Внедрение цифровизации как инструмента снижения финансовых затрат на вывод из эксплуатации объектов использования атомной энергии. Часть 1

Недостатки классического формата планирования, выполнения и обработки данных комплексного инженерного и радиационного обследования ОИАЭ

На основе доступной информации по планируемым срокам эксплуатации энергоблоков АЭС Концерна «Росэнергоатом» различного типа и озвученных планах по их останову для последующего вывода из эксплуатации можно сделать вывод, что к 2035 году в России будет остановлено для вывода из эксплуатации и находиться на различных его этапах до 20 блоков АЭС. К 2045 году их количество потенциально может возрасти до 30 блоков [1,2].

Анализ публикаций МАГАТЭ по выполненным и планируемым работам по ВЭ блоков АЭС за рубежом [3] показывает, что средняя стоимость ВЭ блока АЭС составляет порядка 1 млрд долл. США (80 млрд руб. по курсу начала 2026 года) (зависит от типа и мощности реактора). В отечественных реалиях эта стоимость может быть значительно выше особенно для блоков АЭС с канальными графитовыми реакторами. Доступная информация о стоимости сооружения нового блока АЭС отечественного проекта ВВЭР-1200/ТОИ позволяет оценить ее в современных реалиях в диапазоне от 150 до 250 млрд. руб. [6-8] (в зависимости от условий строительства).

Точное соответствие определить невозможно, но, ориентировочно можно сказать, что затраты на полный цикл ВЭ двух остановленных блоков АЭС примерно эквиваленты затратам на строительство одного нового блока АЭС проекта ВВЭР-1200/ТОИ. Таким образом, затраты на полный цикл вывода из эксплуатации 30 блоков будут сопоставимыми с затратами на сооружение примерно 15 новых блоков АЭС. Более того 15 непостроенных новых блоков АЭС могли бы вырабатывать электроэнергию, принося доход. В этом смысле можно сказать, что вывод из эксплуатации – это не просто непроизводственные затраты, это еще и недополученный Госкорпорацией «Росатом» доход.

А ведь есть еще ОИАЭ других типов: исследовательские реакторы, объекты ядерного топливного цикла, промышленные уран-графитовые реакторы и т.д. Некоторые из них уже остановлены, некоторые приближаются к истечению срока службы. Таких объектов сотни и все они требуют вывода из эксплуатации, а значит соответствующих финансовых затрат.

Таким образом, остро встает вопрос о разработке решений, позволяющих значимо обеспечить снижение затрат на ВЭ ОИАЭ.

Если говорить высокоуровнево, то в соответствии с отечественным законодательством для ВЭ сложных/крупных и радиационно-загрязненных ОИАЭ, таких как блоки АЭС, объекты ядерного топливного цикла, крупные исследовательские реактора требуется разработка проектной документации на вывод из эксплуатации (ПД ВЭ), прохождение государственной или ведомственной экспертизы. После получения положительного заключения которой, как и положительного заключения Ростехнадзора о безопасности разработанных проектно-технологических решений в ПД ВЭ, эксплуатирующая организация может приступать к выполнению работ по ВЭ и осуществлять их финансирование в соответствии с проектно-технологическими решениями в ПД ВЭ и условиями действия выданной лицензии на вывод из эксплуатации.

Исходными данными для разработки ПД ВЭ являются данные комплексного инженерного и радиационного обследования (КИРО). В соответствии с отечественными нормами выполнение КИРО – обязательный этап стадии ВЭ ОИАЭ. До сих пор в отечественной атомной отрасли в подавляющем большинстве КИРО ОИАЭ, остановленных для ВЭ, проводится, в основном, классическим образом – в качестве основы для разработки программы его поведения используется архивная документация, обследование объекта выполняется полевыми специалистами организации-исполнителя, которые вручную проводят инвентаризацию оборудования, трубопроводов, конструкций и других элементов в помещениях ОИАЭ, выполняют линейные измерения габаритов, составляют экспликации помещений, осуществляют разнообразные радиационные измерения, на основе этих данных выполняют оценку образования первичных отходов, загрязненных радионуклидами, составляют итоговый отчет КИРО.

