Китай достиг локализации производства ядерных реакторов в 90%

Об авторе: Андрей Юрьевич Гагаринский – доктор физико-математических наук, советник директора Национального исследовательского центра "Курчатовский институт".

11 апр. 22
Использование водорода всегда связано с непредсказуемыми последствиями. На фото взрыв водородной заправки в Норвегии.
Уже через шесть лет после образования Китайской Народной Республики (и первых испытаний советской атомной бомбы), в 1955 году Центральный комитет Коммунистической партии Китая принял решение о создании собственного ядерного арсенала. Говорят, что "стартовым выстрелом" к этому стало огромное впечатление, которое на заместителя председателя КНР Чжу Дэ и министра обороны Пэн Дэхуая произвели общевойсковые учения с применением атомной бомбы на Тоцком полигоне 14 сентября 1954 года, куда пригласили наших тогдашних друзей. Мао Цзэдун называл атомную бомбу "бумажным тигром", но попросил Хрущева наладить ее производство. Ответом на просьбу было обещание в случае военной угрозы прикрыть Китай "ядерным зонтиком". Кстати, таким же был ответ США на соответствующие попытки европейских союзников.

Тем не менее в период с 1955 по 1958 год СССР и КНР заключили ряд соглашений о развитии китайской атомной промышленности. Первые мощности по обогащению урана в Китае были построены на основе соглашения с Советским Союзом в 1955 году. Более 10 тыс. китайских специалистов прошли обучение в нашей стране. Автор в конце 1950-х годов еще застал в своем родном МИФИ группу китайских студентов. От московских их отличала не только одинаковая одежда и хождение всегда вместе, почти строем, но и невероятная для нашего студента готовность ежедневно работать в библиотеке института до самого ее закрытия. Это было как раз то время, когда произошло ухудшение отношений между двумя странами и состоялось решение 1959 года – атомные секреты Китаю не передавать.

Но поезд уже ушел. В октябре 1964 года на полигоне Лобнор было проведено первое испытание китайского атомного заряда мощностью около 20 кт, а меньше чем через три года (самый короткий промежуток в истории ядерных держав) – уже термоядерного оружия. До подписания Договора о запрещении ядерных испытаний в Китае было проведено 45 атомных взрывов, из них 22 подземных.

Примерно то же произошло и с атомными подводными лодками. В 1958 году Пекин обратился к Москве с просьбой помочь в разработке АПЛ. В ответ руководство СССР предложило создать совместные военно-морские базы на побережье Китая, с чем тот согласиться не мог. Председатель КНР отозвал "лодочную" просьбу. Однако национальные кадры атомных судостроителей, ученых-ядерщиков и собственная промышленная база появились в Китае при советской поддержке. Руководителем программы атомного подводного строительства стал специалист, окончивший Московский энергетический институт. Разумеется, задача была нелегкой. Первая китайская АПЛ "Хань", заложенная в 1967 году, была введена в состав военно-морского флота страны только через 13 лет. Но уже в начале нового века этот флот был оснащен стратегическими ядерными ракетоносцами.

В 1970-е годы, когда китайское руководство повернулось лицом к гражданской ядерной энергетике, прямая передача советских технологий была уже невозможна. Отношения великих стран от "недружественных" дошли до пограничных столкновений.

Потребность же в ядерной энергетике становилась все более очевидной. Большая часть электроэнергии в Китае производится из ископаемого топлива, причем доля угля в первичной энергии до сих пор превышает 60%. Быстрый рост экономики, особенно в энергоемких отраслях обрабатывающей, химической и тяжелой промышленности, привел к нехватке электроэнергии. Страна жила в условиях веерных отключений электричества в большинстве провинций. Загрязнение воздуха стало уже невыносимым – хронический и широко распространенный смог на востоке страны, высокое содержание в воздухе тонкодисперсных частиц, которое, по данным Всемирной организации здравоохранения, в Пекине превышало допустимый уровень в 40 раз, кислотные дожди, по площади выпадения занимающие 40% территории Китая, – вот факты состояния окружающей среды.

К этому следует добавить аналогичную российской географическую диспропорцию между центром экономического роста на востоке КНР и ресурсодобывающими провинциями севера и запада. Половина железнодорожных мощностей страны была занята перевозкой угля.

Результатом стали политические решения – наряду с возобновляемыми источниками, грандиозными гидропроектами (ГЭС "Три ущелья" – 18,2 ГВт, "Желтая река" – 15,8 ГВт) – начать сначала "умеренное развитие" (китайцы очень любят вмещающие много смысла формулировки) ядерной энергетики, которое было переведено в режим "активного развития" уже в новом веке.

