#экопросвещение #экоэнергетика #климат #искусство #инновации #климатехнолгии #экотехразвитие
ВВЭР-1200 поколения III+
В рамках экспозиции «Современная атомная промышленность», размещаемой на первом наземном этаже музея АТОМ располагается макет самого современного российского водо-водяного атомного реактора ВВЭР-1200. В чём его уникальность, экологичность и экономичность?
но прежде представьте себе.
2100 год.
Экстремальные волны тепла, засухи, наводнения и штормы почти во всех регионах Земли стали регулярным и интенсивным явлением. По прогнозу климатолога и академика РАН Владимира Викторовича Клименко это произойдёт потому, что в 2100 году средняя глобальная температура вырастет почти на градус — будет на 2°С выше, чем в конце XIX века. Учёные из Университета Джорджа Мейсона (США) прогнозируют, что к 2100 году от 38% до 40% мировой суши будет находиться в других климатических зонах, чем сегодня. Тропический климат расширится с 23% до 25%, а уровень засушливости — с 31% до 34%. Наибольшие изменения ожидают Европу и Северную Америку — эти зоны перейдут в иную климатическую зону соответственно на 89% и 66%.
Изменение климата. Почему проблема?
По данным ООН, к середине 2025 года 117 млн. человек оставались насильственно перемещенными, причём 3 из 4 из них проживают в странах с экстремальной уязвимостью к климату. За последнее десятилетие (включая 2025 год) стихийные бедствия из-за изменения климата вызвали около 250 млн. случаев внутреннего перемещения населения. При этом:
- 38%составит размер поглощения парниковых газов естественными «поглотителями» (океаны и суша). На 2025 год показатель составлял 59% выбросов.
- 0,3 метрасоставит минимальное повышение уровня моря поднимется. В худшем случае — до 2 метров. Для отдельных прибрежных зон (например, США) прогнозы достигают 2,2 метра.
- 1,1 млрд. человекмогут столкнуться с нехваткой продовольствия из-за изменения климата и конфликтов за ресурсы.
- 140 млн. человекподвергаются риску оказаться в зонах с опасно высокими температурами при повышении темпиратуры на каждые дополнительные 0,1°C.
- БиоразнообразиеПри потеплении на 2°C доля насекомых, теряющих более половины своего ареала, вырастет с 6% до 18%, растений с 8% до 16%.
- На 22%сократится количество осадков в Средиземноморье, что приведет к опустыниванию региона. В остальных регионах они увеличатся на 6,8%, однако распределение будет крайне неравномерным
Экономический ущерб.
Эксперты по управлению финансовыми рисками британского Института и факультета актуариев (Institute and Faculty of Actuaries, IFoA) в январе 2025 года предупредили, что глобальная экономика из-за климатического кризиса может столкнуться с потерей 50% ВВП начиная с 2070 года.
Климатические беженцы
Согласно докладу ООН, к 2050 году население Земли превысит 9 млрд. человек, а к 2100 году - 11 млрд. Для обеспечения продовольствием такого населения потребуется больше пахотных земель, в то время как разрастающиеся океаны поглощают плодородные прибрежные зоны и дельты рек, вынуждая людей искать новые места для проживания. Потому к 2060 году около 1,4 млрд. человек могут стать климатическими беженцами, а к 2100 году их количество может вырасти до 2 млрд.
Главный источник СО2.
Сжигание ископаемого топлива: угля, нефти и газа для производства электроэнергии и тепла. На данный процесс приходится 73,2% всех глобальных выбросов парниковых газов. В 2024–2025 годах глобальные выбросы CO2 от энергетики стабилизировались на уровне около 37–40 млрд. тонн в год.
Решение. Атомная энергетика.
Она рассматривается МАГАТЭ, МЭА и МГЭИК как один из ключевых инструментов достижения углеродной нейтральности и сдерживания глобального потепления на уровне 1,5–2°C.
- 1,5–2,6 Гт CO₂Такое количество выбросов предотвращают действующие АЭС ежегодно в настоящее время.
- 5 Гт CO₂Такое количество выбросов планируется предотвращать с помощью атомпрома к 2050 году. Это соизмеримо с текущими годовыми выбросами всей экономики США.
- 10%составляет доля выработки электроэнергии с помощью 440 ядерных реакторов по статистике на 2024 год.