Такая классическая технология планирования и выполнения КИРО имеет множество недостатков, которые в итоге обуславливают не вполне корректные исходные данные, поступающие разработчикам ПД ВЭ и ограничивающие их возможность разработки качественной, проработанной в достаточном объеме ПД ВЭ:

• Планирование КИРО производится на основе архивной документации, которая в подавляющем большинстве случаев не соответствует реальной конфигурации ОИАЭ. Это уже на этапе планирования КИРО вносит системную ошибку: при осуществлении полевых работ надо вносить корректировки из-за несоответствия программы КИРО и реального состояния объекта, что приводит к излишним итерациям и искажению конечных данных.
• Полевые специалисты физически не имеют возможности вручную провести точную инвентаризацию содержимого помещений ОИАЭ. Кроме отсутствия реальной возможности выполнить такую работу вручную, в дело вступает еще и человеческий фактор – добросовестность, усталость, плохое настроение, ошибки в записях – все это влияет на конечный результат работ. Давайте зададим вопрос, как на практике инженер-обследователь помещения ОИАЭ, вооруженный блокнотом, карандашом и лазерной рулеткой может точно описать конфигурацию помещения, в котором расположены десятки единиц оборудования, задвижек, насосов, другого оборудования, сотни метров трубопроводов, кабельных лотков, трасс систем вентиляции? А ведь еще есть строительные (металло- и железобетонные) конструкции, лестницы, площадки обслуживания, электрощиты, элементы освещения и множество других типов элементов, наполняющих помещение. Ответ: никак за разумное время. Или инженеры обследователи будут выполнять эту работу бесконечно долго, выбирая разрешенную максимальную дозу облучения - нужно очень много людей, труд которых необходимо оплачивать. И даже если они соберут вручную при обследовании такой гигантский объем точной, достоверной информации о конфигурации помещений ОИАЭ, зафиксируют ее на бумаге, возникает вопрос, как ее представить, чтобы она была понятна проектировщику, легко доступна и обрабатываема при разработке ПД ВЭ? Поэтому на практике при выполнении инженерной части КИРО классическим способом инвентаризация помещений происходит следующим образом. Инвентаризируются крупногабаритные элементы помещения. Остальное пытаются (если и вообще это выполняют) изучить/инвентаризировать по чертежам. Но, архивная документация и состояние объекта весьма значительно различаются, да и учесть человеку всю информацию с множества разнородных чертежей не представляется возможным. В итоге качество инвентаризации в КИРО, выполняемого классическим методом, приходит к закономерному результату, пример которого представлен далее в настоящей статьи.
• В классическом формате КИРО существует значительное неудобство с описанием сути, характеристик и местоположения дефектов оборудования, коммуникаций, строительных конструкций, обнаруженных при визуальном осмотре помещений. В итоге это приводит к тому, что к отчету о КИРО прилагаются многотомные альбомы фотографий дефектов с указанием мест их нахождения. Разработчикам ПД ВЭ работать с таким форматом изложения сведений о дефектах крайне неудобно, что приводит к не учету данных о дефектах в ПД ВЭ со всеми вытекающими последствиями для будущей практической реализации ВЭ ОИАЭ. Как и в других направлениях визуальных осмотров персоналом, на качество ручного сбора данных о дефектах в полном объеме влияет человеческий фактор.
• Аналогичным образом инженерному обследованию обстоит ситуация из с радиационной частью КИРО: места выполнения измерений привязаны к пространству помещения весьма приближенно, само качество выполненных измерений и записанных результатов полностью отдается на откуп дозиметристам. Ручное обследование радиационно-загрязненных объектов силами дозиметристов, несмотря на отработанную методику, сталкивается с комплексом взаимосвязанных проблем на всех этапах — от сбора данных до их представления. Эти проблемы касаются безопасности, эффективности, точности и, в конечном счете, достаточности информации для принятия решений. Классический способ проведения радиационного обследования при выполнении полевой части КИРО предполагает примерное указание мест выполнения замеров с нумерацией точек на плане помещения, а также указания для каждой точки измеренной величины, единицы измерения и приборной погрешности. На практике такие схемы рисуются от руки сразу по месту выполнения работ (рис. 1). Даже при наличии средств защиты при таком рисовании по место дозиметрист неизбежно получает дозу облучения при работе в зонах с повышенным фоном. Очевидно, что нарисованные таким образом схемы имеют значительную погрешность в пропорциях и актуальности отображения содержимого помещений. При камеральной обработке таких эскизов невозможно оценить реальное местоположение нанесенных на них точек измерения в пространстве обследованных помещений. Поэтому, зачастую, в отчетах о КИРО, выполненным классическим способом, не предоставляются такие эскизы, а даются лишь усредненные значения (или диапазоны значений) измерений по помещениям.

