История - утомительная прогулка от Адама до атома
Если политика это концентрированная экономика, то атомная энергетика – это концентрированный уран. Наша страна с 2009 года мировой лидер по добыче урана, казахстанский урановый концентрат - это 40% потребностей глобальной атомной энергетики. А еще РК располагает 67% легкоизвлекаемых разведанных мировых запасов урана.
И, главное, ядерная энергетика наряду с другими возобновляемыми источниками – это будущее. Положа руку на сердце бывшего физхимика признаюсь: атомные электростанции (АЭС) – самые выгодные как по рентабельности, так и по мощности. Но основная загвоздка – обеспечение безопасности и радиофобия.
Синдром Фукусимы и энергодефицит
По данным Международного энергетического агентства, в 2019 доля атомной энергетики в общемировой генерации составила около 10%. Между тем, в начале 2000-х этот показатель достигал 18%. Основная причина спада — трагедия на АЭС Фукусима в Японии. Также повлияли и экономические причины: дешевый газ и возобновляемые источники энергии (ВИЭ).
Самая мощная атомная энергетика по-прежнему во Франции - в стране работают 58 атомных реакторов - она занимает первое место по выработке электроэнергии. Как сообщала газета Le Figaro в сентябре 2019 года, если в 2014 году доля атомной энергии составляла 77% от общего количества, то в 2018-м, согласно отчету EDF, компании-владельца французских АЭС, уже 71,6%. Это связано со старением парка атомных электростанций. Его постепенно заменяют экологические виды «топлива». Но, однако, они не способны обеспечить то огромное количество энергии, в которой нуждается Франция, признает ведущее издание страны.
В Словакии и Бельгии — доля «атома» больше 50%. В соседней России работают 10 АЭС (все они построены еще при Союзе), их доля в общей выработке электроэнергии составляет 19%.
Как сообщает https://www.kommersant.ru, «Росатом» занимается проектом плавучих АЭС. Так, плавучий энергетический блок «Академик Ломоносов» должен заработать в Чукотке в начале 2020 года.
Кстати, российские эксперты считают, что удельный вес ядерной энергетики в мировой генерации может вырасти с 10% в 2018 году до 14% к 2050 году.
Главным ресурсом для работы атомных электростанций сегодня является уран. Основные мировые запасы урановых руд расположены в 8 странах. «Страна Кенгуру» - Австралия - 31,18% всех мировых запасов урана, или 661 тыс. тонн.
В Австралии 19 месторождений урана. Себестоимость добычи урана в стране составляет $40 за 1 кг. Политическая и экономическая стабильность Австралии, ее законодательная база для иностранных инвестиций, делают ее идеальным местом для работы добывающих компаний. К примеру, это Rio Tinto и BHP Billiton Limited, главные игроки на мировом урановом рынке.
Между тем, в Казахстане, главном поставщике урана на мировой рынок, нет ни одной АЭС. Главная причина – семипалатинский ядерный синдром.
Короли подземелья
Когда мы говорим атомная промышленность, то подразумеваем - АО НАК "Казатомпром" . Казахстан на втором месте в мире - 11,81% или 629 тыс. тонн урана. Но при этом с 2009 году РК вышла на первое место по добыче в мире - более 20 000 тонн. Казахстанский урановый концентрат обеспечивает около 40% потребностей мировой атомной энергетики и поставляется практически во все страны мира, где работают АЭС – от США до Евросоюза. Некоторые из них создали совместные предприятия с Казахстаном. К примеру, в ЮКО действует предприятие по добыче и переработке урана - ТОО "КАТКО". Его учредители - АО НАК "Казатомпром" (49% доля) и французская компания Areva (51%).
Сегодня Areva сменила название на Orano, но по-прежнему остаётся одним из крупнейших производителей оборудования для атомной отрасли..
И еще у нас работает лучшая технология добычи в мире. НАК Казатомпром - первая в мире компания, запустившая в промышленное производство рудник на основе метода подземного выщелачивания (ПВ) мощностью 1000 тонн урана в год.
Как это работает?
Если опустить технологические подробности, принципиальная схема проста - в скважину заливается кислотный раствор, который избирательно растворяет уран, содержащийся в руде. Далее, выкачивается наверх раствор, в котором содержатся ионы урана. Затем проходит ряд физико-химических превращений в аппаратах, на каждой стадии получаются новые продукты, которые далее обрабатываются до конечного продукта - закиси-окиси урана (U3O8). Это нестехиометрическое соединение, или, проще говоря, смесь оксидов, имеющее несколько модификаций в зависимости от условий приготовления. Темные мелкие кристаллы made in Kazakhstan в специальных бочках транспортируют по железной дороге к потребителю. В конечном счете, из них изготавливают ядерное топливо для атомных электростанций.
По мнению специалистов, подземное скважинное выщелачивание (ПСВ) с традиционными горными способами имеет ряд преимуществ: менее капиталоемок и оперативен. Важно, что при этом урансодержащая руда остается под землей в отличие от шахтного и карьерного способы добычи. Себестоимость на предприятиях ПСВ в 2-3 раз ниже. А еще не происходит оседания и нарушения земной поверхности, нет отвалов пустых пород, а также хвостохранилищ.
