Одно из ключевых отличий работы АЭС от энергоблоков на ископаемом топливе – затраты на его эксплуатацию практически не зависят от объема производства электрической энергии.
Для большинства станций на ископаемом топливе критически важным является стоимость этого самого топлива. Это связано с тем, что затраты на ископаемое топливо являются основными затратами при производстве электроэнергии. Поэтому если такой блок работает с частичной загрузкой – то его экономические показатели снижаются не сильно. Для оценки эффективности использования мощности есть такой показатель – коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) – отношение фактически произведенной энергии за определенный промежуток времени к максимальному возможному объему производства.
- Если КИУМ равен 100% — это значит, что блок постоянно работал на номинальной мощности.
- Если КИУМ равен 0% – значит блок не работал вовсе.
- Если КИУМ равен 50%, значит блок мог работать 50% времени, или работал постоянно, но на 50% от загрузки.
В отличие от блоков на ископаемом топливе, основные затраты на АЭС здесь связаны с возвратом вложенных инвестиций. Они не зависят от объема производства электрической энергии, а выплачивается фиксированная сума за определенный промежуток времени. Поэтому, чем больше за этот период производится электроэнергии, тем дешевле она получается, а значит АЭС должна работать на номинальной мощности на протяжении максимального времени в году. Другим аспектом является также и то, что работа на постоянной мощности является наиболее безопасной с точки зрения эксплуатации.
Но АЭС не может работать непрерывно. Периодически ее нужно останавливать на планово-предупредительные ремонты. Они необходимы, потому что обслуживание и периодическая замена отдельных узлов дешевле в период одного периода простоя, чем останавливать блок каждый раз, когда необходимо заменить какой-то отдельный узел, который вышел из строя. Да и последствия аварии могут быть различны – дешевле ее предупредить, чем потом устранять последствия. Поэтому станция обычно работает в таком цикле: пуск – работа на номинальной мощности – останов – планово-предупредительный ремонт – пуск. Этот цикл обычно называют компанией.
Раз в год (после выработки 9,25 млрд кВтч электроэнергии) энергоблока должен останавливаться на планово-предупредительный ремонт. О такой остановке написало Минэнерго 25 апреля 2022 года. Пуск блока после планово-предупредительного ремонта произошел только 3 декабря 2022 года. Можно считать, что первая компания завершена. Настало время провести анализ.
Итак, станция была подключена к сети 3 ноября 2020 года. С этого времени до момента отключения 25 апреля прошло 538 дней или почти полтора года. Хотя при нормальной работе станция должна была выработать 9,25 млрд кВтч менее, чем за год.
Кто следил за работой энергосистемы или отдельно атомной станции, помнят, что после пуска она часто останавливалась. Мы собрали все данные об остановке и пуске АЭС (график 1).
Рисунок 1 — Работа станции и КИУМ
На графике показаны периоды работы и простоя первого блока, а также его КИУМ. Данные о выработке электроэнергии на определенную дату брались из публичных заявлений представителей Минэнерго. Они могли озвучивать не оперативные данные, а с некоторой задержкой, поэтому это не абсолютно точные данные, но они позволяют оценить эффективность работы станции.
Мы также отметили 10 июня 2021 года – в этот день блок был сдан в промышленную эксплуатацию, а значит все пусконаладочные работы на нем завершены. До этого случались частые остановы блока, которые официально объяснялись программой испытаний. Остановки после этой даты могут быть только аварийными остановами блока, либо планово-предупредительными ремонтами, которые проходят раз в год.
В общем за первую компанию (с 3 ноября 2020 по 25 апреля 2022 года) КИУМ блока составил около 60%.
Согласно подсчетам Минэнерго, станция должна выработать в год 18,5 млрд кВтч (2 блока). Значит ее коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) планируется на уровне 90%. Это значит, что выработка была ниже запланированной практически на треть.
Согласно условиям кредита на строительство АЭС до 1 апреля 2023 года Беларусь должна каждые пол года платить по 115,5 млн. долл. США (при условии что использовано только 7 млрд. долл. США кредитных ресурсов). Эти условия прописаны в протоколе о новых условиях кредитования, согласно которому срок выплат основного тела долга откладывается до 1 апреля. После этой даты Беларусь будет платить по 297,3 млн. долл. США каждые полгода.
Как было указано выше, за первую компанию АЭС выработала 9,3 млрд кВтч почти за полтора года и выплаты по кредиту в этот период должны были составить $346,5 млн. Значит в произведенной электроэнергии только инвестиционная составляющая равна 3,7 цента/кВтч. Напомню, себестоимость производства электроэнергии из газа составляет 4,2 цента/кВтч, но это общая себестоимость, которая включает все затраты на производство электрической энергии: и инвестиционные, и топливные и затраты на эксплуатацию и ремонт оборудования. Таким образом, при таких условиях работы блока даже без выплаты кредита (но с выплатой процентов по нему) себестоимость генерации будет вероятнее всего дороже, чем при производстве электроэнергии на электростанциях на газе.
Если такой режим работы станции сохранится и второй блок АЭС не будет запущен после 1 апреля 2023 года, то на выплату кредита придется потратить 9,3 цента США/кВтч, что почти в двое превышает затраты на производство электроэнергии на других блоках. И это без учета затрат на эксплуатацию и топливо.
Но самые загадочные вещи начали происходить с АЭС уже после остановки ее на планово-предупредительный ремонт. И главный вопрос на сегодня – а что на самом деле произошло на АЭС?
Станцию остановили 25 апреля. Для КИУМ в 90% оно должен простаивать максимум 36 дней. Правда Минэнерго почему-то указывало, что в этот раз на ремонт блока понадобится 80 дней.
Позже 15 июля министр энергетики Виктор Каранкевич во время открытия Дня электротранспорта в Минске заявил, что первый блок АЭС запустят в июле.
Далее 22 августа было объявлено о завершении планово-предупредительного ремонта. Но время шло, АЭС не запускалась и 11 октября на Energy EXPO министр завил, что сроки ввода первого блока скорректированы.
Минэнерго пыталось сделать вид, что с АЭС все в порядке. «Выход из планово-предупредительного ремонта, на котором находился блок, — очень важный и ответственный этап. Мы должны убедиться в том, что все оборудование и технологические системы будут надежно работать до следующего планового ремонта. Это очень важная задача», — сказал Виктор Каранкевич. Но это очевидно не так.
Стоит напомнить, что каждый день простоя АЭС обходится нам сейчас практически в пол миллиона долларов США.
А после первого апреля каждый день будет обходиться в 1 млн долл. Поэтому убедиться в надежности работы, это конечно важно, но обходятся такие промедления также не дешево. Особенно учитывая, что в период простоя мы еще и платим за природный газ для производства электрической энергии на других станциях.
Также такие заявления не дают уверенности в достоверности и своевременности информирования населения. Такой подход к предоставлению информации об очевидно ненормальной работе АЭС вызывает вопрос: «А известят ли нас в случае серьёзной аварии с радиационным загрязнением?»
Наконец 9 ноября появилось сообщение, что первый блок подключен к сети. Его ремонт продлился 198 дней. При такой продолжительности обслуживания КИУМ даже теоретически не может быть больше 54%. Технически, если считать, что предыдущая компания закончилась с началом ремонта, то максимальный КИУМ будущей компании составит не больше 63%. Но уже с 1 апреля Беларусь будет выплачивать кредит полностью, а значит только кредитная составляющая себестоимость электроэнергии от АЭС поднимется до 9,3 центов, а общая себестоимость генерации превысит 10 центов/кВтч.
С другой стороны 198 дней простоя – это больше половины года. Что можно столько ремонтировать? Мы провели анализ продолжительности планово-предупредительных ремонтов на других блоках ВВЭР в России (наиболее близкие технологически). Также нам известно, что министр намекнул о «проведении дополнительных работ и диагностики электрогенерирующего оборудования первого блока станции с учетом опыта эксплуатации аналогичного оборудования на других АЭС.»
Известно, что 14 ноября 2016 года на аналогичном блоке Нововоронежской АЭС была остановка из-за короткого замыкания на генераторе. Но это было еще на стадии опытно-промышленной эксплуатации. И ремонт не занял много времени. Но в общем никаких значительных аварий, связанных с генераторами на протяжении последнего времени на российских АЭС, не происходили.
Для примера продолжительности работы с генераторами можно привести такие примеры:
- Кольская АЭС, 3 блок — выполнен капитальный ремонт цилиндра низкого давления турбогенератора №5 и капитальный ремонт генератора с заменой ротора — 59 дней;
- Белоярская АЭС 3 блок — модернизация парогенератора, капитальный ремонт турбины и генератора, техническое освидетельствование теплообменного оборудования подогревателя высокого давления и подогревателя низкого давления – 75 дней;
- Кольская АЭС, 2 блок – помимо типового перечня операций на энергоблоке реализовано 19 модернизационных работ. Ключевой стал капитальный ремонт турбогенератора с заменой статора генератора– 61 день.
В последнем случае – замена статора – это фактически замена всего генератора на новый. На этом блоке он проработал с 1986 года.
Таким образом, продолжительность ремонтов крайне редко превышает 70 дней, и за это время можно заменить генератор практически полностью.
С другой стороны на АЭС случаются и аварийные остановы. И есть известные всем аварии на Чарнобыльской АЭС и АЭС Фукусима. Так вот объект «Укрытие» после аварии на ЧАЭС построили за 200 дней. Аварийное состояние АЭС Фукусима было отменено 16 декабря 2011 года (280 дней). При том на Фукусиме к этому времени восстановили охлаждение всех четырех реакторов, восстановили электроснабжение и трансформаторное оборудование. Для каждого из энергоблоков пришлось смонтировать дополнительные контуры охлаждающей воды, подключённые к сохранившимся станционным трубопроводам. Первая такая система для блока № 2 была запущена 2 июня (83 дня), а 10 августа (152 дня) последним по такой схеме было налажено охлаждение бассейна блока № 1.
Мы ни в коем случае не пытаемся сравнить состояние на Беларуской АЭС с крупнейшими авариями на атомных станциях. На БелАЭС реактор заглушили планово, информации о повреждениях нет и точно не было взрывов и выбросов радиации (эти события невозможно скрывать на протяжении такого длительного периода времени). Но время простоя станций сравнимо со временем восстановления блоков после тяжелейших аварий.
Таким образом, если есть проблемы с оборудованием, то они явно не связаны с «проведении дополнительных работ и диагностики электрогенерирующего оборудования». Поэтому простой может быть связан с тем, что необходимо заменить некоторое оборудование, которого у Росатома просто нет в наличии и приходится ждать его изготовления и поставки.
Возможна и другая причина – в стране просто нет спроса на электрическую энергию. Мы писали, что возможны проблемы с эксплуатацией АЭС в случае резкого сокращения потребления энергии из-за экономического кризиса, вызванного наложенными санкциями. Правда мы не ожидали проблем до начала отопительного сезона и пуска второго энергоблока. Впрочем, в той работе и экономическое падение было значительно больше. С мая 2022 года Белстат перестал публиковать данные помесячного производства электрической энергии.
Рисунок 2 — Производство электроэнергии по месяцам
Однако из доступных данных видно, что, начиная уже с февраля (еще до начала санкций, связанных с военной агрессией против Украины) производство электрической энергии сократилось ниже 2021 года, и такая тенденция сохранялась до конца апреля (последнего месяца, за который публиковались данные).
И мы еще не затронули вопрос второго блока АЭС. Еще весной он уже находился в стадии физического пуска. А к концу года обещали промышленную эксплуатацию. Правда позже стали обещать просто пустить в 2022 году. При том с момента включения первого блока в энергосистему до опытно-промышленной эксплуатации прошло 49 дней, а до промышленной еще 170 дней. Так что, даже в первой половине 2023 года сдать в промышленную эксплуатацию второй блок точно не получится. И последнее время про второй блок АЭС стараются не упоминать вовсе, а в последнем упоминании указали степень готовности ниже, чем озвучивали ранее. Интересно это также проблемы с оборудованием, или не желание пускать блок из-за отсутствия спроса на электрическую энергию и понимания, что балансировать систему будет просто невозможно с АЭС в отопительный период.
The article is available in English Nuclear power plant operation and vacation in 2022
