В «Стратегии социально-экономического развития Сибири до 2020 г.» [2], принятой Правительством Российской Федерации в августе 2010 г, в ближайшем десятилетии предполагается осуществление планов по интенсивной геологоразведке, освоению новых месторождений полезных ископаемых, восстановлению и развитию Северного морского пути, сохранению уникальной природной среды и культуры всех этносов, проживающих в Арктике с условием повышения их качества жизни. В документе отмечается, что сибирская часть Арктики в первой половине XXI века будет занимать одну из ключевых позиций в обеспечении национальной и ресурсной безопасности Российской Федерации, в поддержании конкурентных преимуществ страны на мировых рынках и в наращивании экономического потенциала в целом. Освоение северных широт России подкреплено постановлениями Правительства, распоряжениями и указами Президента РФ (см. таблицу).
№
| НАИМЕНОВАНИЕ ДОКУМЕНТА
| УТВЕРЖДЕН
|
1.
| Основы государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2020 года и дальнейшую перспективу
| Распоряжение Президента РФ от 18.09.2008 № Пр-1969
|
2.
| Государственная программа РФ «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации на период до 2020 года»
| Постановление Правительства РФ от 21.04.2014 № 366
|
3.
| Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года
| Распоряжение Президента России от 08.02.2013 № Пр-232
|
4.
| О Стратегии развития морской деятельности Российской Федерации до 2030 года
| Распоряжение Правительства РФ от 8 декабря 2010 г. № 2205-р
|
5.
| Государственная программа РФ «Охрана окружающей среды на 2012—2020 годы»
| Распоряжение Правительства РФ от 27 декабря 2012 г. № 2552-р
|
6.
| Государственная программа РФ «Социально-экономическое развитие Дальнего Востока и Байкальского региона»
| Распоряжение Правительства РФ от 29.03.2013 № 466-р
|
7.
| «Морская доктрина Российской Федерации на период до 2020 года»
| Указ Президента России от 27.07.2001 № Пр-1387
|
8.
| «Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года»
| Распоряжение Правительства РФ от 22 ноября 2008 г. № 1734-р.
|
Особенности условий в арктических широтах, такие как:
· Протяженность территории;
· Суровый климат: Температура: от −70°C до +20°C, Относительная влажность воздуха: 80-85%, Сила ветра: > 30 м/с;
· Отсутствие трудовых ресурсов;
· Повышенная капиталоемкость проектов;
· Отсутствие строительно- материальной и технической базы;
· Сложная логистика;
· Существенная потребность в теплоснабжении;
· Нехватка воды для технических целей;
· Дефицит ресурсов энергоснабжения;
· Экологический фактор;
диктуют особые требования к энергогенерирующим источникам для обеспечения удалённых объектов в Арктике. Исходя из вышеуказанных условий, можно сформулировать следующие требования к энергетическим источникам в арктических широтах:
· диапазон установленной электрической мощности: от 0,5 МВт до 10 МВт,
· модульно-блочное исполнение в целях удобства транспортировки и размещения,
· максимальная автономность: автоматизация управления, максимальная длительность топливной кампании и межремонтного периода,
· наличие технических возможностей для резервирования мощности (к примеру, посредством двухблочного исполнения),
· радиационная безопасность личного состава на площадке размещения атомного энергогенерирующего источника,
· когенерация: выдача тепловой и электрической энергии для обеспечения локальных потребностей,
· соответствие технических и эксплуатационных параметров энергогенерирующего источника региональным условиям размещения в зонах децентрализованного энергоснабжения (транспорт, эксплуатационные и ремонтные возможности, климат и пр.).
Таким образом, можно сформулировать следующие приоритеты выбора энергоустановок малой мощности при реализации вышеуказанных постановлений:
· возможность применения на других целевых площадках, в различных экономических и географических окружениях;
· большая степень адаптивности технико-экономических характеристик;
· готовность к серийному производству и применению;
· инновационность;
· коммерческая привлекательность и экономическая эффективность;
· простота обращения на всех стадиях жизненного цикла;
· конкурентоспособность;
· экологическая безопасность.
По окончании реализации проекта по обеспечению Арктики оптимальными энергоустановками планируется создать типовой ряд (по электрической и тепловой мощности) комплексов электроэнергетического (на базе ядерных и других энергоустановок малой мощности) и электротехнического оборудования, удовлетворяющий требованиям экономической эффективности, конкурентоспособности и безопасности (в том числе требованиям экологической безопасности), а также необходимая инфраструктура по проектированию, изготовлению, сервисному сопровождению и/или эксплуатации указанных комплексов для энергообеспечения объектов гражданского и оборонного назначения в прибрежной, морской и океанской зонах арктических территорий Российской Федерации.