Рис. 1 – Примеры первичных протоколов радиационного обследования, формируемых вручную при выполнении измерений на объекте.

• При классической камеральной обработке полевых результатов КИРО в качестве одного из опорных источников информации об ОИАЭ также используется архивная документация, обработка большого количества данных и выполнение расчетов производится полуавтоматизировано (в электронных таблицах), что приводит к ошибкам в расчете объемов образования радиоактивных отходов, разночтению данных в различных разделах отчета о КИРО.
• Заказчик не имеет реальной возможности проверить качество работ исполнителя по КИРО, так как обеспечения качественной такой проверки необходимо, по сути, повторно выполнить КИРО, а выборочный контроль не дает гарантии в общем качестве выполнения ИО и РО. Фактически, результаты принимаются на веру.
• Заказчик не имеет возможности в реальном масштабе времени оценивать ход выполнения работ по КИРО. В лучшем случае он получает уже финальный отчет в установленные по договору сроки, в худшем – со срывом сроков.

Далее представлены три пары скриншотов с двух цифровых моделей одного и того же помещения ОИАЭ. В каждой иллюстрации:

• Левая часть – это скриншот с цифровой модели помещения, созданной исключительно на основе наличествующей на объекте архивной документации и отчета о комплексном инженерном и радиационном обследовании, выполненного классическим способом инженерами-обследователями без применения цифровых инструментов.
• Правая часть – это скриншот с цифровой исполнительной инженерной модели того же помещения, выполненной в системе управления инженерными данными «НЕОСИНТЕЗ». ЦИИМ создана на основе лазерного сканирования, сферического фотографирования и валидации данных архивной документации.

Рис. 2 – Сравнение двух цифровых моделей одного и того же помещения, выполненных на основе различных исходных данных. Ракурс 1.

Рис. 3 – Сравнение двух цифровых моделей одного и того же помещения, выполненных на основе различных исходных данных. Ракурс 2.

Рис. 4 – Сравнение двух цифровых моделей одного и того же помещения, выполненных на основе различных исходных данных. Ракурс 3.

Рассмотрев визуальные отличия результатов двух подходов выполнения КИРО - цифрового и классического - в представлении конфигурации помещения, посмотрим, как в итоге они сказываются на материальных показателях по классам элементов в этом помещении (рис. 4):

Рис. 5 - Сравнение данных отчетов КИРО и проектной документации, находящейся в бумажных архивах объекта, с данными ЦИИМ, отражающими его реальную конфигурацию.

Представленное сравнение четко показывает значительную погрешность в данных об объекте ВЭ, получаемых способом классического выполнения КИРО. Этот небольшой пример является совершенно типовым: в практике выполнения ЦИИМ/ЦИИРМ ОИАЭ Группой компаний «НЕОЛАНТ» на этапах КИРО или разработки ПД ВЭ указанные различия между однотипными данными, изложенными в отчетах КИРО и получаемых с ЦИИМ/ЦИИРМ всегда имеют отличия, исчисляемые десятками или даже сотнями процентов. Тотально не совпадают все ключевые показатели: прогнозы образования первичных отходов демонтажа, загрязненных радионуклидами, по их категориям, строительные объемы, длины трубопроводов, кабельных лотков, линий систем вентиляции, объемы/массы металлоконструкций и железобетона и др.

