходить постепенно, оказывая воздействие как в целом на корпоративную структуру, так и на культуру этой организации. Происходящие организационно-структурные изменения должны быть ясны и понятны персоналу эксплуатирующей организации, тем самым способствовать их принятию и поддержке со стороны персонала, в том числе осознанию его приверженности развитию организации. В противном случае отсутствие последовательности и  координирования при проведении необходимых организационно-структурных преобразований является одной из причин вышеуказанных превышений по бюджету и срокам при осуществлении проектов по  выводу из эксплуатации блоков АЭС.

  Налоги не спешат в бюджеты

Согласно выводам специалистов фирмы Deloitte Ltd [2], основой успешности эксплуатирующей организации при проведении работ по выводу из эксплуатации блоков АЭС должна являться последовательная реализация трех переходных уровней организационно-структурных преобразований, которые показаны на рис. 3.


Рис. 3. Переходные уровни организационно-структурных преобразований эксплуатирующей организации при выводе из эксплуатации блоков АЭС

Отмечается, что первый уровень, связанный с созданием вертикали управления и формированием целевой и операционной моделей, осуществляемый для внедрения элементов проектно-ориентированного управления при проведении работ по выводу из эксплуатации, играет ключевую роль.

В рамках этого уровня должно быть установлено эффективное взаимодействие между директором АЭС, ответственным за обеспечение безопасной и надежной эксплуатации действующих блоков атомной станции, и  соответствующим руководителем проектных работ по  выводу из эксплуатации (как правило, эти должностные функции осуществляются различными персоналиями). Кроме того, должны быть установлены принципы взаимодействия между подразделениями эксплуатирующей организации, несущими ответственность за обеспечение безопасности, и подразделениями или коллективами привлекаемых специализированных организаций, ответственными за ведение проекта вывода из эксплуатации, в первую очередь за осуществление демонтажных работ.

На этапах проведения работ по выводу из эксплуатации блоков АЭС требуется организационная структура, способная эффективно управлять достаточно сложными и  динамичными процессами. Поэтому необходимо осуществить анализ задач, которые должны выполняться коллективами привлекаемых специализированных организаций, при этом в случае необходимости централизованного выполнения определенных работ нужно обеспечивать синергию посредством сотрудничества между соответствующими подразделениями эксплуатирующей организации и разнопрофильными подразделениями привлекаемых специализированных организаций.

Из практики следует, что при проведении работ по  ВЭ блоков АЭС требуемые организационно-структурные преобразования эксплуатирующей организацией достаточно часто не осуществляются, что  приводит к потери эффективности выполнения этих работ.

Таким образом, отправной точкой преобразования и  дальнейшего развития эксплуатирующей организации должны быть создание вертикали управления и формирование целевой и операционной моделей, необходимых для внедрения проектно ориентированного управления работами по выводу из эксплуатации блоков АЭС.

Зарубежный опыт показывает, что на этапах подготовки и вывода из эксплуатации блоков АЭС эксплуатирующая организация должна также более активно взаимодействовать с соответствующими надзорными органами  и  ами. Очень часто на ход выполнения проектных работ могут сильно влиять задержки из-за достаточно сложных и медленных процессов лицензирования и согласования. Планомерное управление процессами лицензирования и согласования может нейтрализовать эти задержки в выполнении проектных работ и содействовать совершенствованию управления временным графиком и общими сроками выполнения работ.

Основные выводы

Анализ зарубежного опыта планирования, организации и выполнения работ по выводу из эксплуатации АЭС, включая ядерные установки другого типа, позволяет констатировать [15], что в настоящее время вывод из эксплуатации блоков АЭС вплоть до доведения их площадок до конечного состояния «зеленая лужайка» является технически и технологически реализуемым процессом, который может осуществляться при необходимом уровне обеспечения безопасности.

Зарубежный опыт свидетельствует, что различие в типах реакторных установок, используемых на атомных станциях, не относится к числу определяющих факторов, препятствующих выбору стратегии вывода блока АЭС из эксплуатации, организации и проведению соответствующих работ.

Страны, подтверждающие свое намерение дальнейшего развития и использования атомной энергетики, планируют повторное использование освобождающихся площадок АЭС, включая части зданий, сооружений и  производственной инфраструктуры атомных станций. В этом случае применительно к конечному состоянию площадки АЭС реализуется концепция «коричневой лужайки», предполагающая прекращение действия лицензий на вывод из эксплуатации, полное или частичное снятие с регулирующего контроля зданий, сооружений и других объектов атомной станции, а  также полное или частичное площадки, обеспечивающее возможность ее дальнейшего использования для сооружения нового ядерного объекта или иных промышленных целей.

Страны, провозгласившие свое намерение об отказе от  дальнейшего развития атомной энергетики, в основном планируют вывод из эксплуатации действующих АЭС после исчерпания сроков службы блоков атомной станции. В этом случае применительно к конечному состоянию площадки АЭС, как правило, реализуется концепция «зеленой лужайки», предполагающая прекращение действия лицензий на вывод из эксплуатации, полное снятие с регулирующего контроля зданий, сооружений и других объектов атомной станции, а также восстановление площадки для ее дальнейшего неограниченного использования.

 Опыт первых зарубежных проектов вывода из эксплуатации АЭС свидетельствует, что проведение демонтажных операций должно быть спроектировано наиболее детальным образом, а их подготовка и организация осуществлены технически грамотно. В противном случае отсутствие нужного проектирования, а также технически грамотной подготовки и организации демонтажных работ является одной из причин перерасходов первоначально запланированных бюджетов и увеличения сроков реализации проектов вывода из эксплуатации блоков АЭС. Опыт осуществленных демонтажных работ показывает, что организация и проведение работ по демонтажу, удалению и фрагментации ВКУ и корпусов реакторов PWR и BWR являются в существенной степени комплексной задачей, определяющей наиболее сложную часть планов выполнения работ по выводу из эксплуатации, что  обусловлено значительной радиоактивностью этого оборудования и высоким уровнем создаваемых им радиационных полей.

 В практику планирования, организации и выполнения работ по выводу из эксплуатации блоков АЭС все масштабнее внедряются и успешно применяются информационные технологии, позволяющие представлять 3D-модели объектов проведения работ и применительно к этим объектам осуществлять имитационное, в  том числе интерактивное моделирование выполняемых на них технологических операций.

 Это в значительной мере улучшает представление персонала об особенностях объектов и условиях проведения на них работ и позволяет ему наработать практические навыки выполнения этих работ, что в реальных условиях способствует снижению дозовых нагрузок персонала.

  Мировая экономика переключается на газ

Опыт зарубежных проектов вывода из эксплуатации АЭС свидетельствует о необходимости создания в  эксплуатирующих организациях отдельной вертикали управления работами по выводу из эксплуатации. Этот вывод подтверждается развитием и трансформацией западных энергетических компаний, руководство которых все активнее проводит организационно-структурные преобразования для повышения эффективности и качества системы управления при выводе из эксплуатации блоков АЭС и внедрения в нее элементов проектно-ориентированного управления.

 Указанные преобразования, реализуемые за рубежом с учетом технических, экономических и регулирующих требований, предъявляемых к работам по выводу из эксплуатации блоков АЭС, приводят к созданию высокоманевренных энергетических компаний.

Отсутствие в энергетических компаниях организационно-структурных преобразований, необходимых для обеспечения эффективного управления работами по выводу из эксплуатации, как и отсутствие детального проектирования и технически грамотной подготовки и организации демонтажных операций, являются в  настоящее время основными причинами наблюдаемых перерасходов запланированных бюджетов и временных задержек в реализации проектов вывода из эксплуатации блоков АЭС.

 Это становится особенно важным и актуальным в связи со старением парка АЭС и прогнозируемым ростом объема работ по выводу из эксплуатации и демонтажу остановленных блоков атомных станций. В связи с  этим успешность реализации указанных организационно-структурных преобразований будет играть определяющую роль в развитии и экономическом процветании зарубежных энергетических компаний.

 В прошлом столетии развитие атомной энергетики осуществлялось в основном за счет сооружения и ввода в  эксплуатацию АЭС, создаваемых на базе легководных реакторов трех основных типов (PWR и BWR – за  рубежом, ВВЭР – в России и ряде стран Восточной и Западной Европы), поэтому их доля среди окончательно остановленных блоков АЭС в мире в настоящее время составляет около 40 %.

Принимая это во внимание, можно утверждать, что для России тщательное изучение и всесторонняя оценка особенностей зарубежного опыта планирования, организации и выполнения работ по выводу из эксплуатации блоков АЭС с реакторами указанного типа, в том числе результатов разработки и внедрения инновационных технических решений и технологий, являются актуальными и необходимыми.