Исходя из требований экономической эффективности, конкурентоспособности и экологической безопасности, создать такой ряд конкурентоспособных традиционных атомных энергоустановок не представляется возможным из-за непропорционального повышения стоимости единицы установленной мощности при уменьшении единичной мощности энергоблока. Особенности арктической природы (сложный климат, экологическая восприимчивость природы в арктических широтах и т.д.) также не позволяют использовать источники энергоснабжения с радиационным воздействием и накоплением отработанного ядерного топлива (ОЯТ) и радиоактивных отходов (РАО), так как они не удовлетворяют требованиям экологической безопасности.
В то же время, практически создан прототип энергетической установки теплоснабжения на базе низко-энергетических ядерных реакций (НЭЯР), аналог энергоустановки E-Cat HT Андреа Росси, повторенный в опыте А.Г. Пархомова [3]. 16 марта 2015 года А.Г. Пархомовым запущена аналогичная Е-Сат НТ А. Росси усовершенствованная установка [4] (см. рис. 1, http://lenr.seplm.ru/novosti/ag-parkhomovu-udalos-sdelat-dlitelno-rabotayushchii-reaktor-s-2330-16-marta-temperatura-derzhitsya-do-sikh-por), которая позволяет увеличить длительность эксперимента до параметров, требуемых для последующих измерений изотопного состава отработанного топлива. На момент написания статьи (более 3-х суток) установка продолжает непрерывно выдавать тепловую энергию с коэффициентом эффективности 3.2. (превышением в 3.2 раза выделяемой тепловой энергии над затраченной электрической)
Рис. 1 Усовершенствованная установка А.Г. Пархомова (аналог E-Cat НТ А. Росси)[4]
Подобные установки мегаватного класса разработаны А. Росси в США [5] и скоро поступят в продажу. Опытно-промышленная теплофикационная установка на 1 МВт тепловых на базе НЭЯР (никель-водородный реактор) проработала 400 дней в режиме 24 часа в день 7 дней в неделю с остановками суммарно на 35 дней для ремонтно-профилактических работ и настроек. Этот показатель эквивалентен КИУМу, равному 91%, недостижимому пока в нашей отрасли.
А.Г. Пархомову удалось в своей российской лаборатории повторить эксперимент с аналогом высокотемпературного аппарата А. Росси, что говорит о принципиальной возможности создания в России промышленных установок на явлении НЭЯР при соответствующем масштабе НИОКР.
Особенностями этих установок являются:
· Дешевизна материалов и простота установки, в целом снижение на порядки стоимости единицы установленной мощности установки по сравнению с традиционными ядерными установками;
· Плотность энерговыделения топлива на уровне и выше ядерного реактора;
· Отсутствие радиационного излучения;
· Отсутствие радиоактивных элементов в отработанном топливе и конструкционных материалах;
· Масштабируемость и модульность, когда требуемая мощность может быть набрана необходимым количеством модулей, объединяемых в установку;
· Низкие эксплуатационные расходы, простота и доступность технического обслуживания;
· Автономность (замена топлива 1-2 раза в год);
Эти положительные качества установки на НЭЯР позволяют сделать вывод, что они являются наилучшим кандидатом автономных теплогенераторов для проекта «Арктика». Дальнейшие исследования позволят создать уже автономные энергоустановки для комбинированной выработки тепла и электроэнергии с минимальной стоимостью кВт*час и Гкал.
Перспективы разработки источника электроэнергии базируются на оптимальных параметрах реактора на низко-энергетических ядерных реакциях:
· Температура топлива до 1400
оС позволяет с наивысшим кпд использовать газовый цикл Брайтона с последующей утилизацией газового выхлопа в паровом цикле и суммарным кпд выработки электроэнергии до 60%;
· В случае отбора тепла на отопление (когенерационный цикл) эффективность использования выработанной тепловой энергии можно довести до 90-95%;
· Отсутствие специальных систем безопасности, присущих атомным электростанциям (АЭС), на которые приходится львиная доля затрат при строительстве и эксплуатации АЭС;
· Использование инертных химически неактивных теплоносителей;
· Масштабируемость и модульность;
· Автономность: загрузка топливом 1-2 раза в год;
· Отсутствие радиоактивных отходов.
Таким образом, исходя из перечисленных преимуществ, на сегодняшний день альтернативы установкам на НЭЯР в проекте «Арктика» не просматривается.
