Ядерная энергетика Германии: быть или не быть?

Вопрос, поставленный в заголовке, еще недавно мог показаться странным, поскольку широко известно, что в этой отрасли современной электроэнергетики Германия является одним из лидеров: по мощности действующих атомных электростанций (АЭС) — на начало 2001 г. — более 22,2 тыс. МВт — она, опережая Российскую Федерацию, уступает только США, Франции и Японии, а по некоторым технико-экономическим показателям превосходит и их. Так, с конца 80-х годов из 10 крупнейших в мире по выработке электроэнергии энергоблоков АЭС 6—7 ежегодно оказываются германскими; они же, как правило, занимают и 3 первых, «призовых» места. Лидирует Германия и по средним показателям коэффициента использования установленной мощности АЭС, что является важным показателем устойчивости их работы.

Атомные электростанции Германии (gif 10 kb)
Атомные электростанции Германии, условные обозначения (gif 5 kb)

Германия — единственная зарубежная страна, в которой было построено и использовано в коммерческих целях гражданское морское судно с ядерной силовой установкой: в течение 10 лет — с 1968 по 1978 г. — там находилось в эксплуатации судно «Отто Хан», совершившее 126 рейсов и покрывшее расстояние в 642 тыс. миль; наряду с проведением исследований на нем было перевезено 776 тыс. т грузов. Стоит заметить, что в Японии строительство подобного судна завершилось неудачей.

Таблица 1
Соотношение источников электроэнергии, используемых в Германии, 1998 г., %

В эксплуатации в Германии находятся 14 АЭС, насчитывающие 19 энергоблоков. Все они оснащены реакторами водо-водяных типов1 (6 кипящих2 и 13 с водой под давлением3) германского производства. Почти монопольное положение в реакторостроении Германии занимает фирма «Крафтверк Унион», созданная в 1969 г. путем объединения реакторостроительных мощностей электротехнических концернов «АЭГ» и «Сименс», а позднее полностью вошедшая в структуру «Сименса». С 1989 г. эта фирма выполняет только экспортные заказы на реакторы. Выступая в качестве головного подрядчика, она к концу 90-х годов построила или достраивала за рубежом 10 АЭС, в том числе АЭС «Борселе» в Нидерландах, «Гёсген» в Швейцарии, «Атуча» в Аргентине4, «Цвентендорф» в Австрии (австрийская станция не была введена в эксплуатацию вследствие неблагоприятного результата специально проведенного референдума), «Ангра-2» в Бразилии. Она же начала и строительство АЭС в Бушире5 (Иран), сорванное после свержения в Иране шахского режима. Имея богатый опыт проектирования и строительства ядерно-технических объектов различного назначения, ведущие атомно-промышленные фирмы выполняют большой объем работ по их дальнейшему техническому обслуживанию. Так, техническая помощь концерна «Сименс» была широко использована после аварии на Чернобыльской АЭС при проведении технической диагностики и работ по модернизации и повышению безопасности Кольской, Балаковской и Калининской АЭС в России, Ровенской, Хмельницкой и остававшихся в эксплуатации энергоблоков Чернобыльской АЭС на Украине.

Страны Европы по количеству реакторов
на АЭС, находящихся в эксплуатации

Несмотря на широко признанные успехи Германии в развитии ядерной энергетики, большой авторитет германских атомно-машиностроительных фирм и высокую надежность выпускаемого ими атомно-энергетического оборудования, в официальной энергетической политике германского правительства в последние годы, после прихода к власти коалиции социал-демократической партии и партии «зеленых», возобладала линия на прекращение использования АЭС в электроэнергетике страны. Такого рода предложения исходили от «зеленых» и прежде, но частью общегосударственной политики не становились.

Создание ядерной энергетики как отрасли современной электроэнергетики в Германии началось на несколько лет позднее, чем в соседних странах — Великобритании и Франции, и тем более в США, где она явилась своего рода побочным эффектом исследований и разработок, нацеленных на создание атомных бомб и ядерных силовых установок для подводных лодок. В ФРГ важным фактором ускорения работ по созданию и развитию ядерной энергетики стало ее вхождение в 1955 г. в Организацию Североатлантического договора (НАТО), что сопровождалось снятием с ФРГ многих ограничений на развитие промышленности, наложенных на Германию державами-победительницами после войны, а вместе с тем официальным принятием правительством ФРГ обязательств не изготавливать, не приобретать и не использовать ядерное оружие.

