В первой части были рассмотрены страны которые представлены на рынке строительства блоков АЭС.
Но АЭС - это лишь один из элементов ядерной энергетики. Немаловажным элементом является работа с топливом для АЭС.
Топливный аспект ядреной энергетики можно разделить на следующие составляющие:
добыча урана;
обогащение урана;
производство тепловыделяющих сборок (ТВС);
переработка отработанного ядерного топлива (ОЯТ).
В каждой их этих составляющих весьма разная ситуация, которая будет рассмотрена ниже.
Добыча урана
Пока мир не обладает технологиями для полноценного закрытого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ), то добыча урана является основой для обеспечения топливом для АЭС. И изменений тут в ближайшее время ждать не стоит. Частично вопрос замыкания ЯТЦ рассмотрен в статье "Мифы про реактор БН-800".
Что касается добычи урана, то ситуация в мире выглядит так:
Как мы видим почти половину урана добывается в Казахстане.
Однако сам Казахстан через свою компанию Казатомпром контролирует чуть больше половины добычи урана. Остальное достается партнерам.
А вот Россия наоборот, имея достаточно скромные показатели собственной добычи, добывает за пределами страны больше чем внутри.
Как так? Дело в том, что в самой России Росатом добывает уран компанией Атомредметзолото (АРМЗ), а вот за пределами страны добывающие мощности сосредоточены в руках компании Uranuim One.
В настоящий момент компания имеет доли в казахстанских месторождениях и добывает около 8% урана.
Если рассмотреть объем добычи компаниями по их принадлежности к странам, то получим такую тройку лидеров:
- Казахстан - 22%;
- Китай - 18%;
- Россия - 13%.
Как мы видим, Казахстан получает примерно половину добываемого на его территории урана. Остальное уходит партнерам из России, Франции и Канады.
А вот Намибия практически полностью находится под китайцами, что и выводит их на второе место.
Обогащение урана
Однако в современных условиях мало просто добыть уран. Ведь участвующего в цепной ядерной реакции изотопа урана-235 в природном уране содержится всего 0.7%.
Работать на таком уране могут лишь тяжеловодные реакторы, которые, как было рассмотрено в первой части, получили распространение только в Канаде и Индии (британские газографитовые Магноксы не рассматриваем ввиду их закрытия). Для других реакторов требуется повышать содержание урана-235. Данный процесс называется "обогащение". Так же и именуют и долю урана-235.
При этом в зависимости от конструкции и назначения реактора обогащение может иметь невысокие значения на уровне 2-3%, как у советских/российских уран-графитовых РБМК или газографитовых британских AGR, так и достигать достаточно высоких значений в несколько десятков процентов (как правило это лодочные реакторы).
Так вот для того, чтобы достичь высокого обогащения требуется разделить изотопы урана-235 и урана-238. Существуют множество технологий для разделения изотопов, но для урана в основном используются две технологии:
- газодиффузионная;
- центрифужная.
При этом по экономической эффективности газодиффузионная сильно проигрывает центрифужной, родоначальником промышленного применения которой стал Советский Союз. Именно по этому на центрифугах сейчас производится практически все обогащение урана, хотя еще 10-15 лет назад доля газодиффузионной технологии достигала трети. Однако после закрытия заводов во Франции (2012 г.) и США (2013 г.) газодиффузионная технология в промышленных объемах не используется. А в США существующий ныне завод компании URENCO использует центрифужную технологию, вопреки распространенному мнению об использовании американцами газодиффузионной технологии (это уже в прошлом).
Для того, чтобы количественно измерять работу по разделению придумали такую единицу изменения как ЕРР (единица работы разделения), или SWU в английском варианте. Это позволяет оценить долю на рынке обогащения его основных участников, которых не так и много.
Как видим, Россия имеет практически половину мощностей по разделению изотопов. Правда используются они не все, и реальная доля на рынке обогащения чуть ниже - 35-37%. Но все равно это солидная доля, которую просто так не отрезать от мирового рынка политическим диктатом, заподозрив отсутствие молекул свободы.
Однако просто обогащенным ураном сыт не будешь. И перед тем как уран попадет в топку ядерного реактора, то его нужно заключить в специальную конструкцию.
Фабрикация ядерного топлива
Под ядерным топливом понимают конструкцию, которую помещают в ядерный реактор. При этом формы и конструкция могут быть весьма разнообразными.
Наиболее распространенным вариантом является формирование топливных таблеток из диоксида урана с дальнейшим наполнением таблетками металлической трубки (твэл) и формированием из пучка твэлов тепловыделяющей сборки (ТВС), которая затем и помещается в реактор.
В отличии от стадий добычи и обогащения урана производство ядерного топлива больше привязано к производителям реакторов. Каждый производитель реакторов старается делать топливо для своих реакторов сам. Однако изменения на рынке топлива для АЭС, смена владельцев и т.д. привели к тому, что рынок поделен между 4мя компаниями.
Самые крупные - это французская Orano и американcкая Westinghouse, каждая из которых имеет около 30% рынка ядерного топлива.
Вполовину (15-17%) меньше доли у российского Росатома ( в виде "ТВЭЛ") и американо-японской GNF.
Остальные производители из Аргентины, Бразилии, Индии, Испании, Китая, Кореи, Канады, Японии занимают порядка 8-10% рынка и в основном производят топливо для "своих" АЭС.
Резюмируя...
Как мы видим, несмотря на обширную географию добычи урана, далее работу с ним осуществляют весьма небольшое количество компаний из малого количества стран, где особо можно выделить Россию, Китай, Францию и США.
Спасибо за внимание!