Есть надежда, что наша фундаментальная наука проснулась от летаргического сна и с новыми силами ученых-энтузиастов устремилась на исследования процессов при низко- энергетических ядерных реакциях (НЭЯР). Вот начальные экспериментальные исследования в институте общей физики им. А.М. Прохорова (ИОФ РАН) [6]:
· Исследование механизмов LENR (НЭЯР), протекающих при лазерной абляции металлов в жидкостях (продолжение опытов Г.А. Шафеева);
· Исследование возможных проявлений LENR при электровзрыве и сильноточном разряде (продолжение опытов Л.И. Уруцкоева);
· Воспроизведение результатов А. Росси, создание и испытание теплогенератора;
· Экспертиза устройств на основе LENR (НЭЯР) сторонних разработчиков. Дейтериевый теплогенератор В.А.Киркинского (В сотрудничестве с Западной Торгово-промышленной палатой).
И это только начало. То ли еще будет?
Заключение
Вся деятельность отрасли по увеличению конкурентоспособности традиционных энергоблоков АЭС сводится к уменьшению стоимости удельных капитальных вложений в строительство АЭС за счет увеличения единичной мощности энергоблока и снижению времени строительства, что вступает в противоречие. Это показал и международный опыт Аревы в Олкилуото, где задержка пуска АЭС становится просто неприличной. Для Арктики нет потребности в мощных энергоблоках, а удельная стоимость энергоблоков малой мощности, требуемых там, катастрофически увеличивается обратно пропорционально единичной мощности по сравнению, например, с удельной стоимостью энергоблока единичной мощностью 1200МВт.
Вышеуказанное противоречие неразрешимо в рамках традиционной парадигмы ядерных установок. Необходим качественный скачок в технологиях для преодоления этого противоречия. И технология установок на низко- энергетических ядерных реакциях (НЭЯР) дает именно такой качественный скачок, который позволяет удовлетворить требованиям к подобным установкам в сложных арктических условиях.
Осуществление А.Г.Пархомовым длительного эксперимента с аналогом Е-Сат НТ А. Росси дает надежду достаточно быстрой реализации уже инженерной разработки никель-водородного теплогенератора для Арктики.
Программа исследований низкоэнергетических ядерных реакций [3] как для российской академии наук, так и для нашей отрасли и конкретно для Арктики назрела. Игнорировать факты успешного воспроизведения экспериментов с НЭЯР, а именно невоспроизводимостью НЭЯР объясняли свое бездействие чиновники от науки, уже равносильно «зарыванию головы в песок». Опоздаете, господа, к раздаче «слонов» [7],[8],[9].
Литература
1. Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года, Распоряжение Президента России от 08.02.2013 № Пр-232,
http://saboy.ru/%D0%B6%D0%B6/%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%B3%D0%B8%D1%8F-%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B8%D1%8F-%D0%B0%D1%80%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8.html2. Стратегия социально-экономического развития Сибири до 2020 года, УТВЕРЖДЕНА распоряжением Правительства Российской Федерации от 5 июля 2010 г. № 1120-р,
http://www.ict.nsc.ru/win/anons/1689/10/str-razv-sib.pdf3. Александр Просвирнов , «Программа исследований низкоэнергетических ядерных реакций», 15.01.2015, «Атомная стратегия»,
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=57814. Сообщение на сайте
www.lenr.seplm.ru о длительном эксперименте А.Г. Пархомова с аналогом E-Cat HT А. Росси,
http://lenr.seplm.ru/novosti/ag-parkhomovu-udalos-sdelat-dlitelno-rabotayushchii-reaktor-s-2330-16-marta-temperatura-derzhitsya-do-sikh-por5. Александр Просвирнов , «Великая октябрьская энергетическая революция, о необходимости которой так долго говорили «отщепенцы» от науки, свершилась», 18.11.2014, «Атомная стратегия»,
http://proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=5669&mode=thread&order=0&thold=06. Степан Николаевич Андреев, д.ф-м.н., «Исследования возможных проявлений LENR в ИОФ РАН. Направления и перспективы.», институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Доклад на семинаре в РУДН 29.01.2015,
https://yadi.sk/i/PHQ0rq0aeMQ9d7.А. А. Просвирнов, инженер, Москва, Ю. Л. Ратис, д. ф-м. н., профессор, Самара, "Низкоэнергетические ядерные реакции и перспективы альтернативной атомной энергетики."Промышленные ведомости", 11.2013 (
http://www.promved.ru/next/article/?id=2555)
8.Александр Просвирнов, г. Москва, Юрий Л. Ратис, д.ф.м.н, профессор, г. Самара, «Сомнений не осталось, LENR существует», «Атомная стратегия», 29/11/2013 (
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=4921)
9.А. Просвирнов, "Состоится ли атомный проект -2", «Атомная стратегия», 27/04/2012 (
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=3736)