Согласно ежегодным данным, публикуемым Информационной системой МАГАТЭ по энергетическим реакторам(PRIS), в 2021 году атомная энергетика обеспечила безопасное и надежное производство электроэнергии с низким уровнем выбросов в условиях развивающихся глобальных кризисов, достигнув второго по величине годового показателя за последнее десятилетие, после пандемии COVID-19.
Комплексные данные показывают, что ядерная энергетика сыграла ключевую роль в восстановлении мировой экономики в 2021 году, обеспечив быстрый рост выработки электроэнергии после ее резкого падения во время пандемии в 2020 году. Наибольший рост отмечался в Азии, где производство атомной энергии увеличилось на 10% и достигло самого высокого уровня за последнее десятилетие.
Когда в 2021 году разразился энергетический кризис на фоне растущего мирового спроса (после года пандемии), ядерная энергетика продемонстрировала свою неизменную надежность. За последние пять лет на атомных станциях были запланированы перегрузки и остановки на техническое обслуживание весной и осенью, чтобы обеспечить максимальную выработку электроэнергии в зимний период. Данные об отключениях PRIS подтверждают, что коэффициент доступности ядерной энергии (EVF) в Западной и Восточной Европе с 2017 года остается неизменно высоким - от 83% до 90%.
Состояние и тенденции развития атомной энергетики.
В конце 2021 года мировая действующая мощность ядерной энергетики составляла 389,5 ГВт (эл.), что обеспечивали 437 действующий реакторов в 32 странах. За последнее десятилетие ядерная энергетика демонстрировала тенденцию к постепенному росту, включая увеличение мощности на 20,7 ГВт (эл.) за счет новых энергоблоков, введенных в эксплуатацию, или модернизированных существующих реакторов.
В 2021 году общая мировая мощность снизилась на 3 ГВт (эл.) (1%) по сравнению с 2020 годом, но выработка электроэнергии увеличилась на 4%.
В 2021 года 447 ядерных энергетических реакторов выработали - 397,6 ГВт(э) из общей эксплуатационной ядерной мощности.
В 2021 году атомные энергетические реакторы поставили 2653,1 ТВт-ч электроэнергии с низким уровнем выбросов и возможностью диспетчеризации, что немного больше, чем в 2020 году, и составляет около 10% от общего объема производства электроэнергии в мире и более четверти производства электроэнергии с низким уровнем выбросов углерода в мире.
Наибольший рост произошел на Ближнем Востоке и в Южной Азии, где было произведено на 20% больше ядерной электроэнергии, чем в 2020 году. Второй год подряд Китай генерирует больше электроэнергии, чем Франция, таким образом, Китай является вторым по величине производителем ядерной энергии после США.
Производство ядерной электроэнергии в Восточной Европе было самым высоким за последнее десятилетие, на 6% больше, чем в 2020 году и примерно на 15% выше уровня 2010 года. Снижение произошло только в Северной Америке, что связано со снижением спроса и выводом из эксплуатации мощностей. В целом производство электроэнергии на АЭС в последние годы демонстрирует устойчивый рост, увеличившись более чем на 13% с 2012 года.
Строительство новых объектов.
По состоянию на 31 декабря 2021 г. в 19 странах велось строительство 56 реакторов общей мощностью 58,1 ГВт (эл.). Установленная мощность строящихся АЭС в последние годы оставалась в основном стабильной, за исключением постоянного роста в Азии, где с 2005 г. к сети было подключено 63,6 ГВт (эл.) (70 реакторов).
В 2021 г. в Китае началось строительство шести реакторов, общая мощность которых составит 5,6 ГВт (эл.): Чанцзян-3 (1000 МВт (эл.)), Чанцзян-4 (1000 МВт (эл.)), Линлонг-1 (100 МВт (эл.)), Санаокун-2 (1117 МВт (эл.)), Тяньвань-7 (1171 МВт (эл.)) и Сюдабу-3 (1200 МВт (эл.)). Начато строительство двух новых реакторов PWR в Индии: Куданкулам-5 и Куданкулам-6 мощностью по 917 МВт (эл.) каждый.