Необходимо отметить еще два крайне значимых недостатка классического формата планирования, проведения и обработки данных комплексного инженерного и радиационного обследования ОИАЭ:

• В классическом режиме обработки данных ИО и РО (использование бумажных документов-первоисточников и полуавтоматизированная обработка массивов полевых данных в электронных таблицах) отсутствует возможность формирования и применения сколько-нибудь достоверной валидируемой методики определения и описания пространственно-распределенного источника ионизирующего излучения (ИИИ) в помещениях ОИАЭ. Отсутствие возможности достоверно определить и описать пространственно-распределенный ИИИ в помещениях приводит к следующему. Трансформация массовых и объемных показателей элементов, наполняющих помещения ОИАЭ и подлежащих демонтажу, а также данных РО в объемы первичных отходов демонтажа, загрязненных радионуклидами, которые в финале переработки и кондиционирования и сформируют те самые РАО от ВЭ, подлежащие временному хранению или захоронению, производится экспертно со значительными допущениями и консерватизмом. В тоже время, известно, что обращение с РАО от ВЭ формирует от 50% до 60% затрат на ВЭ.
• Аналогичным образом, отсутствие возможности формирования пространственно-распределенного ИИИ в помещениях ОИАЭ при классическом формате обработки данных КИРО приводит в ПД ВЭ к значительным погрешностям, как правило в сторону завышения, расчетных дозовых нагрузок на демонтажный персонал. Коллективная доза облучения фиксируется в ПД ВЭ на весь период выполнения демонтажных работ в максимальном значении в то время, как по мере выполнения демонтажа конфигурация ИИИ в помещении меняется, как и соответствующие дозы облучения, получаемые демонтажным персоналом на различных этапах выполнения демонтажных работ. В то же время, демонтажные работы в радиационных полях вносят второй по величине после обращения с РАО вклад в стоимость полного цикла реализации проекта по ВЭ.

Итогом КИРО в классическом варианте его выполнения является отчет о КИРО, который служит исходными данными для проектной организации, разрабатывающей ПД ВЭ. При разработке ПД ВЭ проектировщик базируется на данных отчета о КИРО - они перетекают в ПД ВЭ. Если проектант обнаруживает несоответствие в исходных и расчетных данных отчета о КИРО, на имеющихся в отчете исходных данных делаются новые расчеты с необходимым консерватизмом в силу их возможной недостаточности и для обеспечения соблюдения норм безопасности, минимизации вопросов от экспертизы в целях ускорения получения положительного заключения на ПД ВЭ.

Все вышеперечисленные проблемные зоны классического формата планирования, выполнения КИРО и обработки собранных при его выполнении данных впрямую обуславливают некорректный расчет сметной стоимости в ПД ВЭ: завышение или занижение проектной стоимости относительно реальной потребности финансирования.

Как указывалось в начале публикации, зарубежный опыт реализации проектов ВЭ полного цикла, отраженный в публикациях МАГАТЭ позволяет оценить полный объем затрат на ВЭ блока АЭС примерно в 1 млрд долл. США или в 80 млрд. руб. по курсу на начало 2026 года.

Агентством по ядерной энергии (АЯЭ, NEA) Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР, OECD) на основе обобщения мирового опыта ВЭ блоков АЭС выпустила документ Costs of Decommissioning Nuclear Power Plants [9], в котором определены вклады отдельных этапов стадии ВЭ в полный объем затрат на ВЭ. Согласно данной публикации затраты по этапам стадии ВЭ распределяются следующим образом:

• КИРО: от 1% до 3%
• Проектирование: от 3% до 5%
• Практические работы: от 30% до 45%
• Обращение с РАО: от 45% до 60%

В отечественной практике финансирование, выделяемое на выполнение КИРО классическим способом и разработку ПД ВЭ значительно ниже и экспертно его можно оценить до 3% от полного цикла затрат на ВЭ. Исключая вклад эти затрат на выполнение КИРО и разработку ПД ВЭ из определенной выше стоимости полного цикла ВЭ блока АЭС в 80 млрд руб. получаем суммарную стоимость затрат на выполнение работ по ВЭ и обращение с РАО в 77,6 млрд руб. Примем ее как сметную стоимость, определенную в ПД на ВЭ.

Теперь посмотрим во что выливается некорректная оценка сметной стоимости в ПД ВЭ, рис. 5. Для корректности вычислений расчеты будем производить от объективной стоимости ВЭ, которую примем за 100%.

