АТЭС «Елена-АМ». Ядерный реактор для дачи

Благосостояние общества строится вокруг одного важнейшего критерия - увеличения покупательной способности населения. Удовлетворение основных потребностей в виде электроэнергии и тепла должно ежегодно увеличиваться. И одним из способов достижения этого может быть снижение конечных затрат на поставку энергии потребителям.

Однако увеличение количества доступной энергии за счёт потребления углеводородов возможно лишь в течение короткого периода. Россия, являясь страной, богатой углеводородами, может столкнуться с дефицитом этих ресурсов в ближайшие 40 лет, и уже с 2060 года внутренние потребности едва будут перекрываться.

В этом контексте инвестиции в развитие передовой ядерной энергетики имеют жизненно важное значение. Ядерная энергетика - единственный способ эффективно и безопасно заменить углеводородное топливо.

Сегодня в России разрабатываются полноценные автономные и не требующие технического обслуживания ядерные реакторы малой мощности. Одним из таких проектов является ядерная термоэлектрическая станция "Елена", которая была разработана в СССР для обеспечения тепловой и электрической энергией отдаленных деревень и небольших производств численностью до 2000 человек в течение 25 лет.

Проект рассчитывался в 1990-тые применительно к реальным населённым пунктам и уже готов был к практической реализации.

Более подробно я писал об этом тут:

Реактор спроектирован таким образом, чтобы полностью исключить техническое обслуживание в течение всего периода активного выгорания ядерного топлива.

• Правительство России в 2018 году утвердило программу «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ на период до 2024 года», где термоэлектрическая станция «Елена» указана как одно из перспективных направлений развития ядерных термоэлектрических технологий.

Недавно "Росатом" официально приступил к работе над этим проектом реакторной установки и основного технологического оборудования пилотной атомной термоэлектрической станции теплоснабжения (АТСТ) «Елена-АМ».

На сайте Госзакупок было опубликовано, что госкорпорация заключила контракт на разработку проекта реактора и технического оборудования, стоимость которого составляет 3,1 млрд рублей.

В приложенных документах указаны характеристики разрабатываемой установки, по которым можно определить, насколько‏ будет целесообразно использовать подобные АТЭС‏ в быту (например, в набирающих популярность в России‏ ИЖС и коттеджных посёлках). Если эти реакторы разрабатываются для и потребителей из отдалённых и труднодоступных регионов, то они без труда смогут найти применение.

Но что, если овчинка выделки не стоит? Вот это мы и узнаем, проведя экономический анализ интеграции АТЭС «Елена-АМ» в инфраструктуру посёлка.

Концепт АТЭС «Елена» из 1990-х.

На рынке России, в силу большого спроса, начинают появляться проекты ИЖС, реализуемые федеральными застройщиками. Причём правительство через банк «Дом.РФ» выделило кредит в размере почти 7 миллиардов рублей для финансирования первого в России загородного кластера от федерального застройщика. Теперь кластеры ИЖС приобретут новый формат загородной недвижимости с городским комфортом и собственной инфраструктурой с соблюдении всех критериев и стандартов из многоэтажной застройки.

Возьмём подобный проект за основу и интегрируем в него разрабатываемую АТЭС «Елена-АМ».

Стоимость‏ дома с внутренней отделкой площадью 160 м2 на 7 сотках‏ земли в подобном посёлке с‏ развитой‏ инфраструктурой‏ обойдётся в 19,5 миллиона рублей.

Честно сказать, дороговато. Но, учитывая, что проект строится как альтернатива многоэтажной застройки, возможно, цена будет оправдана, если действительно реализуют всё так, как запланировано.

Я родился и вырос в Москве, но с 2015 по 2021 год я с семьёй жил в деревне в Дмитровском районе. И жизнь в своём доме действительно комфортнее и спокойнее, чем в квартире. Но только при условии наличия в шаговой (15 минут) доступности социальной инфраструктуры, а меня таковая была.

Кстати, минутка саморекламы. Сушилка справа - это моя личная конструкция, которая уже 7 лет исправно служит. Так что, если захотите приобрести такую же, пишите на почту, сделаю её и вам.

В итоге в России скоро появится множество подобных кластеров ИЖС от федеральных застройщиков, от эконом- до элит-класса, формируя новый облик загородного комфортного проживания.

Допустим, на каждые 100 домов будет предусмотрена установка одного модуля АТЭС «Елена-АМ».

Но сколько будет стоит‏ь возведение АТЭС‏ «Елена-АМ»?

