Китай стремится стать мировым лидером в области ядерной энергетики. Первый реактор с водой под давлением третьего поколения - Hualong One - введен в эксплуатацию на АЭС Fuqing в провинции Фуцзянь. Этот реактор правительство страны считает «стратегическим инструментом для продвижения ядерно-энергетических технологий за рубежом».
Сегодня в Китае ядерная энергетика рассматривается как основа электроэнергетического сектора: строится все больше новых атомных станций, одновременно прилагаются согласованные усилия для экспорта собственных реакторных технологий. Всемирная ядерная ассоциация (WNA) в сентябре этого года сообщила, что «в Китае на стадии строительства находится 18 реакторов, что в ближайшее время составит более 17 ГВт генерирующей мощности в дополнение к 51 реактору и 50 ГВт мощности, которые уже находятся в эксплуатации».
Долгое время Китай полагался на угольную энергетику, поэтому сегодня он является ведущим мировым эмитентом углекислого газа (CO2), на долю которого приходится 30% мировых выбросов CO2 - вдвое больше, чем на США.
В настоящее время Китай уделяет повышенное внимание развитию ядерной энергии, так как страна пытается улучшить свой профиль выбросов. Китайские официальные лица включили развитие ядерных технологий и их экспорт в один из 16 крупных национальных научно-технических проектов. Инициативу по расширению ядерной энергетики возглавляют Китайская национальная ядерная корпорация (CNNC) и China General Nuclear Power Group, а также State Power Investment Corp., через принадлежащую этой группе компанию State Nuclear Power Technology Corp.
1. Загрузка топлива для энергоблока № 5 АЭС Фуцин началась в сентябре 2020 года. В реакторе используется 177 тепловыделяющих сборок в качестве активной зоны реактора для снижения удельной мощности активной зоны.
Ключом к амбициям Китая является развертывание первого в мире пилотного проекта по использованию местной ядерной технологии третьего поколения Hualong One, также известной как HPR1000. Hualong One используется с января этого года на 5-м энергоблоке АЭС Fuqing в провинции Фуцзянь, а второй блок HPR1000 планируется ввести в эксплуатацию на 6-м энергоблоке Fuqing к концу года, каждый их них использует 177 тепловыделяющих сборок (рис. 1) в качестве активной зоны реактора. Установленная генерирующая мощность каждого блока Hualong One может достигать 1200 МВтэ. Пятый блок включает три парогенератора типа ZH-65, каждый длиной более 21 метра и весом 365 метрических тонн. Генераторы были самостоятельно разработаны Китайским институтом ядерной энергетики и изготовлены компанией Dongfang Electric Corp. Таким образом, Китай стал четвертой страной (после США, Франции и России), которые вывели на рынок собственные ядерные технологии III поколения.
Юй Пэйнэн, заместитель CNNC и генеральный директор Dongfang Electric, основного подрядчика строительства новых блоков на АЭС Fuqing, сказал о проекте: «После 30 лет Китай освоил независимое проектирование и производство ядерных энергетических установок третьего поколения, и превратился из новичка в первопроходца ядерного сектора».
Син Цзи, главный конструктор Hualong One в CNNC, заявил, что технологически продвинутая конструкция реактора поможет проложить путь к глобализации китайской индустрии ядерно-энергетического оборудования. Син отметил, что технология CNNC сейчас используется в семи странах, и агентство работает с 40 странами над совместными проектами, в которых будет использоваться оборудование CNNC.
Потенциал для массового производства.
Эксперты в области ядерной энергетики с интересом наблюдали за проектом Fuqing. Строительство продвигалось с опережением ожидаемых сроков; например, насосы на АЭС Fuqing были доставлены на три месяца раньше, чем планировалось. Строительство внутренних конструкций реакторных корпусов энергоблока №5 было завершено в мае 2017 года, всего через два года после начала строительства.
«Что особенно интересно в HPR1000, так это то, что с первых дней разработки мы уделяли особое внимание тому, чтобы этот реактор подходил для массового строительства», - сказал Лесли Деван, генеральный директор RadiantNano, ядерного стартапа, разрабатывающего детекторы излучения следующего поколения для применения в сфере национальной безопасности, производства чистой энергии и медицинской диагностики. Лесли Дьюан, бывший генеральный директор Transatomic Power, компании, известной разработкой более безопасных ядерных реакторов, которые оставляют меньше отходов, чем традиционные конструкции, сказала: «Этот проект отличается от единичных реакторов, строящихся в Соединенных Штатах и Западной Европе, и поэтому Китай сейчас имеет исключительные возможности для глобального экспорта».
