Экономические аспекты атомной энергетики

С экономической точки зрения ядерная энергетика специфична. Ей свойственны, по крайней мере, две кардинальные особенности. Первая особенность связана с большими капиталовложениями. Вторая особенность – специфика использования ядерного топлива, которая существенно отличается от той, что присуща обычному химическому топливу. К сожалению, до сих пор не сложилось единого мнения о том, как следует учитывать эти особенности в экономических расчетах.

Существовавший до середины 1980–х годов оптимизм в прогнозах развития ядерной энергетики определялся в основном представлениями об умеренной капиталоемкости АЭС, которые зачастую были продиктованы соображениями политического плана.

Известно [2, 3], что удельные капиталовложения в АЭС значительно выше, чем в обычные электростанции, особенно это касается АЭС с реакторами на быстрых нейтронах.

Это связано в первую очередь со сложностью технологической схемы АЭС: используются двух– и даже трехконтурные системы отвода тепла из реактора. Создается специальная система гарантированного аварийного расхолаживания. Предъявляются высокие требования к конструкторским материалам (ядерная чистота). Изготовление оборудования и его монтаж ведутся в особо строгих, тщательно контролируемых условиях (реакторная технология). К тому же, термический КПД на используемых в настоящее время в России АЭС с тепловыми реакторами заметно ниже, чем на обычных тепловых станциях.

Другим важным вопросом является то, что в ТВЭЛах внутри реактора постоянно содержится значительное количество ядерного топлива, необходимого для создания критической массы. Следует ли включать в капиталовложения стоимость первой загрузки ядерного топлива? Если да, то в капвложения следует включать не только топливо, находящееся в самом реакторе, но и занятое во внешнем топливном цикле. Такой подход нельзя считать правильным. Ведь в любом производстве одни элементы оборудования находятся в постоянной эксплуатации, а другие материальные средства службы регулярно заменяются новыми. Если этот срок не слишком велик, их стоимость не причисляют к капвложениям. Эти затраты учитываются в качестве текущих затрат. В случае с ТВЭЛами в пользу этого свидетельствует период их использования, который не превышает нескольких месяцев.

Важным является также вопрос о цене ядерного топлива. Если речь идет только об уране, то его стоимость определяется затратами на добычу, извлечение из руды, изотопное обогащение (если таковое необходимо).

Если топливом является плутоний, который используется для быстрых реакторов, то в общем случае следует различать два режима: замкнутый, когда плутония достаточно для обеспечения потребностей развивающейся энергетики, и конверсионный, когда его не хватает, и наряду с ним используется U²³⁵. Для случая конверсионного цикла цена плутония должна определяться из сопоставления с известной ценой урана. В любом быстром реакторе можно использовать как плутониевое, так и урановое топливо. Поэтому при экономическом сопоставлении влияния эффекта вида топлива на капитальную составляющую стоимости электроэнергии можно исключить. Достаточно лишь приравнять непосредственные затраты на топливо (топливные составляющие) в том и другом случае. По оценкам специалистов цена плутония превосходит цену урана примерно на 30 %. Для плутония это обстоятельство важно, поскольку нарабатываемый плутоний как побочный продукт приносит большой доход.

В замкнутом режиме, когда плутония образуется достаточно для загрузки в существующие и вновь вводимые реакторы, необходимость в использовании U²³⁵ отпадает. В случае если его нарабатывается (образуется) больше, чем нужно для обеспечения потребностей развивающейся энергетики, его можно полностью или частично использовать для других областей его потенциального применения. В этом случае цена плутония будет определяться затратами на его извлечение из ТВЭЛов.

Стоимость 1 кВт установленной мощности на АЭС с блоками 440 и 1000 МВт в 1,5–1,6 раза выше, чем на электростанциях, работающих на органическом топливе, равной мощности, построенных в те же годы [2]. Можно полагать, что в ближайшие годы соотношение в стоимостях 1 кВт установленной мощности АЭС и ТЭС будет иметь тенденцию к увеличению, так как для обеспечения большей надежности атомной электростанции и уменьшения влияния на окружающую среду строительство АЭС потребует больших дополнительных капиталовложений, чем строительство ТЭС. Однако себестоимость электроэнергии на АЭС в целом ниже, чем на тепловых конденсационных электрических станциях.