Согласно отчётам "Росатома", строительство‏ энергоблоков‏ поколения 3+ со‏ всеми технологиями защиты‏ оценивается в сумму до 200 ‏тысяч рублей‏ на каждый кВт электрической‏ мощности.

182,9 тысячи рублей за 1 кВт в ценах 2022 года - это около 200 тысяч рублей в настоящее время.

Согласно документации, оборудование АТЭС «Елена-АМ», рассчитано на работу с тепловой мощностью в 7 МВт, а электрической - не менее 200 кВт.

ТЭГ - это термоэлектрический генератор.

Таким образом, 200 кВт-ная АТЭС «Елена-АМ» будет стоить 40 миллионов рублей. К этой‏ стоимости‏ нужно‏ прибавить ещё 3 миллиона рублей за утилизацию топлива и ‏ 10‏миллионов -‏ за вывод‏ из эксплуатации и утилизацию компонентов‏ реактора.‏

• Тут‏ я беру‏ по максимуму,‏ так как‏ утилизация‏ и переработка тонны‏ ядерных отходов, согласно тарифам‏ "Росатома", стоят‏ до ‏2 миллионов рублей. Всего‏ отработанного топлива‏ в реакторе будет порядка 1300‏ кг.
• Утилизация реактора и всех его компонентов после‏ выработки ресурса обычно стоит 25%‏ от‏ стоимости‏ его возведения.

В случае с АТЭС "Елена-АМ" утилизация предусматривает извлечение‏ отработанного топлива,‏ его‏ максимально возможную радиоактивную деактивацию и захоронение путём создания‏ подземного бетонного‏ саркофага.‏ Стоимость‏ такой процедуры должна быть не более 25% от стоимости‏ станции.‏ Но берём‏ всё по‏ максимуму.

Итого:‏ эффективная стоимость составляет 40+10+3 = 53 миллиона рублей.

• Прибавим ещё 7 миллиона рублей‏ на‏ подключение‏ коммуникаций посёлка‏ и прочим затратам на пусконаладочные работы АТЭС‏ «Елена-АМ».

Итого: стоимость‏ строительства,‏ пусконаладочных работ и‏ "обслуживания" на протяжении 37-40 лет (активный срок жизни не менее 330 000 часов согласно документации) будет‏ составлять около 60 миллионов рублей.

Предположим, что все‏ эти денежные‏ средства выплачиваются "Росатому" в‏
100%-ном‏ объёме.‏ А далее "Росатом"‏ полностью берёт‏ на себя обслуживание, эксплуатацию и‏ утилизацию‏ станции.

Подобная‏ стоимость ниже стоимости современных‏ реакторов, возводимых Росатомом за рубежом. Но, судя‏ по официальным‏ тарифам‏ за утилизацию и стоимости установленной мощности за 1‏ кВт электроэнергии в России,‏ всё‏ так‏ и должно быть.

Амортизация станции за 40 лет работы составит: 60 млн / 40 лет = 1 500 000 рублей в год.

Разделим эту‏ сумму‏ на 100‏ домохозяйств: 1 500 000 / 100 = 15 000 рублей в год, или 1 250 рублей в месяц

Учитывая психологию‏ человека, платёж‏ в 1000 рублей в месяц на протяжении 40 лет будет‏ восприниматься‏ как нагрузка на семейный бюджет. Поэтому‏ логичнее будет эти 600 000‏ рублей‏ (стоимость АТЭС на каждый дом) внести в‏ стоимость дома.‏

В результате стоимость‏ домовладения будет увеличена всего‏ на 1/32‏ его‏ изначальной стоимости - с 19,5 миллиона‏ до 20,1 миллиона рублей.

В документации обозначен энергетический ресурс в 4,62 ТВт∙ч.

Энергетический ресурс активной зоны.

Учитывая это, можно приблизительно вычислить стоимость производства 1 кВт*ч электроэнергии:

4,62 ТВт∙ч = 4 620 000 000 кВт∙ч

Стоимость 1 кВт∙ч выработанной энергии в активной зоне реактора составит = 60 млн руб / 4 620 000 000 кВт∙ч ≈ 0,013 руб.

Таким образом, стоимость производства 1 кВт∙ч энергии составляет около 0,013 рубля.

При номинальной тепловой мощности в 7,3 МВт электрическая мощность составляет 200 кВ, то есть КПД преобразования составит: (200 кВт / 7,3 МВт) × 100% = 2,74%.

Тогда из 4 620 000 000 кВт∙ч тепловой энергии реактора получим 126 588 000 кВт∙ч электроэнергии за 330 000 часов активной эксплуатации.

Максимальная выработка электроэнергии в час составит: 126 588 000 кВт∙ч / 330 000 часов = 383,6 кВт∙ч.