В официальной энергетической политике 60—70-х и начала 80-х годов ядерная энергетика пользовалась безусловным приоритетом (табл. 1). Так, в начале 80-х годов ее доля в общих государственных расходах на энергетику превышала 60%. Ко времени обострения энергетического кризиса середины 70-х годов Германия уже располагала крупными мощностями атомной промышленности, а «Крафтверк Унион» стал главным конкурентом американских компаний на мировом рынке реакторного оборудования.

По энергетической программе федерального правительства 1973 г., в ФРГ к 1985 г. намечалось построить АЭС мощностью 40 тыс. МВт, а по программе 1974 г. — даже 45—50 тыс. МВт. Долю АЭС в общей выработке электроэнергии в стране планировалось довести до 45%. Однако этим наметкам не суждено было осуществиться: к 1985 г. мощность всех АЭС страны составила лишь 17 тыс. МВт. В 1990 г. доля АЭС в общей выработке электроэнергии составила около 30% и примерно такой же остается до настоящего времени (в 2000 г. — 31%). Последний энергоблок на АЭС ФРГ был введен в эксплуатацию в 1988 г., и с тех пор ни одного заказа на реакторы от германских электроэнергетических компаний не поступило.

Страны Европы по установленной проектной
мощности реакторов на АЭС,
находящихся в эксплуатации, МВт

Таким образом, все действующие АЭС Западной Германии были построены еще до ее воссоединения с Восточной, что во многом предопределило особенности их размещения. Для германских АЭС характерны «привязка» к низовьям и средним течениям рек, впадающих в Северное море, и к стекающим с Альп Дунаю и Рейну, размещение в районах, дефицитных по топливным ресурсам. В отличие от Франции, где почти все АЭС многоблочные6, в Германии большинство АЭС моноблочные, ни одна из действующих станций не имеет больше двух энергоблоков. Децентрализованное размещение АЭС преимущественно вне основных топливно-энергетических баз способствовало межрайонному выравниванию условий энергоснабжения и цен на электроэнергию.

В ГДР широкое строительство АЭС началось в 70-е годы и было сосредоточено в северных районах, до того более чем на 4/5 зависевших от энергопоставок с юга, главным образом из Лаузица, с ТЭС, работавших на буром угле. Самый крупный проект предусматривал строительство 8-блочной АЭС «Норд» на побережье Балтийского моря, поблизости от г. Любмин, с реакторами советского производства водо-водяного типа класса 440 МВт. Вторым стал проект строительства двухблочной АЭС на левобережье Эльбы в районе г. Штендаль с советскими реакторами того же типа, но класса 1000 МВт. Ко времени объединения Германии оба проекта находились в стадии реализации. На АЭС «Норд» уже действовали 4 энергоблока (их доля в общем производстве электроэнергии в ГДР составляла 10%); ввод в строй остальных намечался на 1990—1995 гг. Степень готовности строившихся энергоблоков АЭС в районе г. Штендаль оценивалась примерно в 30—50%, их планировали ввести в эксплуатацию в 1996—1998 гг.

Однако созданная в связи с объединением Германии специальная комиссия пришла к выводу, что техника и технология восточногерманских АЭС не соответствуют западным стандартам обеспечения безопасности. Были, в частности, обнаружены следы коррозии оборудования, обусловленные использованием соленой морской воды для охлаждения. Следствием работы комиссии стало решение о прекращении строительства строившихся и о выводе из эксплуатации действующих энергоблоков АЭС, что и было выполнено уже к декабрю 1990 г. В настоящее время демонтаж АЭС «Норд» продолжается, причем его объем считается самым крупным из работ подобного рода во всем мире. Для захоронения радиоактивных материалов поблизости оборудован специальный могильник. Общее количество персонала, занятого на АЭС демонтажом, оценивалось в 1999 г. в 1300 человек (до начала демонтажа на строительстве АЭС были заняты 5 тыс. человек).

На стройке у г. Штендаль вместо дискредитированных (во многом из-за Чернобыльской аварии) реакторов советской конструкции предлагалось использовать реакторы «Сименса» или «Крафтверк Унион» как более надежные, но это предложение не нашло государственной поддержки; стройка находится на консервации и предположительно будет использована в перспективе, к концу первого десятилетия XXI в., для создания многотопливной ТЭС.

Таблица 2
Хронология ввода в эксплуатацию и электрическая мощность энергоблоков действующих германских АЭС, 2001 г.