Турция приступила к строительству третьего блока (1114 МВт (эл.)) на площадке Аккую, расположенной на побережье Средиземного моря. В России началось строительство реактора на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем мощностью 300 МВт (эл.) Брест-ОД-300.
Добавление мощности и подключение энергоблоков к сети.
В 2021 г. к сети было подключено 5,2 ГВт (эл.) мощностей атомной энергетики (6 новых реакторов). Все они расположены в Азии, в том числе 2,3 ГВт (эл.) (3 реактора) в Китае: 1000 МВт (эл.) на Тяньвань-6 (PWR), 1061 МВт (эл.) на Hongyanhe-5 (PWR) и 200 МВт (эл.) на Шидао Бэй-1, модульном высокотемпературном газоохлаждаемом реакторе нового поколения. В Индии, была подключена АЭС Kakrapar-3 (PHWR) мощностью 630 МВт (эл.), и затем пакистанская Kanupp-2 (PWR) мощностью 1017 МВт (эл.). Наконец, в Объединенных Арабских Эмиратах к сети была подключена АЭС Barakah-2 (PWR) мощностью 1310 МВт(э).
Вывод мощностей и постоянные отключения.
В 2021 г. окончательно было остановлено 8,7 ГВт (эл.) - 10 ядерных реакторов. Три реактора в Германии 5,1 ГВт (эл.) — Брокдорф (PWR, (1410 МВт (эл.)), Grohnde (PWR, 1360 МВт (эл.)), Gundremmingen-C (BWR, 1288 МВт (эл.)). Три реактора в Соединенном Королевстве: реактор с газовым охлаждением Dungeness (GCR), блоки B-1 и B-2 (каждый 545 МВт (эл.)) и Hunterston B-1 (GCR, 490 МВт (эл.)). В Пакистане был выведен из эксплуатации самый первый энергетический реактор Канупп-1 (PHWR, 985 МВт (эл.)), подключенный к сети более 50 лет назад. После 45 лет эксплуатации в России был остановлен Курск-1 (LWGR, 925 МВт (эл.)), а в Тайване - Kuosheng-1 (BWR, 985 МВт (эл.)).
Эксплуатационные типы действующих реакторов.
В конце 2021 г. 89,9% действующих мощностей атомной энергетики составляли реакторы с легководным замедлителем и теплоносителем; 6,2% — с тяжеловодным замедлителем и охлаждаемым реактором; 1,9% — реакторы с легким водяным охлаждением и графитовым замедлителем; 1,6% — реакторы с газовым теплоносителем и 0,4% — быстрые реакторы с жидкометаллическим теплоносителем общей мощностью 1,4 ГВт (эл.).
В 2021 году также был подключен Шидао Бэй-1, китайский модуль высокотемпературного реактора с галечным слоем, который является частью нового поколения модульных высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов общей мощностью 200 МВт (эл.).
Неэлектрические применения.
В 2021 году 61 ядерный энергетический реактор в 10 странах произвел 2167,2 ГВт-ч электрического эквивалента тепла для поддержки неэлектрических применений ядерной энергии. Более 89% неэлектрических приложений было использовано в Европе, где 40,6 ГВт (эл.) мощности ядерной энергетики (54 реактора) произвели 3007,4 ГВт-ч электрического эквивалента тепла для поддержки централизованного теплоснабжения и подогрева воды для технических нужд. Оставшиеся 11% были произведены на 4,5 ГВт (эл.) (7 реакторов) в Азии для выработки 249 ГВт-ч электрического эквивалента тепла для опреснения и технологического нагрева воды.
Срок эксплуатации.