Представим данные о выработке электроэнергии в Китае на конец 2021 года. Совокупная выработка в 8112 ТВт-ч (это 30% от мирового производства электричества и больше, чем в любой другой стране) имеет следующие источники: уголь – более 60%, гидроэнергия – 17%, АЭС – 5%. Только в 2021 году в Китае было подключено к сети четыре новых атомных энергоблока и залит первый бетон еще на шести. На январь 2022 года в Китае действовало 53 энергоблока совокупной мощностью 54,6 ГВт(э) (третья ядерная энергетика мира). На то, чтобы достичь этого, понадобилось менее 30 лет. Первые блоки PWR на АЭС "Даявань" появились в Китае в 1994 году.

Первая волна китайской ядерной энергетики базировалась на французской реакторной технологии. Чуть позже подошли канадские тяжеловодники. Американцы в то время еще величественно игнорировали китайский рынок. Но главным китайским принципом, неуклонно продвигаемым в жизнь, был обязательный рост "локализации", то есть процента компонентов атомных станций от китайских поставщиков. Только один пример: процент отечественных комплектующих основного на сегодня китайского реактора CPR-1000 – реплики французского 900-мегаваттника – со времен АЭС "Даявань" (1%) уже превысил 90%.

Стремительное развитие китайской ядерной энергетики в новом веке (в 2015 году она обогнала по установленной мощности сначала корейскую, потом российскую, почти сравнялась с французской и начала подбираться к американской) базируется не только на европейском, но и на американском опыте. Фирма "Вестингауз" добилась подписания протокола о намерении строительства в Китае сразу четырех своих долго рекламируемых реакторов АР-1000 в 2007 году. Именно тогда начался приход в Китай российских ВВЭР. Это был пуск в том же 2007 году двух блоков на новой АЭС "Тяньвань". Еще два блока ВВЭР на этой АЭС были запущены в 2018 году. В феврале 2022 года залит первый бетон для уже восьмого блока этой АЭС с реактором ВВЭР-1200.

В 2018 году произошло то, что вряд ли могло присниться в страшном сне американским и европейским реакторщикам: первые долгожданные АР-1000 и EPR-1600 были запущены не на их родине, а на китайской земле. "Локализованные" версии этих реакторов, САР-1000 (в перспективе САР-1400) и Hualong ("Дракон"), должны составить основу китайской энергетики на ближайшие десятилетия. Стоит заметить, что для двух блоков ВВЭР нового поколения китайцы предложили площадку, где изначально американская компания должна была строить восьмиблочную АЭС. Так что впереди нас ждет технополитическое чудо – атомная станция с российскими и американскими (правда, уже с существенным китайским вкладом) реакторами, мирно стоящими рядом.

Если свернуть с магистральной дороги мощных энергетических реакторов на тропинки "сопутствующих" реакторных технологий, то основополагающее влияние на китайскую ядерную жизнь еще советского научно-технического задела становится вполне очевидным. Даже в "смутное время" вражды советские разработки обладали способностью просачиваться в китайские научно-исследовательские институты.

Заброшенная в нашей стране идея одноцелевого атомного теплоснабжения в Китае с его холодными зимами внутренних и северных провинций была бережно скопирована в 1980-е годы на "институтском" уровне, когда бассейновый реактор отапливал Университет Циньхуа, а затем была развита и доведена до проектов реакторов для централизованного теплоснабжения мощностью 200 и 400 МВт. Активно развивается программа использования атомного тепла АЭС.

Китай не бросил направление, несправедливо обделенное вниманием остального атомного мира, – высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы. В нашей стране задел по этому направлению составил около 50 лет НИОКР, доведенных до технических проектов энерготехнологических реакторов и действующего прототипа космической установки с уникальной температурой газа в 3000 К. Не случайно, когда уже в этом веке специалисты ЮАР озадачились возрождением идеи высокотемпературного газового реактора, единственным местом на Земле, где можно было провести необходимые им реакторные эксперименты, были стенды Курчатовского института. Кстати, на них отрабатывались и китайские реакторы. Китайцы объявили высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР) одним из приоритетов своего 15-летнего плана технологического развития. Введенная в строй в конце 2021 года демонстрационная станция "Шидаовань" с двумя реакторными модулями по 250 МВт(т) – первая АЭС этого типа в мире нового века. На подходе ВТГР мощностью 600 МВт(э). Наши китайские коллеги четко следуют мудрой доктрине "пусть расцветают все цветы" и не упускают имеющиеся в мире перспективные технологии.