** ВВРД — водо-водяной реактор с водой под давлением;
ВВРК — водо-водяной реактор кипящий.

Среди причин ослабления в Германии государственного интереса к выполнению ранее утвержденных атомно-энергетических программ существенную роль сыграл политический фактор — нарастание общественных движений протеста в форме так называемых «гражданских инициатив» против развития ядерной энергетики вообще и против реализации конкретных проектов строительства АЭС в частности. Особенно бурные акции протеста были проведены в 1975 г. против строительства АЭС «Вюль» в виноградарском районе на Верхнем Рейне, где демонстранты заняли и 9 месяцев удерживали территорию, предназначенную для строительства АЭС, и в конце концов предотвратили ее строительство; в 1976 г. против строительства АЭС «Брокдорф» на Нижней Эльбе; в 1977 г. — против строительства АЭС «Гронде» на Среднем Везере и АЭС с реактором на быстрых нейтронах «Калкар» на Нижнем Рейне, которую в конечном счете построили, но так и не ввели в эксплуатацию. В 80-е годы ряд крупных акций протеста был проведен против сооружения в Германии предприятий замыкающих стадий ядерного топливного цикла — радиохимического завода в Ваккерсдорфе (Бавария), могильника для высокорадиоактивных отходов в Горлабене (Нижняя Саксония), в 90-е годы — ряд крупных массовых акций против транспортировки по территории Германии отработавшего ядерного топлива и высокорадиоактивных отходов.

Таблица 3
Атомные электростанции, выведенные в Германии из эксплуатации

Построенная в 80-е годы на Среднем Рейне АЭС «Мюльхайм-Кэрлих» была в сентябре 1988 г. остановлена через 14 месяцев после начала эксплуатации по формальным мотивам — из-за допущенного подрядчиком в ходе строительства «из благих побуждений» небольшого отклонения от ранее утвержденного проекта в отношении компоновки АЭС на отведенной для нее площадке (см. табл. 3). Несмотря на активную поддержку со стороны прежнего федерального правительства, фирме так и не удалось добиться отмены запрета земельных властей на повторный ввод ее в эксплуатацию.

Замедление реализации ядерно-энергетических программ связано также с тем, что конструкция атомных электростанций усложнилась, вследствие этого увеличились сроки их строительства; требования к безопасности стали строже, процедуры получения разрешений на начало строительства, а также на переход к каждому новому его этапу и на ввод АЭС в эксплуатацию — сложнее и дольше. Затрудняют дело заявления противников строительства АЭС, на разбирательство их в суде приходится тратить время.

Страны Европы по доле АЭС
в производстве электроэнергии, %
Составлено по www.rzuser.uni-heidelberg.de/~ufelzman/Kernenergie/Europa/europa.html

К настоящему времени, несмотря на замедление, а затем и прекращение строительства новых АЭС, их доля в общем производстве электроэнергии в Германии возросла и достигла почти трети, что объясняется повышением коэффициента использования мощности АЭС, превышающего у большинства энергоблоков АЭС 90%. В южных и северных землях Западной Германии (исключая Бремен) доля АЭС в выработке электроэнергии намного выше средней по стране, а в земле Шлезвиг-Гольштейн достигает в отдельные годы 3/4.

Производства ядерного топливного цикла, входящие в состав ядерной энергетики и обеспечивающие АЭС ядерным топливом, а также включающие его обработку и переработку после использования на АЭС, представлены в Германии лишь фрагментарно.

Добыча урана, основного сырья для получения ядерного топлива, в ФРГ до включения в нее новых, восточных земель была незначительной. Соответственно, почти отсутствовало и обогащение руды. В отличие от Западной Германии в Восточной еще в 40—50-е годы была создана мощная уранодобывающая промышленность7 на базе рудных месторождений Саксонии и Тюрингии; эта промышленность первоначально находилась под полным контролем советской военной администрации, а с 1954 г. перешла в ведение вновь созданного советско-германского акционерного общества «Висмут», которое по добыче урана выходило на 3-е место в мире. Добыча урана за 1967 г. оценивалась в 7 тыс. т, а за 1990 г., когда она во всем мире намного сократилась, — в 3 тыс. т8. Разрабатывались месторождения в Рудных горах (Ауэ, Шварценбург), в Тюрингии в районе Геры и Роннебурга, в Саксонской Швейцарии в районе Пирны и Лойполдисхайна. Добываемая руда обогащалась по соседству с рудниками, на заводах в городах Кроссен и Зеелингштедт. После объединения восточных и западных земель Германии все имущество компании «Висмут» перешло в собственность ФРГ, но сама компания была расчленена, а добыча урановых руд прекращена из-за нерентабельности. Дольше всех продолжалась добыча на уранодобывающем предприятии в Саксонской Швейцарии, где она осуществлялась методом подземного выщелачивания (в 1997 г. добыча урана составила менее 30 т). В наследство новым владельцам остались экологически небезопасные отвалы пустой породы, шламохранилища рудообогатительных заводов, карьеры и другие горные выработки, требующие рекультивации.

