Ярким трендом в мировой атомной энергетике признаны малые модульные реакторы (ММР), которые могут сделать атомную генерацию для многих стран мира более доступной. За счет малой мощности они легко интегрируются в энергосистему с ограниченной инфраструктурой. Интерес к ММР растет, как к источнику низкоуглеродной энергии, который, при этом, относится к категории базовых и стабильно работающих видов генерации. Не обошел этот интерес и нашу страну. О том, что это за технология, какие плюсы и минусы представляет собой ММР и кто в мире является лидером в разработке и внедрении реакторов малой мощности, рассказал Шохмирзо Умаров, преподаватель кафедры ядерной физики и теплофизики Ташкентского филиала НИЯУ «МИФИ». 

- Шохмирзо Бахромович, в этом году особенно заметно, как мировые лидеры в сфере атомной энергетики активно вкладываются в развитие малых модульных реакторов (ММР). Скажите, чем это объясняется и в чем основные преимущества ММР перед реакторами большой мощности? 
 - В первую очередь, важно отметить, что ММР обладают всеми достоинствами, присущие большим реакторам, так как в их основу заложены те же технологии, а также почти 70-летний опыт проектирования и эксплуатации больших реакторов. ММР также сочетают в себе годами проверенные инженерные решения с комплексом активных и пассивных систем безопасности, которые обеспечивают надежную работу и исключают человеческий фактор. Они почти не вырабатывают углекислый газ во время эксплуатации, пока несут основную электрическую нагрузку сети, что относит их к низкоуглеродным источникам. Более того, Еврокомиссия классифицирует атомную энергетику как «зеленый источник» энергии.
Одно из главных преимуществ ММР – это их малая мощность (по определению МАГАТЭ до 300 МВт), которая близка к единичной мощности блоков существующих тепловых электростанций. Поэтому их легче интегрировать в существующею энергетическую инфраструктуру с минимальными капитальными затратами на ее модернизацию. При этом, при вводе новых мощностей ММР или их остановок во время перегрузки топлива, легче обеспечивается стабильная работа энергосистемы. 
АЭС с установленными ММР намного компактнее по сравнению с традиционными АЭС или другими источниками генерации. Они требуют меньше площади для размещения, что делает их более гибкими в выборе места установки. Такие АЭС могут быть размещены для энергоснабжения на отдаленных или изолированных районах, например на промышленностях по добыче земляных ресурсов, куда нецелесообразно растягивать основную сетевую инфраструктуру. Кроме того, АЭС с ММР требует меньший объем воды для эксплуатации, что открывает больше потенциальных площадок для их размещения или позволяет с легкостью перевести их на технологию «сухого охлаждения».
Проекты ММР, по заявлению производителей, также отличаются маневренностью. Другими словами, они могут быть применены для совместной работы с ВИЭ, компенсируя нехватку электроэнергии во время неблагополучных погодных условий. А совместная интеграция в энергосистему АЭС большой мощности и АЭС с ММР позволит одновременно обеспечивать бесперебойную генерацию энергии 24/7, а также дать необходимую гибкость для обеспечения стабильности сети. 

- В таком случае, в чем их недостатки?
-  Их стоимость, а именно удельная стоимость производства электроэнергии на ММР дороже по сравнению с АЭС большой мощности. Это связано с эффектом масштаба: чем больше мощность, тем дешевле производство. С одной стороны, начальные капитальные затраты на АЭС с ММР на порядок меньше, чем на АЭС большой мощности, что дает возможность для стран, которые не могли позволить себе большую АЭС, получить доступ к атомной генерации с помощью технологии ММР. По заявлению производителей, стоимость производства электроэнергии на таких малых АЭС может стоить около 10 центов за 1 кВт·ч для первых проектов с последующим снижением до 5-6 центов за 1 кВт·ч после перехода на серийное производство. Тем не менее, 6 центов за 1 кВт·ч - это вполне конкурентная цена по сравнению с другими источниками генерации.
 Второй недостаток – это их новизна. В мире насчитывается более 70 проектов ММР, которые находятся на разных стадиях разработки и лишь несколько проектов добились успеха. Строительство недостаточно проработанной технологии может повлечь за собой риски, связанные лицензированием, строительством и эксплуатацией.

- Какие страны добились успехов в этом направлении? 
- Тут не секрет, что Россия и Китай взяли первенство в технологиях ММР. В России эта технология давно применяется на флоте на атомных ледоколах – с 1959 года. Была серия реакторов КЛТ-40, затем появились реакторные установки РИТМ-200. Это водо-водяной ядерный реактор, предназначенный для установки на ледоколах и перспективных плавучих атомных электростанциях. На сегодняшний день уже изготовлено 10 реакторов . Это означает, что проект давно прошел экспериментальную фазу, имеет все документации, лицензии, налажена цепочка поставок, значит его легче сделать серийным. На втором месте находится Китай. Свой ММР они подключили к сети в 2021 году, но здесь пока не заметен эффект масштаба. Остальные страны, такие как США, Великобритания, Южная Корея, активно разрабатывают свои проекты ММР.

- Сколько времени требуется для разработки и внедрения новых технологий на примере ММР? На каком этапе сейчас находятся инженеры-ядерщики стран-лидеров?
- Во-первых, само строительство ММР может занять как минимум 5 лет. Для больших электростанций это занимает в среднем 10 лет. Нужно также различать, о каком проекте идет речь: экспериментальном или промышленном. Что касается разработки и внедрения технологии, то это зависит от возможностей и успехов страны. К примеру, в Южной Корее проект ММР SMART начали разрабатывать в 1997 году. В 2012 году разработчики получили лицензию на проект. Однако, помимо этого, есть такие шаги, как получение лицензии на строительство, на эксплуатацию и так далее. Помимо получения необходимых разрешений, нужно также найти площадку для строительства, получить соответствующую лицензию. К слову, Росатом весной этого года получил лицензию  на строительство первой в мире наземной малой АЭС в Якутии с реакторной установкой РИТМ-200Н и уже начал изготовление оборудования .  Ввод в эксплуатацию ожидается в 2028 году. Будем надеяться, что после успешного запуска через несколько лет такие же станции могут быть построены в других странах. 

- Ваши студенты провели оценку пяти моделей ММР по инструментарию МАГАТЭ. Расскажите, к каким выводам они пришли? 
- На сайте МАГАТЭ существует отдельная онлайн-платформа по ММР, где размещен инструментарий и руководство по оценке наиболее подходящей технологии ММР в зависимости от нужд и политики конкретной страны. Студенты решили применить этот инструмент, выбрав для сравнения 5 наиболее перспективных в мире реакторов – NuScale (США), BWRX-300 (США и Япония), РИТМ-200Н (Россия), SMART (Южная Корея и Саудовская Аравия) и ACP100 (Китай). В инструментарии есть десятки разделов, по которым нужно было оценить каждую технологию. Например, у какого реактора уже есть готовое топливо? У какого реактора есть лицензия? Где имеется цепочка поставок и так далее. Ребята находили информацию из открытых источников и провели сравнительный анализ. По итогам оценки лидером среди этой выборки оказался российский проект ММР - РИТМ-200Н.  

Для справки: 
Шохмирзо Умаров окончил НИЯУ МИФИ в Москве по специальности «Ядерная энергетика и теплофизика», а также учился в магистратуре в Южной Корее по специальности «Атомные электростанции». Специализируется на моделировании нейтронно-физических процессов в реакторах. В настоящее время преподает спецпредметы в Ташкентском филиале НИЯУ МИФИ.