- 20-25%прогнозируемая доля выработки электроэнергии к 2100 году. Помимо выработки электроэнергии атомпром будет вырабатывать водород и пресную воду.
- 450–470 г CO₂-экв/кВт·чСоставляет размер углеродоёмкости в настоящее время.
- <50 г CO₂-экв/кВт·чСоставит углеродоёмкость мировой энергетики благодаря использованию АЭС к 2050–2070 годам.
Согласно стратегии развития атомной энергетики РФ (проект «Прорыв») и прогнозам МАГАТЭ, к концу века отрасль станет «двухкомпонентной». Обычные реакторы (например, ВВЭР-1200) и «быстрые» (БН-1200) будут работать в связке. Быстрые реакторы будут нарабатывать топливо из Урана-238, которого в природе в 140 раз больше, чем используемого сейчас Урана-235. Данный принцип позволит перерабатывать отработанное ядерное топливо, которое находитя во временных и постоянных хранилищах.
Типы ядерных реакторов к 2100 году.
Ниже представлено вероятное распределение типов реакторов в мировом парке генерации к концу XXI века.
а теперь представьте.
Наше время. 2026 год.
Вы располагаетесь на первом наземном этаже музея АТОМ (г. Москва, ВДНХ) на экспозиции «Современная атомная промышленность» и видите макет самого современного российского водо-водяного атомного реактора ВВЭР-1200 поколения III+.
Росатом. ВВЭР-1200 III+.
Мультимедийная инсталляция, которая наглядно демонстрирует работу современного ядерного реактора. Макет представляет собой детализированную модель реактора в разрезе, интегрированную с видеостеной и тач-панелью. Посетители могут запускать различные сценарии, которые подсвечивают внутренние узлы и визуализируют движение теплоносителя и процессы деления ядер.
Цель экспозиции.
Наглядная демонстрация эффективности, надёжности и безопасности работы современного российского ядерного реактора.
Экопросвещение через визуально-музыкальное искусство.
Авторы и исполнители макета.
Создание центрального макета ВВЭР-1200 для павильона «АТОМ» — это результат коллаборации ведущих российских конструкторских бюро и специализированных макетных мастерских.
Атомная симфония
Художественно-технологическое представление в Музее «АТОМ», которое оживляет работу ядерного реактора ВВЭР-1200, превращая сложный процесс выработки энергии в визуальное и музыкальное произведение искусства.
Почему ВВЭР-1200?
Практически нулевой выброс парниковых газов и уникальность во внедрении принципиально новых систем защиты, которые функционируют даже при полной потере управления и электроснабжения АЭС. Потому он относится к поколению «3+», что означает полное соответствие самым строгим «постфукусимским» требованиям МАГАТЭ.
«Постфукусимские» требования — это ужесточенный свод международных норм ядерной безопасности, принятый МАГАТЭ в ответ на аварию японской АЭС «Фукусима-1» в марте 2011 года. Авария показала, что существовавшие проекты АЭС не были готовы к «запроектным» авариям — экстремальным сочетаниям природных катастроф.
-
Обесточивание.Землетрясение отключило внешнее питание, а цунами затопило резервные дизель-генераторы. Без электричества системы охлаждения остановились. - Отсутствие защиты от расплава.Расплавленное топливо прожгло корпуса реакторов, что привело к выбросу радиации.
- Человеческий фактор.Недостаток автономных систем требовал быстрых решений персонала в условиях хаоса, которые не принимались или ухудшали ситуацию.
Какие нормы для АЭС теперь?
Главный принцип новых норм: АЭС должна сохранять безопасность даже при полной потере управления и электроснабжения.
ВВЭР-1200. Технические характеристики.
Данный реактор стал первым в мире проектом, где эти "постфукусимские" требования были реализованы не в виде «доделок», а как неотъемлемая часть базовой конструкции. Он успешно эксплуатируется на Ленинградской АЭС-2 в блоках 1 и 2 и находится в стадии строительства на блоках 3 и 4.
- 3 200 МВтТепловая мощность реактора.
- 1 200 МВтЭлектрическая мощность реактора.
- 60 летСрок службы с возможностью продления.
- ~35%КПД (нетто)
- Топливный циклРабота до 18 месяцев без дозаправки.
- КорпусВысота около 13 метров, диаметр ~4,5 метра.