Современная Германия полностью зависит от поставок урана из зарубежных стран, преимущественно из Канады, Австралии, Нигера, в которых германские компании участвуют в разработке урановых месторождений в качестве совладельцев (их доля в мировой добыче урана оценивается примерно в 8—9%). Производство из урановых концентратов промежуточного продукта — гексафторида урана — осуществляется на контрактной основе на зарубежных конверсионных заводах, главным образом в Канаде на заводе в Порт-Хопе (на побережье оз. Онтарио, к востоку от г. Торонто), во Франции в г. Пьерлат (на Средней Роне) или в Великобритании в г. Спрингфилд (в северо-западной Англии, на побережье Ирландского моря). Обогащение урана по изотопу U235 осуществлялось первоначально также полностью за рубежом, но по мере наращивания мощности строящегося в г. Гронау (недалеко от границы с Нидерландами) завода потребности Германии в зарубежных услугах по обогащению урана (в прошлом их предоставлял и Советский Союз) существенно сократились.

Мощности Германии по производству ядерного топлива в виде двуокиси урана, сосредоточенные главным образом в городах Ханау (земля Гессен) и Линген (Нижняя Саксония), и изготовлению тепловыделяющих элементов (твэлов) значительно превышают потребности ее АЭС. Налаженное концерном «Сименс» на одном из заводов в г. Ханау производство твэлов со смешанным уран-плутониевым ядерным топливом было по требованию властей Гессена ликвидировано, сам завод демонтируется.

Вопрос о методах замыкания ядерного топливного цикла остается в Германии до последнего времени дискуссионным. Еще недавно преобладал вариант отправки отработавшего на АЭС ядерного топлива на переработку либо на радиохимический завод во Франции (на мысе Аг полуострова Нормандия), либо на аналогичный английский завод, находящийся в Селлафилде (на побережье Ирландского моря), последующего возвращения радиоактивных отходов в Германию и их захоронения в могильниках с использованием извлекаемого в ходе переработки плутония для изготовления твэлов со смешанным уран-плутониевым топливом. Однако к настоящему времени в качестве предпочтительного стал рассматриваться вариант захоронения твэлов без их радиохимической переработки. Остается нерешенным вопрос о создании крупного могильника для захоронения высокорадиоактивных отходов в соляном куполе в районе Горлабена (на крайнем юго-востоке Нижней Саксонии, поблизости от бывшей границы между ФРГ и ГДР), а слабо- и среднерадиоактивных — на основе бывшего железного рудника «Конрад», недалеко от г. Зальцгиттер (оба в Нижней Саксонии). В настоящее время для окончательного захоронения слабо- и среднерадиоактивных отходов в Германии используется лишь доставшийся в наследство от бывшей ГДР могильник в районе г. Морслебен (поблизости от бывшей германо-германской границы к востоку от г. Хельмштед), оборудованный на месте бывшей шахты по добыче калийных солей; однако емкости его близки к заполнению, и к 2005 г. его планируется окончательно закрыть.

В связи с общим курсом федерального правительства образца 1998 г. на прекращение использования АЭС и протестами против транспортировки по территории Германии отработавшего ядерного топлива и высокорадиоактивных отходов предписано владельцам АЭС соорудить при них дополнительные «промежуточные» хранилища для отработавших твэлов.

Дискуссия о судьбах ядерной электроэнергетики в стране в последнее время была сконцентрирована вокруг вопросов о сроках вывода АЭС из эксплуатации,
в ходе которой партия «зеленых» занимала обычно наиболее радикальную позицию, а социал-демократы были более склонны идти на компромиссы. Вынужденные смириться, электроэнергетические компании добивались полного исчерпания ресурса АЭС. В результате длительных переговоров между правительством и руководством ведущих компаний в середине 2001 г. было достигнуто соглашение, по которому для всех действующих в ФРГ АЭС был установлен срок эксплуатации в 32 года со времени ввода их в строй (представители энергетических концернов предлагали срок в 35 лет, а правительство в лице федерального канцлера Г. Шрёдера и министра экономики В. Мюллера — 30 лет). Поскольку последним на действующих АЭС был введен второй энергоблок АЭС «Неккарвестхайм» (табл. 2), конечным годом работы АЭС в Германии должен стать 2020 год, а начало окончательным отключениям АЭС должен положить уже в 2003 г. энергоблок АЭС «Обригхайм», работающий с 1968 г.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что если намечаемые сроки вывода из эксплуатации конкретных блоков АЭС будут выдержаны, то наибольшие проблемы с обеспечением Германии электроэнергией собственного производства могут возникнуть в 2008, 2016 и 2020 гг., когда в течение года страна лишится мощностей АЭС соответственно почти в 2 тыс., более чем в 5,5 тыс. и почти в 4,1 тыс. МВт — мощностей, используемых преимущественно для производства базисной электроэнергии, то есть используемых наиболее полно и вырабатывающих на единицу мощности наибольшее количество электроэнергии.