Рис. 6 – Иллюстрация денежного эквивалента погрешности определения сметной стоимости вывода из эксплуатации в ПД ВЭ на 5%, 10% и 15% в сторону завышения или занижения.

Как видно из рисунка 5 для случая вывода из эксплуатации таких крупных ОИАЭ, как блоки АЭС, даже несколько процентов погрешности в определении объективных затрат на вывод из эксплуатации в сметном разделе ПД ВЭ приводит к миллиардам рублей излишнего или недостающего финансирования.

В случае излишнего финансирования неосвоенные средства будут разморожены для использования в других проектах, но они, во-первых, обесценятся в силу инфляции (только по официальным индексам ежегодным индексам накопленная инфляции за период 2014 – 2024 гг. инфляция в России составила 118% [10], т.е. покупательная способность рубля снизилась вдвое). Реализация проекта ВЭ блока АЭС является длительным процессом, в течении которого, выделенные в соответствии с ПД ВЭ и неосвоенные финансовые средства безусловно инфляционно обесценятся. Кроме того, эти неосвоенные финансовые средства моли бы быть пущены на реализацию других проектов по ВЭ.

В случае с недофинансированием работ по ВЭ ситуация выглядит также негативно, так как недофинансирование ведет к приостановке работ, необходимости корректировки ПД ВЭ с прохождением экспертизы, что может занять несколько лет. Приостановка работ по ВЭ также будет требовать затрат на содержание выводимого из эксплуатации блока АЭС.

Таким образом, можно сделать вывод, что актуальность и полнота данных КИРО является важнейшим фактором, определяющим успешную реализацию такого сложного и длительного процесса как вывод из эксплуатации блока АЭС.

Во второй части статьи мы рассмотрим как цифровые исполнительные инженерно-радиационные модели блоков АЭС, остановленных для ВЭ, и инструментарий отечественной цифровой платформы сопровождения заключительной стадии жизненного цикла ОИАЭ Digital Decommissioning позволяют решить вышеописанные проблемы классического формата выполнения КИРО и разработки ПД ВЭ на их основе.

Вторая часть статьи

Источники информации

1. Росатом объявляет график последующего вывода из эксплуатации атомных энергоблоков в России: https://www.cers-nepc.org.cn/articles/202512/20251225091238.html
2. Росатом выведет из эксплуатации 33 "реактора наследия" к 2045 году | Атомная энергетика – НАНГС: https://nangs.org/news/renewables/nuclear/rosatom-vyvedet-iz-ekspluatatsii-33-reaktora-naslediya-k-2045-godu
3. A Study on the Determinants of Decommissioning Cost for Nuclear Power Plant (NPP). Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology. Vol.19 No1 pp. 87-11: https://www.koreascience.or.kr/article/JAKO202113150643909.pdf
4. Что известно об атомных проектах России за рубежом: https://tass.ru/info/19793979
5. Проекты разобрали на атомы – Коммерсантъ Воронеж: https://www.kommersant.ru/doc/6906921
6. Стоимость строительства Южной АЭС оценили в 500 млрд рублей: Стоимость строительства Южной АЭС оценили в 500 млрд рублей: https://abireg.ru/newsitem/109101/
7. Стоимость нового реактора на БАЭС оценили в 400 млрд рублей. Потребителям придется отдавать "Росатому" по 40 млрд в год: Аналитика Накануне.RU: https://www.nakanune.ru/articles/118109/
8. Росатом предварительно обозначил предельную стоимость капитального строительства одного "атомного" кВт в 183 тыс. рублей | Атомная энергия 2.0: https://www.atomic-energy.ru/news/2022/01/25/121255
9. Costs of Decommissioning Nuclear Power Plants, NEA No. 7201: https://www.oecd-nea.org/upload/docs/application/pdf/2019-12/7201-costs-decom-npp.pdf
10. Инфляция в России за 10 лет (2014-2024), официальный уровень инфляции за последние 10 лет в РФ по Росстат: среднегодовая, суммарная: https://finzo.ru/stati/inflyaciya-za-10-let/