Малі модульні реактори: безпекові та економічні показники, перспективи впровадження в об’єднану електроенергетичну систему України

В. В. Дем’янюк

Громадська спілка «Інститут інновацій ядерної енергетики», м. Київ, Україна

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.20.3.3

Анотація

Малі модульні реактори (ММР) є перспективною технологією подальшого розвитку ядерної енергетики. У порівнянні з ядерними реакторами великої потужності (більше 700 МВт) МРР характеризуються відносно меншими капітальними інвестиціями та строком реалізації, очікувано вищими показниками безпеки, можливістю маневрування потужністю і, як наслідок, кращою відповідністю потребам енергоринку. В Україні розпочато діяльність з аналізу перспектив впровадження технології ММР. Інститутом інновацій ядерної енергетики налагоджена робоча співпраця з потенційними постачальниками ММР, зокрема NuScale Power (проект NuScale), та розпочато роботи з вивчення технікоекономічних аспектів ММР. У статті наведено поточний стан реалізації проектів легководних ММР у короткостроковій перспективі. Представлено якісний порівняльний аналіз різних видів електрогенерації за ключовими аспектами. Узагальнено безпекові показники ММР: частота пошкодження активної зони та частота раннього/великого аварійного викиду, розмір зони аварійного планування. Сформульовано та охарактеризовано фактори, які впливають на економічні показники ММР, зокрема потужність (до 300 МВт ел.), модульність, нарощування потужності, маневрування, освоєння технології, вартість зняття з експлуатації. На основі даних НЕК «Укренерго» представлена інформація щодо потреб Об’єднаної електроенергетичної системи (ОЕС) України у маневрових потужностях. Приділена увага поєднанню ММР і відновлюваних джерел енергії із мінливою потужністю. Сформульовано першочергові заходи для впровадження ММР в Україні, що включають в себе: 1) поглиблений стратегічний аналіз OEC України за міжнародними методиками (МАГАТЕ, OECD); 2) деталізацію потреб OEC України у балансуючих (маневрових) потужностях та розробку технічних вимог до ММР та їхньої маневреності; 3) виконання попереднього техніко-економічного обґрунтування будівництва ММР; 4) розробку ефективних фінансових моделей реалізації проектів ММР в Україні на засадах державного та приватного партнерства.

Ключові слова: малі модульні реактори, безпекові та економічні показники, об’єднана електроенергетична система, низьковуглецеві джерела енергії.

References

1.  Paris Agreement. United Nations Treaty Collection (December 12, 2015). Available at: https://treaties.un.org/pages/ViewDetails.aspx?src=TREATY&mtdsg_no=XXVII-7-d&chapter=27&clang=_en

2. Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development. United Nations – Sustainable Development knowledge platform. Available at: https://sustainabledevelopment.un.org/post2015/transformingourworld.

3. Law of Ukraine “On Ratification of Paris Climate Agreement” as of July 14, 2016, no. 1469-VIII. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1469-19.

4. Decree of the President of Ukraine no. 722/2019 “On objectives of sustainable development of Ukraine through 2030”. Available
at: https://www.president.gov.ua/documents/7222019-29825.

5. The Costs of Decarbonisation: System Costs with High Shares of Nuclear and Renewables. OECD, NEA, 2019, 224 p. Available at: https://www.oecd-nea.org/ndd/pubs/2019/7299-system-costs.pdf.

6. International Energy Agency (2016). Energy, Climate Change & Environment – 2016 Insights. Paris: International Energy Agency, OECD/IEA. Available at: https://www.iea.org/reports/energy-climate-change-and-environment-2016-insights.

7. Blasi A. (2020). Global energy-related CO2 emissions. International Energy Agency. Available at: https://www.linkedin.com/in/alessandro-blasi-6579a66/detail/recent-activity.

8. World Nuclear Association (2011). Comparison of lifecycle greenhouse gas emissions of various electricity generation sources. London: WNA, 12 p. Available at: http://www.world-nuclear.org/uploadedFiles/org/WNA/Publications/
Working_Group_Reports/comparison_of_lifecycle.pdf.

9. Energoatom and Holtec Signed a Memorandum of Understanding on the Cooperation in Using Small Modular Reactors. Energoatom: official website. Available at: http://www.energoatom.kiev.ua/ua/press_centr-19.

10. MoU starts evaluation of NuScale SMR for Ukraine. World Nuclear News: official website. Available at: https://world-nuclear-news.org/Articles/MoU-starts-evaluationof-NuScale-SMR-for-Ukraine.

11. NPC “Ukrenergo” (2020). Report on Conformance Evaluation of Generating Capacities of Ukraine. Available at: https://ua.energy/media/pres-tsentr/pres-relizy/vzhe-u-2021-r-v-ukrayini-mayut-buduvatys-2-gvt-vysokomanevrovyh-potuzhnostej.