В этих целях необходима также разработка общей стратегии координации, ирования и системной оценки масштабных проектов вывода из эксплуатации, реализуемых в настоящее время, и при необходимости их  приоритетная переориентация.
Авторы:

Ю.М. Семченков,Б.К. Былкин, Ю.А. Зверков (НИЦ «Курчатовский институт»)

П.Л. Ипатов,Н.Н. Сафронова, В.Г. Волков(АО «Концерн Росэнергоатом»)

Ф.Т. Тухветов, И.И. Корнеев(АО «ВНИИАЭС»)

Список литературы

  • International Atomic Energy Agency. Power Reactor Information System (PRIS). Vienna: IAEA. Сайт Международного агентства по атомной энергии. URL: https://www.pris.iaea.org/PRIS (дата обращения: 20.02.2020).
  • Forthcoming Decommissioning Projects Worldwide: Decommissioning of Nuclear Facilities / Market Overview and Forthcoming Challenges for Plant Operators. Prepared by Deloitte Consulting GmbH and Deloitte Touche Tohmatsu Limited. Issue 09/2018.
  • Мировой рынок услуг по выводу из эксплуатации. Сайт фирмы Grand View Research Ltd.  URL:https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/nuclear-decommission... (дата обращения 12.10.2019).
  • Nuclear Back-End Opportunities. Nuclear Engineering International: Features, 4 March 2014.
  • Блинова И.В. , Соколова И.Д. Состояние работ по выводу АЭС из эксплуатации // Атомная техника за  рубежом. 2017. № 5. С. 3–18.
  • Европейская комиссия публикует доклад о ядерной энергетике в ЕС. Сайт информационного агентства ATOMIC-ENERGY.RU.URL: http://www.atomic-energy.ru/news/2016/04/11/64945 (дата обращения 11.12.2019).
  • Decommissioning of Facilities Using Radioactive Material, Safety Standards Series No. WS-R-5. Vienna: IAEA, 2006.
  • Decommissioning of Facilities. General Safety Requirements No. GSR Part 6. Vienna: IAEA, 2014.
  • Decommissioning of Nuclear Power Plants, Research Reactors and Other Nuclear Fuel Cycle Facilities. IAEA Safety Standards Series No. SSG-47 (Specific Safety Guide). Vienna: IAEA, 2018.
  • Общие положения обеспечения безопасности атомных станций (НП-001-15). М.: Ростехнадзор, 2015.
  • Правила обеспечения безопасности при выводе из эксплуатации блоков атомных станций (НП-012-16). М.: Ростехнадзор, 2016.
  • Decommissioning Strategies for Facilities Using Radioactive Material. Safety Reports Series No. 50. Vienna: IAEA, 2007.
  • Selecting Strategies for the Decommissioning of Nuclear Facilities (A Status Report). NEA No. 6038. NEA/OECD, 2006.
  • Былкин Б.К. , Енговатов И.А. , Зверков Ю.А. и др. Основы вывода из  эксплуатации блоков атомных электрических станций. М.: Издательский дом МЭИ,. 2019. 504 с.
  • Nuclear Decommissioning: Planning, Execution and International Experience. Edited by Michele Laraia. Woodhead Publishing Series in Energy No. 36. Woodhead Publishing Limited, 2012. – 824 p.
  • Горлинский Ю.Е., Былкин Б.К., Кутьков В.А. , Павленко В.И. Планирование вывода из эксплуатации исследовательских ядерных установок (Учет зарубежного опыта и  рекомендаций МАГАТЭ). М.: НИЦ «Курчатовский институт», 2014.  72 с.
  • Страсти по выводу из эксплуатации АЭС в США. Сайт информационного агентства ATOMINFO.RU. URL: http://atominfo.ru/newsz01/a0066.htm (дата обращения 16.02.2020).
  • R&D and Innovation Needs for Decommissioning Nuclear Facilities. Radioactive Waste Management. NEA No. 7191, OECD 2014.URL: https://www.oecd-nea.org/rwm/pubs/2014/7191-rd-innovation-needs.pdf (дата обращения 20.03.2020).
  • Палатова С.В. Инновации в области вывода из эксплуатации АЭС // Атомная техника за рубежом. 2018. № 1. С. 3–13.
  • Lopez A. et al. Secondary Emission during Fiber Laser Cutting of Nuclear Materials. Nuclear Engineering Design, 2017, vol. 315, p. 69–76.
  • Музей реактора Ф-1. Фото: Анастасия Барей, Страна Росатом,2018 

    Источник: 

    Источник

    Читайте также: Носледние новости России и мира сегодня.

    Pin It

    Добавить комментарий