В технических условиях указано не менее 200 кВт, тогда стоимость производства электроэнергии составит:

200 кВт × 330 000 = 66 000 000 кВт·ч

Стоимость составит: 60 миллионов рублей / 66 000 000 кВт·ч = 0,91 рубль за 1 кВт·ч.

Допустим, что половина этой электроэнергии идёт на нужды самой установки, на социальную инфраструктуру поселка и на потери в сети, тогда потребителям будет доступно 33 миллиона кВт·ч, или 2 400 кВт*ч в сутки.

Таким‏ образом, приобретая дом в подобном‏ "атомном" посёлке,‏ мы‏ получаем постоянную (на протяжении ‏ 37лет)‏ электроэнергию‏ в количестве 720‏ кВт*ч в месяц в расчёте на одно домохозяйство.

• 100 кВт/100 (домов)*720‏ (часов в‏ месяц) = 720 кВт*ч и тепловую‏ энергию в 21 600‏ кВт*ч‏ в‏ месяц.

7000 кВт - это тепловая‏ мощность реактора,‏ которая отдаётся в сеть. Допустим, что большая часть будет идти на работу реактора и на нужды социальной и общегородской инфраструктуры посёлка + потери тепла в сети.

Остаток в 3000 кВт - это полезная тепловая‏ мощность реактора,‏ которая отдаётся в сеть на нужды частных потребителей. То есть для каждого дома получаем по 30 кВт тепловой энергии, или 21 600 кВт*ч тепловой энергии на одно домовладение в месяц.

В зависимости от‏ потери тепла‏ и‏ производительности газового котла, подобная энергия будет равна потреблению 2000 кубометров‏ газа‏ в‏ месяц.

2000 кубов на 160 м2 дома – сильно избыточное потребление,‏ поэтому‏ подобная мощность‏ может расходоваться‏ как на отопление помещения, включая‏ тёплые‏ полы‏ по всей‏ площади дома,‏ так и‏ на‏ подогрев воды для‏ горячего водоснабжения и для бани/сауны или круглосуточного подогрева бассейна.

Если по‏ теплоснабжению всё‏ хорошо и проблем нет,‏ то‏ вот‏ с электричеством‏ есть нюансы. Несмотря‏ на хорошие‏ показатели‏ доступности электрической‏ энергии в 720 кВт*ч в‏ месяц, при единовременном‏ потребление 100 домохозяйств составит всего 1 кВт.

Но и тут имеется несколько‏ вариантов‏ его использования.

1. Этот ‏ 1кВт‏ можно полностью перенаправить на зарядку‏ электромобиля,‏ если‏ таковой присутствует‏ у владельца,‏ либо в‏ буфер‏ накопителя зарядной станции,‏ пока электромобиль в отъезде.‏ Таким образом,‏ каждый домовладелец будет обеспечен "бесплатным" запасом‏ хода в 27 000 км в год при наличии электромобиля.

720 кВт-ч * 80%‏ (суммарный‏ КПД‏ зарядной и аккумуляторной‏ батареи электромобиля) / 25‏ кВт*ч (средний расход энергии‏ на 100 км пробега) = 2403 км пробега в месяц.

2. Можно‏ продавать излишки‏ электроэнергии, согласно закону о микрогенерации.‏ Сегодня на‏ оптовом‏ рынке электроэнергию предлагают по 1,8 рубля за кВт*ч. Значит, за ‏ 720‏кВт-ч‏ можно выручить 1296 рублей в месяц.‏ Если‏ потребление электроэнергии‏ домохозяйством в‏ месяц составляет до 260 кВт*ч,‏ то‏ продажа‏ «халявных», но‏ не очень‏ приспособленных к‏ потреблению, 720 кВт*ч электроэнергии‏ в месяц покроют‏ затраты на‏ сетевое‏ электроснабжение (при средней стоимости электроэнергии в 5 рублей за 1 кВт*ч).

3. Использовать‏ этот ‏ 1кВт‏ для декоративной подсветки дома и‏ участка. Подсветку‏ своих‏ домов и участков сегодня использует каждый десятый дачник.‏

Примерно так можно использовать‏ "бесплатный"‏ киловатт.

Потенциальная‏ окупаемость по теплу будет следующая:

21 600 кВт*ч тепловой энергии‏ в‏ месяц‏ равно расходу 2000 кубометров‏ газа. В 2023 году средняя стоимость кубометра‏ газа составляет 7 рублей.

Лично у меня - 6,88 рубля.

Итого: 2000 * 7 = 14 000 рублей в месяц.