После того как американцы уже в 1950-х годах начали развивать жидкосолевые реакторы и к концу 1960-х благополучно их забросили, в нашей стране интерес к этой технологии не угасал в течение десятилетий. Исследования ведутся и в настоящее время. В это же время китайцы строят в пустыне Гоби два таких реактора. В районе 2030 года ожидается уже коммерческое внедрение. К достоинствам жидкосолевой технологии относится ее пригодность для вовлечения в топливный цикл тория, запасы которого в КНР достаточно велики, в то время как уран приходится импортировать.

В 2014 году китайская атомная корпорация подписала с Росатомом соглашение о совместном строительстве плавучих атомных станций, в основе которого лежит наш проект ПАТЭС с реакторами КЛТ-40. Однако вскоре было объявлено о создании собственных ПАТЭС на основе китайских конструкций малых реакторов. Как и всегда, китайцы не собираются зацикливаться на импортируемой технологии и интенсивно разрабатывают несколько проектов плавучих АЭС и морских энергетических платформ. Уже звучат рассуждения об "интеграции офшорной нефтяной и ядерной индустрии" и "подводных атомных станциях". В общем, все как у нас. В 2018 году объявлен тендер на строительство многоцелевого атомного ледокола.

Там, где наши позиции непререкаемы – в области быстрых натриевых реакторов, китайские специалисты не отвлекаются на альтернативы. Первый китайский экспериментальный быстрый реактор CEFR – достижение нижегородского ОКБМ "Африкантов". Сердцевина знаменитого российско-китайского соглашения 2018 года – крупнейшей двусторонней сделки в истории ядерной энергетики, поставка комплектующих и топлива для китайского проекта крупномасштабного быстрого реактора CFR-600. Нельзя сказать, что откровенная передача лучшей в мире отечественной реакторной технологии быстрых реакторов нравится всем российским экспертам. Но с дороги, по которой мы пошли, сейчас уже меньше всего оснований сворачивать. Сотрудничество с великим соседом дороже проекта БН-800 40-летней давности. Кстати, в конце 2021 года в Китае завершен исследовательский проект по высокопоточному исследовательскому реактору большой мощности (150–200 МВт), для которого выбрана "зрелая" технология реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Тот, кто знаком со строящимся в Димитровграде реактором МБИР, сразу поймет, на что ориентировались наши китайские друзья.

Но вернемся к Шелковому пути. Он уже называется Новым и снабжен многозначительным лозунгом "Один пояс – один путь". Масштабы движения по нему из Китая впечатляют. Пришедшая еще из прошлого века традиция – строительство атомных станций в Пакистане, где Китай построил уже шесть атомных блоков, – продолжается на уровне последнего китайского достижения, реактора "Дракон". Остальное представляет собой взрывную экспансию. Соглашения о строительстве реакторов в Аргентине, об участии в атомном строительстве в Великобритании, продвинутые переговоры в Иране и Турции, планы построить первую АЭС в Польше – яркие ее примеры. А еще намерения ядерного участия в энергетике целого ряда стран: Индонезии, Кении, Египта, ЮАР и многих других. Эксперты считают, что к 2025 году российские и китайские реакторы будут производить более половины мирового объема атомной энергии.

Попытаемся подвести некоторый итог. Интернациональными усилиями при достойном российском вкладе мы вырастили могучего конкурента в мирной ядерной энергетике. Конечно, политические решения на этом длинном пути могли быть иными, но результат заметно не изменился бы, потому что он определяется огромными человеческими и материальными ресурсами великой страны в сочетании с политической волей ее руководства. А конкуренция будет только способствовать поступательному движению атомной энергии в мире.

Наша линия в этом движении очевидна. Сколько бы ни приходилось "прогибаться под изменчивый мир" (этого не делали только динозавры), место России в ядерном развитии будет определяться умением сохранить и приумножить научно-технический потенциал, накопленный еще со времен Курчатова. Это та область человеческих знаний и опыта, где высочайший российский уровень признается всем миром.

Если сложить вместе все составляющие ядерного потенциала, становится совершенно очевидно, что к двум странам – основателям "ядерной эры", США и России, присоединилась еще одна великая держава. И распределение мест в этой тройке гораздо менее важно, чем то, кто "шагает рядом".