Оценка перспективности эксплуатации плавучей атомной теплоэлектростанции типа «Академик Ломоносов» в качестве многофункциональных комплексов в ключевых пунктах Северного морского пути



Плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) типа «Академик Ломоносов» — это комплексный объект, состоящий из плавучего энергоблока (ПЭБ) и вспомогательных сооружений непосредственно на месте размещения станции. Ввод его в эксплуатацию планируется на Чукотке (г. Певек) в 2019 году.

К эксплуатационным возможностям ПАТЭС относятся выработка электроэнергии и тепла, а также опреснение морской воды. Общая электрическая мощность ПАТЭС составляет 70 МВт, производительность ПАТЭС по теплу– 140 Гкал/ч. В режиме водоопреснителя ПАТЭС может давать от 40 000 до 240 000 кубометров пресной воды в сутки [6].

ПАТЭС обладает рядом преимуществ по сравнению с наземными стационарными атомными электростанциями. Среди них высокая мобильность в сочетании с заложенным в проект уровнем безопасности, локализация всех операций по обращению с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами в пределах ПЭБ, возможность энергоснабжения локальных территорий (удаленные, изолированные, островные регионы, отдельные предприятия и другие обособленные объекты вне обжитой территории) и др. [2, с. 130].

Исходя из достоинств ПАТЭС, установки такого типа могут быть привлечены к деятельности в рамках освоения Северного морского пути (СМП), в частности в качестве многофункциональных комплексов в ключевых пунктах по маршруту следования СМП.

Северный морской путь соединяет в единую транспортную систему европейские и дальневосточные порты РФ, в том числе расположенные в устьях судоходных сибирских рек. СМП сокращает «традиционный» маршрут между Европой и Тихоокеанским регионом примерно на 34 % [3, с. 13].

Рис. 1. Акватория Северного морского пути

Однако существование и работа в арктических районах возможны лишь при наличии стабильной региональной энергонаработки и технологической оснащенности.

Чтобы оценить перспективы эксплуатации ПАТЭС в качестве многофункциональных комплексов в ключевых портах по побережью Северного морского пути, необходимо проанализировать теплозатраты и энергозатраты в этих городах и сравнить их с мощностью типовой ПАТЭС.

Как уже говорилось выше, производительность ПАТЭС по теплу — 140 Гкал/ч. Суммарная конечная тепловая нагрузка с учетом потерь в тепловых сетях объектов теплопотребления г. Певек при расчетной температуре наружного воздуха –38°С составляет 36,6 Гкал/ч [4, с. 27].

Чтобы выяснить, хватит ли мощности ПАТЭС для теплоснабжения других городов вдоль Северного морского пути, лежащих на одной широте с Певеком, вычислим теплозатраты на душу населения.

Население г. Певек составляет 4 329 человек. Поделив суммарную тепловую нагрузку города на количество жителей, получим, что теплозатраты на одного жителя равняются приблизительно 0,008 Гкал/ч.

Допустим, что тепловая нагрузка в 36,6 Гкал/ч верна для всех северных городов России, находящихся на одной широте с Певеком. Тогда мы можем посчитать теплозатраты в других ключевых пунктах по Северному морскому пути, умножив теплозатраты на душу населения на количество жителей города. Результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1

Теплозатраты включевых пунктах по СМП

Город	Численность населения, чел.	Теплозатраты, Гкал/ч
Диксон	569	4, 8
Дудинка	21513	181, 9
Игарка	4754	40,2
Тикси	4604	38,9
Провидение	2151	18,2

Из табл. 1 видно, что тепловой мощности ПАТЭС не хватит для снабжения порта Дудинка, поскольку численность населения слишком велика.

Исходя из этих результатов, можно рассчитать максимальное количество жителей, которое ПАТЭС может снабжать теплом. Для этого делим производительность ПАТЭС по теплу на теплозатраты на одного жителя и получаем, что ПАТЭС способна полностью обеспечить теплом город с населением 16 559 человек.

Теперь рассмотрим энергозатраты. Общая электрическая мощность ПАТЭС составляет 70 МВт = 70·10⁶ Вт = 7·10⁷ Вт.

То есть энергия за час составляет:

7·10⁷ Вт · 3600 с = 252·10⁹ Вт·ч = 2,52·10¹¹ Вт·ч = 2,52·10⁵ МВт·ч.

В год г. Певек потребляет 13 530,6 МВт·ч электроэнергии [5]. Предположим, что на потери электроэнергии в сетях приходится 22 % [1, с. 10]. Тогда c учетом потерь мы имеем 16 507,3 МВт·ч.

Поделив величину, характеризующую потребление городом электроэнергии с учетом потерь в сетях, на количество жителей г. Певека, мы получим, что энергозатраты на душу населения составляют приблизительно 3,81 МВт·ч.

Допустим, что эти цифры верны для всех северных городов России, находящихся на одной широте с Певеком. Тогда мы можем посчитать энергозатраты в других ключевых пунктах по Северному морскому пути, умножив энергозатраты на душу населения на количество жителей города. Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Энергозатраты включевых пунктах по СМП

Город	Численность населения, чел.	Энергозатраты, МВт·ч
Диксон	569	2169,7
Дудинка	21513	82033,3
Игарка	4754	18127,9
Тикси	4604	17555,9
Провидение	2151	8202,2

Из табл. 2 видно, что электрической мощности ПАТЭС хватит для снабжения электроэнергией всех вышеперечисленных населенных пунктов.

Исходя из полученных данных, можно рассчитать максимальное количество жителей, которое ПАТЭС может снабжать электричеством. Для этого разделим электрическую мощность ПАТЭС на энергозатраты на одного жителя и получим, что ПАТЭС способна полностью обеспечить электроэнергией город с населением 66 141 человек.

Проект ПАТЭС типа «Академик Ломоносов» является принципиально новым и пока не обладает референтностью, поскольку еще не был введен в эксплуатацию. Произведенные на базе основных характеристик ПАТЭС оценки позволяют представить себе ее реальные возможности на практике. Таким образом, думается, что использование ПАТЭС как многофункциональных комплексов в ключевых пунктах по Северному морскому пути может стать эффективным решением.

Литература:

1. Доклад ЦЭНЭФ-XXI «Анализ нынешнего положения изолированных систем энергоснабжения с высокими затратами на энергию». — URL: http://www.cenef.ru/file/Discussion_paper1.pdf (дата обращения 18.11.2018).
2. Макеев, Г. А. Создание плавучих энергетических блоков: современное состояние и варианты будущих проектов / Г. А. Макеев // Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики: Т. 2.; под ред. акад. РАН А. А. Саркисова // Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской Академии Наук. — URL: http://www.ibrae.ac.ru/docs/109/assm_t2_2015_sq.pdf (дата обращения 10.02.2018).
3. Михеев, В. Л. Арктика — важнейший оплот геополитики России / В. Л. Михеев и др. // Арктический вектор: сборник избранных статей, опубликованных в 2004–2015 гг. — СПб, 2016. — С. 9 –17.
4. Обосновывающие материалы к схеме теплоснабжения городского округа Певек Чукотского автономного округа на период до 2030 года. — URL: https://go-pevek.ru/images/docman-files/gradostroitelstvo/3.Книга %202_Перспектива %20СТ.pdf (дата обращения 30.09.2018).
5. Пузаков, В. С. Энергия в Арктике: пример Чукотки / В. С. Пузаков. — URL: https://goarctic.ru/work/energiya-v-arktike-primer-chukotki/ (дата обращения 18.11.2018).
6. Сальник, В. Нет источников энергии? Новая АЭС плывет к вам / В. Сальник. — URL: https://www.pravda.ru/economics/industry/powere ngineering/01–07–2010/1038770-energy-0/ (дата обращения 10.02.2018).