По состоянию на декабрь 2021 года 67 лет совокупного мирового опыта эксплуатации составили более 19 170 реакторо-лет в 35 странах от 637 реакторов общей мощностью 485,4 ГВт(э). Из них 199 реакторов мощностью 95,8 ГВт (эл.) были остановлены окончательно.
Около 66 % общей установленной мощности реакторов (257 ГВт (эл.), 289 реакторов) находятся в эксплуатации более 30 лет. Более 23% мировых действующих ядерных мощностей (91,2 ГВт (эл.), 117 реакторов) эксплуатируются более 40 лет; а 1,9% имеющихся мощностей (7,3 ГВт (эл.), 13 реакторов) эксплуатируются более 50 лет.
Старение реакторов подчеркивает необходимость установки новых или модернизацию ядерных мощностей для компенсации запланированного вывода из эксплуатации, содействия устойчивому развитию и достижению глобальных целей энергетической безопасности и изменения климата. Коммунальные предприятия, правительства и другие заинтересованные стороны инвестируют в программы долгосрочной эксплуатации и управления старением реакторов для обеспечения устойчивой работы и плавного перехода к новым мощностям.
Производительность энергоблоков.
Но даже с учетом старения, эксплуатируемые ядерные энергетические реакторы продолжают демонстрировать высокий уровень общей надежности и производительности. Коэффициент нагрузки, называемый также коэффициентом мощности, представляет собой отношение фактической выработки энергии реактором к выработке энергии, которая была бы произведена, если бы реактор работал на номинальной мощности (эталонная мощность блока) в течение всего года. Коэффициент нагрузки или коэффициент мощности указывает на хорошие эксплуатационные характеристики. В 2021 году глобальный медианный коэффициент использования мощности составил 85,6%, что соответствует показателям последних лет. Реакторы с водой под давлением (PWR) и реакторы с тяжеловодным замедлителем и теплоносителем под давлением (PHWR) показали лучшую производительность с 2011 года со средним коэффициентом мощности 82% и 81% соответственно.
Другим показателем, измеряющим производительность ядерных реакторов, является коэффициент доступности энергии (EAF), представляющий собой отношение энергии, которую располагаемая мощность могла бы произвести в течение определенного периода времени, по сравнению с энергией, которую могла бы произвести эталонная единица мощности. В 2021 году средневзвешенная EAF составила 77,6%, при этом половина ядерных реакторов также работала с EAF выше 86%. Операторы электростанций обычно планируют перерывы на дозаправку и техническое обслуживание в периоды низкого спроса, чтобы максимизировать доступность энергии в сезоны высокого спроса.
Статистика PRIS показывает, что средняя продолжительность полных отключений в 2021 году была самой короткой за последнее десятилетие благодаря оптимизации проверок и технического обслуживания, а также улучшению управления операциями, культуры безопасности и кадровой политики.
Средняя продолжительность полных плановых простоев в 2021 году составила 24 дня по сравнению с 51 днем в 2020 году, и в основном были связаны с осмотром, техническим обслуживанием или ремонтом в сочетании с дозаправкой топливом. Продолжительность незапланированных отключений по причинам, находящимся под контролем руководства станции сократилась в 2021 году в среднем на 4 дня по сравнению с 8 днями в 2020 году. Основными причинами незапланированных отключений были названы проблемы или отказы оборудования. Незапланированные отключения по внешним причинам в основном были связаны с регулированием нагрузки или отключением резерва из-за снижения спроса на энергию и сократились до 4 дней в среднем в 2021 году по сравнению с 9 днями в 2020 году.
Гибкая работа атомных электростанций поддерживала потребности сетевых операторов и демонстрировала способность атомной энергетики интегрироваться в устойчивые энергетические системы будущего, которые, как ожидается, будут в значительной степени опираться на гибкие технологии генерации базовой нагрузки. Данные отчета показывают, что надежность и безопасность ядерных энергетических реакторов оставались на высоком уровне.
По данным: Международное агентство по атомной энергии – МАГАТЭ