Безопасность. Подробнее.
Для соответствия «постфукусимским» нормам МАГАТЭ проект ВВЭР-1200 был пересчитан на экстремальные нагрузки. В Музее «АТОМ» на тач-панели рядом с макетом можно увидеть анимацию, показывающую, как именно эти 72 часа автономности спасают станцию в случае обесточивания.
Устройство локализации расплава - уникальная российская разработка, представляющая собой массивную стальную конусообразную ёмкость, расположенную прямо под корпусом реактора. В случае гипотетической аварии с проплавлением корпуса реактора расплавленное топливо (кориум) стекает в эту «чашу», сделанную из инновационного оксидного жертвенного материала (ОЖМ), который постепенно плавится, оберегая корпус.
- Состав ОЖМ.В основном состоит из оксидов железа (Fe₂O₃) и алюминия (Al₂O₃) с добавлением оксидов гадолиния (для поглощения нейтронов и исключения цепной реакции) и диоксидов циркония.
- 1200–1300 °CТемпература, до которой «жертвенный материал» снижает жар расплавленного топлива (кориума) для стабилизации массы.
- 800 тонн и 150 м³Вес и объём стального корпуса «ловушки», способный вместить весь объём активной зоны и конструкционных материалов.
- Снижение температурыПри плавлении «жертвенных» блоков поглощается огромное количество энергии, что быстро охлаждает кориум.
- Изменение плотностиМатериал перемешивается с топливом, делая его менее плотным и текучим, что предотвращает взрыв и облегчает отвод тепла.
- Блокировка водородаХимические реакции внутри ловушки подавляют выделение взрывоопасного водорода.
В Музее «АТОМ» на макете ВВЭР-1200 эта ловушка выделена отдельным узлом, чтобы посетители могли увидеть её расположение в самом низу гермооболочки.
Другие инновации экобезопасности.
Система СПОТ. Контеймент. Резервирование систем.
Эффект для экологии, климата и экономики.
Главный вклад ВВЭР-1200 в экологию и климат — предотвращение выбросов парниковых газов, которые возникли бы при сжигании угля или газа для получения того же объема энергии. Экономика ВВЭР-1200 базируется на его колоссальной мощности и длительном сроке эксплуатации.
ВВЭР-1200 — это не только «климатический щит», но и мощный финансовый инструмент, который за свой жизненный цикл (80 лет) производит энергию на десятки миллиардов долларов, предотвращая при этом выброс более 500 миллионов тонн СО2.
- 7 миллионов тонн CO₂ в годпредотвращает выбросы один энергоблок с ВВЭР-1200. Такой объём поглощают 200 миллионов деревьев.
- 6–12 г CO₂/кВт·чсоставляет углеродный след выработки 1 кВт·ч электроэнергии в течение полного жизненного цикла ВВЭР-1200 от добычи урана до вывода из эксплуатации.
- $45–55 за МВт·чсоставляет стоимость выработки энергии серийных блоков ВВЭР-1200, что является одним из самых дешевых источников стабильной (базовой) генерации.
- $1инвестированный в строительство АЭС по проекту ВВЭР-1200, приносит в среднем $1,9 в ВВП страны, $2,1 в доходы местных поставщиков и $4,3 в виде налоговых поступлений.
- 15–20 летсрок окупаемости капитальных вложений. ОСтальные 40–60 лет необходимо будет осуществлять только операционные затраты. Остальное - в прибыль.
- 90–92%составляет размер коэффициента использования установленной мощности. Это означает, что станция работает на полную мощность почти 8 000 часов в году из 8 760 возможных.
Применение. АЭС «Аккую». Турция.
Строящаяся атомная электростанция на побережье Турции в ильче Гюльнар в иле Мерсин. Включает четыре энергоблока с реакторами типа ВВЭР-1300/509 единичной мощностью 1200 МВт. Общая проектная мощность — 4800 МВт. Ожидается, что годовая выработка электроэнергии составит 35 млрд кВт⋅ч и станция будет выдавать 10% энергии от общих потребностей страны. Этого достаточно для снабжения электричеством 15 миллионов человек.
Проект оценивается в $24–25 млрд. Недавно стало известно о выделении дополнительных $9 млрд финансирования со стороны РФ для завершения работ. Основная часть средств будет использована в 2026–2027 годах. Физический пуск первого энергоблока запланирован на 2026 год.