Электричество: ‏ 720 кВт*ч‏ по цене в 5‏ рублей за кВт*ч = 3600 рублей.

Общая экономия = 17 600‏ рублей в месяц, или 211 200 рублей‏ в год.

Учитывая рост стоимости за электроэнергию и тепло в 3% ежегодно, получим следующие‏ сроки‏ окупаемости:

Количество затрат на электроэнергию от сетевого потребителя в год по эквиваленту доступной электроэнергии от АТЭС‏ «Елена-АМ» в 8 640 кВт*ч в год на каждое домохозяйство в накопительном варианте.

Из расчёта затрат в 600 тысяч рублей на каждое домовладение, окупаемость по электроэнергии составит 12 лет, и впереди 25 лет бесплатного электричества.

Теплоснабжение окупится за 3,5 года, так как оно сильно избыточное (из расчёта эквивалента потребления газа в 24 000 кубометров в год на домохозяйство).

Сценарий окупаемости тепловой генерации, в годах. По накопительному эффекту.

Если‏ рассчитать значение энергии,‏ которое будет выработано на одно‏ домохозяйство‏ в‏ течение 37‏ лет, то‏ общая экономическая‏ выгода‏ составит 17 255 514 ‏ рублей.

Накопительный эффект по электроэнергии и теплоснабжению с учётом роста тарифа на 4% в год.

То есть в теории приобретение дома в подобном ИЖС может окупиться за счёт использования энергии АТЭС «Елена-АМ» на протяжении активного срока её работы.

Тем более можно взять дом с участком поменьше.

То‏ есть один факт‏ присутствия в‏ посёлке АТЭС типа «Елена-АМ»‏ приводит к тому, что станция окупает‏ не только саму‏ себя, но и полную стоимость домохозяйства за‏ срок своей активной‏ эксплуатации через выработку энергии для‏ этого домохозяйства.

Сложно‏ представить‏ другие условия доступности энергии, при которых так качественно‏ выполняется требование по‏ увеличению‏ покупательской‏ способности в энергии.

Как видим, энергоэкономические характеристики позволяет ядерному‏ реактору‏ «Елена-АМ» быть выгодным для‏ ИЖС и коттеджных посёлков в рассматриваемом примере.‏

Возникает лишь один-единственный вопрос: а 60 миллионов рублей за ядерный реактор под ключ - не слишком ли дёшево?

Исходя из стоимости постройки крупных АЭС в России, такая цена за установленную мощность - справедливая.

Есть и другой пример. Американская компания "Westinghouse Electric" недавно представила проект малого модульного реактора "AP300" электрической мощностью в 300 МВт. Стоимость строительства реактора под ключ составит 1 миллиард долларов.

Презентация "AP300"

В пересчёте на 1 кВт установленной мощности получается сумма в 3333 доллара, или 266 640 рублей по курсу 80 рублей за доллар.

Тогда 200 кВт-ная «Елена-АМ» под ключ должна стоить 53 328 000 рублей. И это притом, что у «Елена-АМ» компактные термоэлектрические генераторы, а не большие машинные залы с паровыми турбинами, как у "AP300".

Да и сами НИОКР (научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы) «Елена-АМ» оценены в 3 103 000 000 рублей, или в менее чем 40 миллионов долларов.

Например, стоимость разработки автомобиля "Renault Duster" второго поколения составила 300 миллионов долларов.

В случае появления «Елена-АМ»‏ посёлок‏ на ядерной тяге‏ станет не такой уж и‏ фантастикой.‏ Тем‏ более, в‏ эру информационных технологий,‏ когда можно отслеживать любую‏ активность реактора и его параметры‏ в реальном‏ времени.‏

Останавливает‏ тут только‏ одно‏ – большинство людей сегодня‏ боятся подобных‏ технологий из-за гипотетической‏ ядерной аварии или диверсии.

Судя по закладываемой прочности реактора, его нужно целенаправленно бомбить гиперзвуковым оружием для единомоментного разрушения.

Постскриптум.

Расчёты приведены для наглядности. Они не могут служить полноценным обоснованием энергоэкономических характеристик. Это я пишу для студентов, которые полюбили брать мои статьи за основу своих рефератов.

Так что сальдо инвестиционной деятельности или дисконтирования денежных потоков нужно рассчитывать дополнительно.

//////////////////////

Статьи выходят благодаря поддержке подписчиков-спонсоров. Для спонсоров всегда открыто приватное обсуждение, все ссылки на источники и исследования используемые в основе моих статей. Спасибо друзья за поддержку канала!

Подписывайся на канал! Кто смог осилить статью, тому бонус в закрепленном комментарии.