12. Ministry of Energy and Environmental Protection (2020). Concept of “green” energy transition of Ukraine by 2050. Available
at: https://menr.gov.ua/news/34424.html.

13. Dybach A. M., Plachkov G. I. (2019). On Licensing of Small modular Reactors Technology. Nuclear and Radiation Safety, vol. 81, no. 1, pp. 3−9. DOI: 10.32918/nrs.2019.1(81).01

14. OECD/NEA (2016). Small Modular Reactors: Nuclear Energy Market Potential for Near-term Deployment. Available at: https://www.oecd-nea.org/ndd/pubs/2016/7213-smrs.pdf.

15. Bates M. (2019). Progress Updates on the SMR Program in the United States and Future Plans. IAEA TWG-SMR. Available
at: https://nucleus.iaea.org/sites/htgr-kb/twg-smr/Documents/TWG-2_2019/F01_SMR%20-%20TWG-SMR%20-%20IAEA%20-%20July%202019.pdf.

16. U.S. Department of Energy Launches $230 Million Advanced Reactor Demonstration Program. Available at: https://www.energy.gov/ne/articles/us-department-energy-launches-230-million-advanced-reactor-demonstration-program.

17. Vaya Soler A. (2018). Overview of SMR projects worldwide, Market Potential for Near Term Deployment. Vienna: IAEA –TWG-SMR, 23 p. Available at: https://nucleus.iaea.org/sites/htgr-kb/twg-smr/Documents/TWG-1_2018/21_OECDNEA_VayaSoler_TWG_SMR_250418.pdf.

18. НП 306.2.141-2008 General provisions on NPPs safety. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0056-08#Text.

19. Kadak A. C. (2017). A comparison of advanced nuclear technologies. Available
at: https://energypolicy.columbia.edu/sites/default/files/A%20Comparison%20of%20Nuclear%20Technologies%20033017.pdf

20. IAEA (2016). Advances in Small Modular Reactor Technology Developments. A Supplement to: IAEA Advanced Reactors Information System (ARIS). Available at: https://aris.iaea.org/Publications/SMR-Book_2016.pdf

21. NuScale Power LLC (2020). Probabilistic Risk Assessment and Severe Accident Evaluation. Chapter Nineteen. PART 2 – TIER 2. Revision 4. Available at: https://www.nrc.gov/docs/ML2003/ML20036D466.pdf.

22. OECD/NEA (2015). Projected Costs of Generating Electricity. Available at: https://www.oecd-nea.org/ndd/pubs/2015/7057-proj-costs-electricity-2015.pdf.

23. Mignacca B., Locatelli G. (2020) Economics and finance of Small Modular Reactors: A systematic review and research agenda. Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 118, 109519.

24. A cost competitive nuclear option for multiple applications. Available at: https://www.nuscalepower.com/benefits/cost-competitive.

25. Consortium “Energoatom” and Holtec has two years to study the issue of implementation of SMR-160 in Ukraine. Available at: https://expro.com.ua/novini/konsorcum-energoatomu-ta-holtec-ma-za-2-roki-vivchiti-pitannya-dlya-vprovadjennya-reaktorv-smr-160-v-ukran.

26. Kuznetsov V., Barkatullah N. IAEA-CN-164-1S01 Approaches to Assess Competitiveness of Small and Medium Sized Reactors. Available at: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/P1500_CD_Web/htm/pdf/topic1/1S01_V.%20Kuznetsov.pdf.

27. NPC “Ukrenergo”. Daily electricity generation/consumption curve. Available at: https://ua.energy/diyalnist/dyspetcherska-informatsiya/dobovyj-grafik-vyrobnytstva-spozhyvannya-e-e.

28. EPRI (2014). Advanced Nuclear Technology: Advanced Light Water Reactors Utility Requirements Document Small Modular Reactors Inclusion Summary. 3002003130. Final Report. Palo Alto, CA, 58 p. Available at: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2015/12/f27/SummaryofALWRURDRev13Nov2014.pdf

29. Shropshire D. (2017). Hybrid Energy Systems. Proceedings of the Workshop on Small Modular Reactor Safety and Licensing (Hammamet, Tunisia December 12–15, 2017). Available
at: https://gnssn.iaea.org/NSNI/SMRP/Shared%20Documents/Workshop%2012-15%20December%202017/Hybrid%20Energy%20Systems.pdf.

30. OECD/IEA (2019). Nuclear power in a clean energy system. Available at: https://www.iea.org/events/nuclear-power-in-a-clean-energy-system

 

Повна стаття(PDF)


Опубліковано
2020-09-21

Якщо стаття прийнята до друку в журналі «Ядерна енергетика та довкілля», автор має підписати угоду про передачу авторських прав. Угода надсилається на поштову (оригінал) або електронну адресу (сканована копія) Редакції журналу.

Всі матеріали поширюються на умовах ліцензії  Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим розповсюджувати роботу з визнанням авторства цієї роботи і першої публікації в цьому журналі.

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert