УДК 553. 495: 553. 042 + 33 (100)

 

 

СИРОВИННІ РЕСУРСИ І МАЙБУТНЄ ЯДЕРНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ СВІТУ Й УКРАЇНИ

                             

Петро ЗАРИЦЬКИЙ, академік АН ВШУ

 

Якщо відволіктися від потенційної загрози третьої світової війни, то перед людством в ХХ1 ст. стоять три  реальні першорядні проблеми: 1. енергетична, 2. забезпечення продуктами харчування   і   3.  охорона і оптимізація    навколишнього  середовища.  Ми торкнемося  тут лише першої - енергетичної.

Відповідно до основних напрямів  стратегії України до 2030 р., наша держава може стати активним і впливовим учасником міжнародних відносин у сфері енергетики. Такого статусу можна досягти шляхом участі України в міжнародних і міждержавних організаціях і енергетичних проектах. Росте необхідність в створенні умов для стабільної діяльності учасників такої співпраці в напрямах: експорт і імпорт енергоносіїв, реалізація і подальший розвиток транзитного потенціалу, участь в розробці енергетичних ресурсів і спорудженні енергетичних об'єктів за межами України. В Україні прийнятий закон "Про затвердження загальнодержавної програми розвитку мінерально-сировинної бази України на період до 2010 року", підписаний Президентом  (набуде чинності з 1 січня 2007 року).   

Україна вже сьогодні більш ніж на 60% залежить від імпорту органічного палива. І найближчими роками ця залежність зростатиме. Передбачається забезпечити потребу країни в  енергоресурсах за рахунок:

а) зниження енергоємності ВВП;

б) збільшення рівня енергозабезпеченості країни;

в) збільшення власного видобутку вугілля, ядерного палива, нафти і газу;

г) виробництва електроенергії на АЕС на власному ядерному паливі;

д) збільшення об'ємів і глибини переробки нафти з метою раціональнішого комплексного її використання. (Д.І.Менделєєв говорив про марнотратство спалювання нафти: "Опалювати можна й асигнаціями").

Як і в інших розвинених країнах, паливно–енергетичний комплекс (ПЕК) України є основою для розвитку практично всіх галузей промисловості, а також інших галузей народного господарства.

Тому саме визначення напрямів розвитку ПЕК, механізмів реалізації і організації управління є пріоритетними завданнями для забезпечення стабільного розвитку економіки країни. Іншими словами, динаміку економічного зростання держави багато в чому визначає рівень енергетичної ефективності.

Зараз Україна переживає важкий, але неминучий етап розвитку.

Градус політичних протистоянь зростає і не закінчується разом з виборами. Процес перестановок кадрових не обійшов і ПЕК. Зараз існують різні прогнози розвитку країни. Оптимісти вважають, що в Україні починається процес стабілізації, без чого взагалі неможливий сталий розвиток.

 Враховуючи швидке виснаження світових ресурсів органічного палива, єдино можливим реальним шляхом вирішення цієї проблеми може бути тільки розвиток ядерної енергетики, попри негативне ставлення до неї після Чорнобильської катастрофи .

На жаль, так уже сталося в історії людства, що першим практичним виробом атомної науки і промисловості стала атомна бомба. Скільки праці і грошей! Її підсумок: 2 бомби, скинуті на Японію без жодної військової необхідності. "Ми зробили роботу за диявола"- сказав в 1956 р. один з авторів "Манхеттенського проекту" Роберт Оппенгеймер. Інша видатна людина - Махатма Ганді - в дні трагедії Хіросіми сказала: "Японці були знищені фізично. Чи будуть тепер американці знищені морально?" Але, як ми знаємо, цього не відбулося ні тоді, ні тепер. Політики не "покаялися".

Вже до 1967 р. США виготовили 32 тис. боєголовок, СРСР до 1986 р. – 45 тис. За весь час США витратили на створення атомної зброї, запасів плутонію і збагаченого урану, 4 трильйони доларів.  Інші країни – ще 5 трильйонів.  Ці астрономічні суми дорівнюють витратам на соціально–економічний розвиток решти 145 країн світу протягом останніх 50 років. Плюс до цього глобальне забруднення планети радіонуклідами, що різко погіршило якість життя людей і рівень безпеки всієї планети [ 2 ].

    З 1950-х до 1980-х рр. виробництво урану переважало над його споживанням на потреби енергетики й інші мирні цілі. Але з 1980-х років у зв'язку з пом'якшенням обстановки в світі ця тенденція змінилася на протилежну – на ядерну енергетику стали витрачати стратегічні запаси урану. Тому добування урану могло забезпечувати  лише 55-60% потреби в ядерному паливі. Тільки в Чехії і Китаї збалансовані добування і споживання. Такі країни, як Канада, Австралія (40% світових запасів уранових руд), Узбекистан, Казахстан видобувають більше, ніж споживають. На території СНД урановидобувна галузь найбурхливіше розвивається в Казахстані й Узбекистані. Ці країни разом з Нігерією, Намібією, США, Росією і  деякими іншими державами – головні виробники уранової сировини. Складські запаси (конверсійний уран) - на найближчі 30 років основне джерело ядерного палива для Росії. Отже, криза урановидобувної галузі збіглася з розрядкою напруженості. Ціни з 1990-х років впали до 16-22 доларів за 1 кг U-2O8 (дешевий природний і конверсійний уран з країн СНД).

За прогнозами МАГАТЕ, річна потреба АЕС в урановій сировині до 2050 р. зросте до 177 тис. т. (середній варіант), або навіть 283 тис. т. (високий варіант). Навіть при середньому варіанті сумарна потреба ядерної енергетики за 50 років складе  5,35 млн. т. урану.

Найбільший дисбаланс між споживанням і виробництвом  уранової сировини склався в США, Японії, Франції, Німеччині, Південній Кореї, Великобританії, Швеції, Бельгії, Росії та Україні. Треба також враховувати й різке зростання споживання урану в країнах Південно-Східної Азії: Японії, Південній Кореї, КНДР, Китаї, Індії, на Тайвані, а в недалекій перспективі – також в Індонезії, Бангладеш, Пакистані, Ірані й на Філіппінах. Очевидно, що дедалі більші потреби не можуть бути задоволені без умови початку експлуатації нових копалень не тільки на відомих і розроблюваних  родовищах (їх у світі 125), але і на нових об'єктах з ресурсами по категорії  Р1 ( їх частка до 2050 р. може досягти 73-94% потреб АЕС) [ 4 ].

Уже  до 2010 р. урановий дефіцит може зрости до 20-30 тис. т. в рік. Звідси прогноз експертів: значне  зростання  попиту на уран в найближчі 15-20 років.

Як відомо, в 1995 р. між США і Росією укладена угода: на ринок може надходити 500 т. збагаченого урану з Росії, що еквівалентне 153 тис. т. природного урану. І це може забезпечити 15 % світової потреби в урановій сировині вже до 2010 р. Це серйозний чинник на ринку.

А самій Росії в рік треба 12 тис. т. при власному видобуванні – 2,5 тис. т., що відповідає тільки 20% потреби. На найближчі 30 років дисбаланс буде покритий за рахунок конверсійного урану, незбагачених і високозбагачених хвостів і відпрацьованого ядерного палива. Хоча Росія займає 7-е місце в світі по розвіданих запасах урану, але вміст його в рудах – лише 0,1 – 0,2% (а в Канаді - 1%, Австралії 0,3 – 0,4%). Плюс на відновлення структури геолого-розвідувальних робіт потрібний час, сумірний з часом занепаду галузі (10-12 років). Тому навряд чи найближчими роками слід чекати підвищення конкурентоспроможності російської урановидобувної промисловості. Звідси проблема диверсифікації по цьому виду сировини й для України.

Колишшній президент НАЕК "Енергоатом" Ю.Недашковський вважав, що 2004 р. був вельми успішний в атомній енергетиці: введено в дію нові енергоблоки – мільйонники на Хмельницькій і Рівненській АЕС, що показало всьому світу:   а) Україна може сама виконувати складні технічні завдання, б) атомна енергетика відстояла свої  позиції  основного виробника електроенергії. Її частка зросла до 48% в об'ємі, а на енергоринку – до 52,3%. У 2004 р. АЕС виробили 87 млрд. кВт-год., що на 5,6 (або 7% на ринку ) більше, ніж у 2003 р. Зараз в Україні діє 15 енергоблоків. Їх робота дозволила експорт електроенергії. Навіть у грудні 2004 р. було вперше направлено до Росії 340 млн. кВт-год. [5] .

Рейтинг України після введення двох нових блоків виріс: вона зараз у трійці європейських  країн з розвиненою ядерною енергетикою.

 Декілька слів про мінерально-сировинну базу України [1].

 Видобування власного природного урану (500-800 т. в рік) забезпечує лише незначну частину загальних потреб ядерної промисловості, яка складає на сьогодні 2,8 тис.т. урану в рік. Решту Україна купує в Росії, але до 2015 р. має намір на 100% забезпечити себе своїми запасами.

Причому Україна належить до провідних урановидобувних країн світу, ресурси її оцінюються в 366 тис. т., розвідані запаси – у 31 тис. т.  урану з  собівартістю видобування кілограму в 40-80 доларів США [ 4 ]. Всього в Україні виявлено 21 уранове родовище.  Основні запаси зосереджені в Кіровоградському  уранорудному районі (УРР) з ресурсами близько 200 тис. т. і оцінюваними  запасами – більше 100 тис. т., з яких більше половини розглядаються як рентабельні; а також у Центральноукраїнському УРР. Родовища Побужського УРР відпрацьовані в 1990ті роки. У експлуатації знаходяться тільки 2 родовища перших двох районів (Ватутінське і Мічурінське), а  Северинівське знаходиться в резерві й ряд родовищ – підготовлені до розвідки.

Переробка руди здійснюється на гідрометалургійному заводі в місті Жовті Води в Дніпропетровській області – найбільшому підприємстві такого типу в Європі. Одержуваний напівпродукт із вмістом урану 30 – 45% відправляється до Росії для подальшої переробки - збагачення.

Виділяється шість основних епох ураноутворення: ранній протерозой  (головна), ріфей, девон, середній карбон, пермо-тріас,  крейда-палеоген. Ураноутворення пов’язують з процесами натрієвого, в меншій мірі калієвого, метасоматозу, накладеного на гнейсові комплекси Українського щита (УЩ) переважно 2,0 – 1,8 млрд. років тому.

Слід зазначити, що в Україні є, окрім традиційних ендогенних, і  екзогенні  - епігенетичні уранові родовища в осадовому чохлі УЩ із загальними ресурсами руд цього типу в 80 тис. т. урану. Собівартість видобування їх нижча, завдяки можливості розробки їх методами підземного вилуговування. До кого ж рентабельність їх видобування підвищується і за рахунок вагомого вмісту в них ряду хімічних елементів:  Мо, Re, Se, V,  Sc – можливе комплексне використовування мінеральної сировини.

Таким чином, урановорудна сировинна база України може не тільки забезпечити власні потреби, але й експорт. Але це - потенціал.

Проте, реальні можливості України обмежені дискримінаційними угодами про квотування експорту продукції країн СНД, США і ЄЕС (1992 р.). США споживають близько 40% світового видобутку урану, використовуючи щорічно 19 тис. т. при рівні власного видобутку всього 2 тис. т. на рік. Франція споживає 10,4 тис. т. ядерного палива в рік, що забезпечує близько 70% виробництва електроенергії, але практично цілком за рахунок імпорту [4].

В майбутньому для України ринком може бути Росія і країни Південно-Східної Азії, ядерна енергетика яких бурхливо розвивається. Керівництво країни сьогодні ставить завдання взятися до створення свого повного циклу виробництва ядерного палива на базі своїх же ресурсів. Але є одна обставина (Радіо Київ 21.03.06): важко розраховувати на перспективу, коли в нас не розв'язана проблема поховання відпрацьованого ядерного палива на своїй території. Звідси  - акцент на вугілля і економію енергії у всіх сферах народного господарства.

Справді, наймогутнішим енергоносієм в Україні є вугілля. Геологічні ресурси його – більше 100 млрд. т. і можуть бути збільшені за рахунок перспективних територій ще на 20-25 млрд. т.  Промислові запаси - більше 40 млрд. т., підготовлено до видобутку  – 10 млрд. т. При споживанні в рік порядку 100 млн. т. їх вистачить  на 100 років. Плюс горючі сланці з мільярдними запасами. А це - не тільки енергетичне джерело, а й сировина для отримання рідкого палива, мастил і смол. Плюс вуглегазові родовища - метан вугільних басейнів [ 6 ].

На закінчення хотілося б підкреслити, що через ситуацію в світі з вуглеводневою невідновлюваною енергетичною сировиною і складними екологічними проблемами,  пов'язаними з використанням вугілля, на перший план висувається безальтернативна на найближчу перспективу  ядерна енергетика.

Згідно з наявною інформацією (ТV "Simon", лютий 2006 р. та ін.) до 2030 р. Китай  має намір побудувати близько 100, США – 25 реакторів. Росія планує ввести ще до 2025 р. 30 блоків – мільйонників, і, маючи сьогодні 16% ядерної електроенергії, до 2030 р. прагне довести її частку до 25%. Навіть Німеччина, яка, як відомо, відмовилася розвивати АЕС, зараз переглядає своє рішення, виходячи з визнання того факту, що немає серйозної альтернативи ядерній енергетиці. Навпаки, у Франції у зв'язку з 20-ми роковинами Чорнобильської катастрофи поширюються протести проти наміру уряду побудувати енергоблоки нового покоління.

Поховання ядерних відходів на сьогодні – проблема № 1. За відомостями ЗМІ, в багатьох країнах Західної Європи вважають, що одного могильника достатньо для країни. Глибина поховання при цьому - 0,5-1,5 км. Для могильників підходять гранітні масиви. Але у Франції і Бельгії перспективними вважають глинисті породи або соленосні товщі – вони пластичні, а граніти – крихкі, з тріщинами, крізь які можливий витік  радіонуклідів з підземними водами на поверхню. Правда, Фінляндія вже має такий могильник в граніті на глибині 0,5 км., де зберігаються найактивніші відходи. Інтенсивно обговорюється проект: у гранітному моноліті камера з контейнерами радіоактивних відходів. Тепло, що виділяється, розплавить стінки камери, а через деякий час у міру зниження температури розплав захолоне, утворюючи кам'яну капсулу на століття. Бельгія планує побудувати могильник до 2035 р., Франція, Німеччина, Великобританія – швидше. Є плани влаштовувати надійніші могильники на глибині 4 – 5 км, але це значно дорожче.

Проблема поховання відпрацьованого ядерного палива (ВЯП) і в Україні стоїть гостро. Світові ціни  за  зберігання   і переробку ВЯП - порядку 1200 – 1400 доларів за 1 кг. Зараз Україна платить Росії 435 доларів за 1 кг, але ціни можуть підвищиться до 700 доларів [3]. Вважається, що це ще посильна ціна, але якщо Росія відмовиться зберігати наше ВЯП, Україна буде вимушена відключити 9 з 15 енергоблоків. Пів  країни зануриться в темряву [5].

У Чорнобильській зоні планується побудувати централізоване сховище ВЯП сухого типу (СХВЯП). Будуватиме іноземна фірма, яка вже побудувала 6 таких сховищ у різних країнах. У 1 кг відпрацьованого ядерного палива міститься 2,5 % власне відходів. Інше - це уран і плутоній, які можна додатково збагатити і використовувати як ядерне паливо на АЕС повторно.

До 2001 р. все паливо, відпрацьоване на 4 АЕС: Запорізькій, Хмельницькій, Рівненській і Південноукраїнській, поверталося до Росії: у Україні його зберігати не було де.

 2001 р. на Запорізькій АЕС побудували власне сховище, де зберігаються відходи з її 6 енергоблоків. До Росії повертаються тільки відходи з трьох АЕС, з їх 9 енергоблоків, на що йде близько 100 млн. доларів.

Будівництво власного СХВЯП і зберігання своїх відходів за 100 років обійдеться Україні в півмільярда доларів, але зберігання їх у Росії – у 2 мільярди доларів. Таким чином, створення СХВЯП в Україні -   це питання енергетичної безпеки країни. Звичайно, громадськість проти перетворення цього сховища в міжнародне.

І останнє. За даними ЗМІ, за угодою низки країн (Росія, США, Великобританія, Німеччина, Франція) після багаторічних переговорів у Франції протягом найближчих 15 років буде побудований термоядерний реактор на водні (його переваги - невичерпні запаси палива, екологічна чистота). Проте перспективи термоядерної енергетики на сьогодні ще не до кінця зрозумілі.                                              

 

Література.

 

 1.Зарицкий П.В. Сырьевые ресурсы ядерной энергетики Украины. Металлогения древних и современных океанов – 2006. Условия  рудообразования. Научное издание. – Миасс: И-т  Мин Уро РАН, 2006. – С. 243-245.

2.Карпан Н. Атомной энергетике не отмыться от Чернобыля.  Газета “ Зеркало недели” №13, 14 апреля 2006 г. 

3. Кузьмин А. Кто роет могильник ?  “Без цензуры” №10 (155), 9-15. 13. 2006 г. Киев.

4. Кулиш Е.А., Михайлов В.А.  Урановые руды мира.  Геология, ресурсы, экономика. Киев, 2004. 277с.

5. Недашковский Ю. Высокое напряжение атомной отрасли.  Энергетика-2004: итоги года. Экономика, № 38 (3538) от 1 марта 2005. С. 12 – 13.

6. Радзивилл А.Я.  До геологічних проблем і можливостей енергозабезпечення України. Геолог України, №4, квітень – червень 2005 р.- с. 26 – 32.