Ядерный проект Fuqing находится в совместном владении дочерней компании CNNC China Nuclear Power Co. (CNPC), которой принадлежит 51% акций. По данным CNNC, Huadian Fuxin Energy Co. имеет 39% акций, а Fujian Investment and Development Group - 10%. Компания рекламировала HPR1000 как «ядерную технологию третьего поколения, на которую Китай имеет эксклюзивные права интеллектуальной собственности. Это независимая инновация и разработка с использованием передовой технологии ядерной энергетики PWR (реактор с водой под давлением) мощностью в миллион киловатт с передовыми мировыми стандартами безопасности, с учетом уроков ядерной аварии на АЭС «Фукусима».
Ван Шоуцзюнь, бывший руководитель CNNC, а в настоящее время президент Китайского ядерного общества, сказал еще до введения 5-го блока Fuqing в эксплуатацию, что «реактор Hualong One прошел все требования и предварительные проверки безопасности, и Китай должен отдавать приоритет ядерным технологиям третьего поколения в будущих проектах. Темпы реализации ядерно-энергетических проектов в последние годы отстают, а поскольку растущая экономика Китая указывает на растущий спрос на энергию... ядерная энергетика - это обязательное условие будущего».
CNNC заявила, что «HPR1000 стал движущей силой преобразования и модернизации китайских промышленных кластеров высокотехнологичного оборудования в Китае. Он сыграл ключевую роль в ускорении «глобальной» стратегии ядерной энергетики Китая и в содействии международной производственной кооперации. Ядерные технологии имеют большое стратегическое значение для укрепления ядерной промышленности Китая.
Лесли Дьюан сказала, что ядерная промышленность Китая может служить примером для других стран, в том числе США. «С моей американской точки зрения, это подчеркивает необходимость для США упорядочить процедуры экспорта ядерных технологий», - сказала она. «Нам необходимо поддерживать нашу конкурентоспособность на мировом ядерном рынке, сохраняя при этом строгие стандарты ядерной безопасности и нераспространения».
Результат реорганизации.
Технология HPR1000 не всегда планировалась для Fuqing. Представители CNNC заявили, что компания планировала использовать проект ACP1000 для энергоблоков 5 и 6, но после реорганизации ядерной промышленности Китая, частично вызванной катастрофой на АЭС «Фукусима» в 2011 году в Японии и приостановкой китайской ядерно-энергетической программы, - ACP1000. технология была включена в новый HPR1000. Государственный совет Китая окончательно одобрил строительство 5-го и 6-го энергоблоков Fuqing в апреле 2015 г., а строительство 5-го блока началось в следующем месяце.
CNNC заявила, что в реакторе «новаторски используется комбинация «активных и пассивных систем безопасности и двойной оболочки, которая отвечает последним международным требованиям ядерной безопасности», введенная Международным агентством по атомной энергии после инцидента на АЭС «Фукусима».
Строительство АЭС Fuqing проводилось поэтапно. Первая очередь включала блоки CNP-1000 PWR мощностью по 1 ГВт каждый; эти четыре блока были введены в эксплуатацию с 2014 по 2017 гг. Вторая очередь, блоки 5 и 6, - это HPR1000, также мощностью 1 ГВт.
Блок 5 введен в промышленную эксплуатацию 30 января этого года, то есть через пять с половиной лет после начала строительства. Реактор был подключен к электросети 27 ноября 2020 года после достижения первой критичности 21 октября 2020 года. В заявлении CNNC во время подключения к сети сказано: «На месте было подтверждено, что все технические показатели устройства соответствуют проектным требованиям и устройство находится в хорошем состоянии. Это заложило прочную основу для последующей коммерческой эксплуатации блока и максимальной производительности первого в мире ядерного энергетического реактора третьего поколения».
Еще два блока HPR1000 строятся на атомной электростанции Fangchenggang на юге Китая, недалеко от границы с Вьетнамом. По данным CNNC, блок 3 на Fangchenggang может начать работу уже в следующем году. Fangchenggang считается эталоном для проекта в Брэдвелле, Великобритания, на котором также будет использоваться HPR1000. На площадке Брэдуэлл раньше находилась АЭС, которая была выведена из эксплуатации в 2002 году, но в настоящее время рассматривается как часть программы реконструкции атомной энергетики Великобритании. CNNC также строит два блока Hualong One на АЭС «Чжанчжоу» в провинции Фуцзянь, и два блока на АЭС Taipingling в провинции Гуандун.
Проектный срок службы Hualong One составляет 60 лет. В дополнение к блокам, строящимся на других площадках китайских атомных электростанций, технология используется для блоков №2 и №3 на АЭС «Карачи» в Пакистане, что является частью сделки на 9 миллиардов долларов между CNNC и Комиссией по атомной энергии Пакистана, которая была подписана в 2013 году. Строительство второго энергоблока в Карачи началось в 2015 году; реактор был подключен к электросети в марте этого года, через несколько недель после ввода в промышленную эксплуатацию пятого энергоблока Fuqing. Строительство энергоблока № 3 в Карачи началось в 2016 году, и ожидается, что этот реактор будет введен в эксплуатацию в 2022 году. Реакторы в Карачи - это первый экспорт технологии HPR1000 из Китая.