- 18–35 млн тонн CO₂ в годсоставит прогнозируемое сокращение выбросов парниковых газов от работы АЭС. Это соизмеримо с 3,2% всех парниковых выбросов Турции.
- 50% +составит доля низкоуглеродной генерации энергии в стране после ввода в эксплуатацию АЭС.
- 7 млрд м³ природного газа в годсоставит прогнозируемое сокращение сжигания природного газа благодаря работе АЭС.
- $50 млрдПрогнозируемый суммарный вклад проекта в ВВП Турции за весь жизненный цикл эксплуатации АЭС в 60–80 лет.
- Около 40%строительно-монтажных работ выполняют турецкие компании. В проект уже интегрировано более 400 местных поставщиков.
Вопрос с безопасностью решён, но...
ядерные отходы, их захоронение и переработка.
Проблема радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива — это главный экологический и политический вызов для атомной отрасли. Отработавшее ядерное топливо остается опасным в течение тысяч лет. Хотя его объём невелик (весь ОЯТ мира за 60 лет поместится на одном футбольном поле), технология его окончательного захоронения в глубоких геологических формациях до сих пор является предметом споров.
Решение. Двухкомпонентная ядерная энергетическая система.
Совместное использование реакторов ВВЭР-1200 (на тепловых нейтронах) и, например, БН-1200 (на быстрых нейтронах), которое превращает атомную энергию в возобновляемый ресурс. Отработавшее топливо из ВВЭР не отправляется на хранение, а перерабатывается. Из него извлекается плутоний. БН-1200 использует этот плутоний и обедненный уран (отходы обогащения) в качестве топлива. В процессе работы он «дожигает» опасные долгоживущие отходы и нарабатывает новое топливо для себя и для ВВЭР. Главный результат — минимизация ядерного наследия.
Эффективность такой синергии.
Человечеству больше не нужно добывать новый уран — накопленных запасов хватит на несколько тысяч лет.
Отказ от добычи природного урана.
В 60–100 раз увеличивается эффективность использования природного урана, так как его добыча станет не актуальной по причине того, накопленных запасов в количестве более 1,6 млн тонн хватит всему человечеству на 2 500–3 000 лет без единого нового килограмма из земли.
- Отказ от отходов и хвостов.При добыче 1 тонны урана образуется от 100 до 1000 тонн радиоактивных отходов обогащения (хвостов). Остановка добычи (около 60 000 тонн урана в год) предотвратит появление 60 млн тонн новых радиоактивных отвалов ежегодно.
- Экономия на добыче и логистике.Мировой рынок природного урана (U3O8) оценивается примерно в $8–10 млрд в год. Переход на самообеспечение топливом исключит эти затраты из структуры себестоимости энергии.
- Стабильность цены.Стоимость электроэнергии перестанет зависеть от колебаний цен на уран (которые за последние 2 года выросли с $30 до $100 за фунт).
- Предотвращенные выбросы.Остановка добычи и первичного обогащения позволит предотвратить выброс около 15–25 миллионов тонн CO2 ежегодно в масштабах всей мировой атомной отрасли.
- Углеродоёмкость.Остановка добычи природного урана позволит снизить углеродный след атомной энергетики в 2 раза, доведя его до рекордных 5–6 г CO2 на кВт·ч, что сделает её самым чистым источником энергии на Земле, превосходя даже ветрогенерацию.
Ключевые этапы и техническое исполнение.
Согласно «Стратегии развития атомной энергетики РФ», дорожная карта реализации двухкомпонентной ядерной системы энергоснабжения выглядит следующим образом.
Законы и стартегические документы.
Российские и зарубежные нормативно-правовые документы и программы.
Просвещайтесь, созерцая!
В экспозиции павильона "Современная атомная промышленность" Музея "АТОМ" этот путь показан как переход от "Атомного проекта №1" (создание оружия и первых станций) к "Проекту Прорыв" — созданию бесконечного источника энергии.
Помимо макета ВВЭР-1200.
Вы можете ознакомиться со следующими отечественными технологиями будущего, которые реализуются для общего блага в настоящем.
Экопросветительские проекты в одном месте.
Вся деятельность выполняется на безвозмездной основе при общественной высокопрофессиональной поддержке.