Главное - метод полностью исключает источники пылевыделения, что в десятки раз уменьшает опасность радиоактивного загрязнения. Вот по этой причине Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) признал данную технологию самым экологически чистым и безопасным способом отработки месторождений, не требующим больших затрат на рекультивацию.
Как сообщает официальный сайт «Казатомпром», компания вместе с дочерними, зависимыми и совместными организациями ведет разработку 26 участков на территории РК, объединенных в 13 горнорудных активов
Регионы добычи природного урана – Прибалхашская, Илийская, Шу-Сырасуйская, Сырдарьинская, Северо-Казахстанская, Прикаспийская
Способ добычи урана методом подземно-скважинного выщелачивания (ПСВ) был впервые использован в 1960-х годах и составлял 50% мирового производства урана в 2017 году.
Законный вопрос – а почему же тогда методом ПСВ не добывают все мировые производители урана? Дело в том, что он, как и всякий метод, подходит не для всех типов пород. РК повезло – здесь урановые месторождения находится в почвах, из которых уран можно извлечь селективным (избирательным) растворением прямо в скважине. Разница такая же как между обычным методом добычи нефти и сланцевой, которая намного дороже и технологически сложнее.
В результате 100% добычи урана Казатомпром производит методом ПСВ.
Все процессы добычи урана автоматизированы, техническое оборудование на рудниках Казатомпрома полностью соответствует международным стандартам безопасности и окружающей среды, таким как OHSAS 18001 и ISO 14001.
К слову, Е-технология "Цифровой рудник" в качестве пилотного проекта впервые была внедрена в 2016 году в "Казатомпром-Сауран" в Южно-Казахстанской области. Экономический эффект от внедрения «цифры» на всех предприятиях должен составить более миллиарда тенге.
Конечная цель Казатомпрома – создать полный цикл: от добычи урана, где он является мировым лидером, до производства основных элементов атомных электростанций (АЭС).
Компания уже проводит обогащение урана, изготовляет порошки UO2/топливных таблеток, и в ближайшем будущем планирует начать производство тепловыделяющих сборок.
Как сообщает официальный сайт, в 2013 году «Казатомпром» через казахстанско-российское совместное предприятие АО «ЦОУ» вошел в состав акционеров АО «Уральский электрохимический комбинат», крупнейшего предприятия по обогащению урана. Это позволит получить доступ к услугам по обогащению урана.
Важно отметить, что Национальная атомная компания Казахстана имеет приоритетный доступ ко всем месторождениям урана в стране.
Таблетки от головной боли энергетики
Если вы сообщите в США что приехали из Казахстана, то рядовой американец подумает: Oil (нефть), толковый болельщик – Vino ( олимпийский чемпион, велогонщик Александр Винокуров), а специалист в атомной энергетике, произнесет уважительно - "Ulba Metallurgical Plant"!
АО "Ульбинский металлургический завод" (УМЗ), пожалуй, самое продвинутое предприятие РК, которое хорошо известно в мировой отрасли. У него несколько видов деятельности, но главный - один из крупнейших в мире комплексов по производству уранового топлива для АЭС.
Благодаря широкой линейке продукции, опыту и деловой репутации, УМЗ является заметным участником мирового рынка ядерного топлива для АЭС.
К примеру, специалисты УМЗ разработали эксклюзивную технологию переработки трудно вскрываемых урансодержащих материалов: зол, нерастворимых осадков, в том числе содержащих выгорающие поглотители (редкие элементы - эрбий и гадолиний).
Благодаря автоматизированному управлению, завод минимизировал контакт человека с урансодержащими материалами и продуктами их переработки. А это вопрос здоровья и жизни.
Стоит отметить, что урановое производство УМЗ первым в РК сертифицировало систему менеджмента качества на соответствие международным требованиям.
Сегодня УМЗ выпускает следующую продукцию : закись-окись природного урана; порошки диоксида урана ядерного керамического сорта; топливные таблетки для реакторов различного дизайна.
Среди потребителей ее продукции такие известные мировые компании как General Electric (с 1998 года). А с 2010 - японская Nuclear Fuel Industry, AREVA NP и китайская CJNF. Шведской компанией Westinghouse поставка началась с 2012 года.
А еще УМЗ предлагает услуги по переработке трудновскрываемых урансодержащих материалов.
Именно на базе УМЗ «Казатомпром» совместно с «Китайской Генеральной ядерно-энергетической корпорацией» (CGNPC) реализует проект строительства завода по производству тепловыделяющих сборок для использования на атомных станциях КНР в качестве ядерного топлива. Начало запуска производства тепловыделяющих сборок ожидается в конце 2020 г.
И как сказал Луи де Бройль, после расщепления атома, «Единственная проблема современности заключается в том, сумеет ли человек пережить свои собственные изобретения».