Федеральное правительство положило содержание этого соглашения в основу нового закона об атомной энергии, проект которого уже в сентябре 2001 г. был представлен в бундестаг для обсуждения. По замыслу правительства этот закон должен юридически закрепить принципиальное решение о прекращении использования АЭС в Германии, недопущении введения их снова в строй и о запрещении выдачи разрешений на строительство в стране новых АЭС. В подготовленном законопроекте закрепляется право владельцев действующих АЭС на их беспрепятственную эксплуатацию в пределах
установленных сроков и обязанность построить при них промежуточные хранилища для отработавших твэлов, в связи с чем их транспортировку для радиохимической переработки с 1 января 2005 г. намечено запретить.

В кругах ядерно-энергетического бизнеса соглашение и предложенный законопроект рассматриваются как приемлемый в сложившихся условиях компромисс, а в среде активных противников использования ядерной энергии в электроэнергетике они критикуются за слишком большой срок, предоставляемый для завершения эксплуатации действующих АЭС.

По мнению некоторых экспертов, отказ от использования АЭС может поставить под угрозу выполнение задачи по сокращению выбросов в атмосферу «парниковых» газов, особенно СО2 (поскольку выводимые из энергосистем АЭС придется, хотя бы частично, заменять «дымящими» тепловыми станциями); это может побудить власти вернуться к использованию АЭС. Так, по прогнозу корпорации ЭССО, если к 2020 г. доля АЭС в выработке электроэнергии в Германии сократится до 21% и будет компенсирована теплоэлектростанциями, работающими на буром угле (их доля достигнет 28%), на каменном угле (27), на природном газе (16) и мазуте (1%), выбросы СО2 в атмосферу возрастут к 2020 г. по сравнению с 2000 г. на 10%.

Курс правительства Германии на прекращение использования АЭС не налагает запрета или ограничений на участие германских атомно-промышленных фирм в разработке усовершенствованных ядерных реакторов, которые в силу большей их конкурентоспособности могут повысить экономические стимулы к возрождению ядерной энергетики в стране. Такого рода работы по созданию усовершенствованного кипящего реактора водо-водяного типа ведутся концерном «Сименс» с участием ряда электроэнергетических фирм, а реактора с водой под давлением — уже более чем 10 лет совместно с французским атомно-промышленным концерном «Фраматом». Новым шагом к еще более тесному их сотрудничеству стало создание в 2001 г. совместной атомно-промышленной компании «Фраматом АНП», в которой, однако, «Сименс» вынужден выступать «на вторых ролях», имея долю в капитале в 34% при доле «Фраматома» в 66%.

Само закрытие АЭС, если оно состоится, обойдется германской казне недешево. По оценке, вывод из эксплуатации каждого из действующих энергоблоков, демонтаж и дезактивация оборудования, транспортные перевозки и рекультивация занятой АЭС земельной площадки с доведением ее до облика «зеленой лужайки» потребуют расходов в сумме 350—400 млн долларов США и в сумме в расчете на 19 энергоблоков составят 6,6—7,5 млрд долл.

¹ В ядерных реакторах водо-водяных типов вода одновременно используется и в качестве замедлителя нейтронов, и в качестве теплоносителя.

² «Кипящий» реактор — одноконтурный: вращающий турбину АЭС водяной пар образуется в самом реакторе, откуда непосредственно поступает на турбину.

³ Реактор «с водой под давлением» — двухконтурный: перегретая в реакторе вода удерживается в нем от кипения высоким давлением и отдает свое тепло находящемуся во втором контуре специальному парогенератору, из которого пар подается на турбогенератор.

⁴ См.: Установленная мощность действующих ядерных энергоблоков//География, № 7/98, с. 8—9. — Здесь и далее прим. ред.

⁵ См.: Атомная станция в нефтяном заливе//География, № 12/2002, с. 15, 18.

⁶ См.: Установленная мощность действующих ядерных энергоблоков//География, № 7/98, с. 8—9.

⁷ См.: О.В. Витковский. Энергетика зарубежных стран. Ядерная энергетика//География, № 7/98, с. 10 (таблица «Добыча и производство урана в странах мира»).

⁸ Общее количество добытого в ГДР за 1945—1990 гг. урана оценивается в 213 тыс. т.