Продолжаем рассматривать судьбу «огрызков» уранового комплекса СССР в контексте «уран как топливо для реакторов АЭС». Ранее рассмотрен Казахстан (часть 1, часть 2). В текущем материале предлагаем обсудить украинский «атомный» сюжет.
Украине от СССР в области ядерной энергетики досталось богатое наследие — четыре АЭС (Запорожская, Ровенская, Южно-Украинская и Хмельницкая) с 15 ядерными энергоблоками и общей установленной мощностью 13 835 МВт (седьмое место в мире). В энергобалансе страны доля вырабатываемой на них энергии составляет 19,2%. Если же посмотреть только на «электричество», то оказывается, что АЭС обеспечивают около половины (47%) от всей вырабатываемой в стране электроэнергии. Имелись изученные месторождения урана и действующие шахты по его добыче. Украине достались и заводы по производству турбин и других комплектующих для АЭС («Турбоатом», «Энергомашспецсталь» и др.). К сожалению, достался и Чернобыль.
Ядерное топливо для Украины: цена вопроса
Стратегия развития атомной промышленности Украины в части ядерного топлива окончательно оформлена в 2008 г. созданием государственного концерна «Ядерное топливо». В него вошли государственные предприятия «ВостГОК», «Смолы», «Днепровский завод прецизионных труб» и «УкрНИПИИпромтехнологии». Основной целью концерна является создание производства ядерного топлива. В августе 2009 г. принята программа «Ядерное топливо Украины». В марте текущего года концерн «Ядерное топливо» ещё раз декларировал свои цели. Среди них достижение уровня добычи урана до полного обеспечения потребности в нём украинских АЭС и создание на территории Украины производства ядерного топлива и комплектующих изделий к нему. Что это даст Украине?
Для обеспечения украинских АЭС топливом нужно 267 т обогащённого урана в год, что эквивалентно 2480 т уранового концентрата (U3O8). Средняя цена последнего в период 2009–2012 гг. — 125 долл./кг. Исходя из этого, стоимость необогащённого урана для обеспечения работы украинских АЭС в течение года составляет 310 млн долл. По данным World Nuclear Association цена топливных сборок на июнь 2013 г. в пересчёте на 1 кг обогащённого урана равнялась 2360 долл./кг. Исходя из этого, стоимость топлива для украинских АЭС составляет 630 млн долл. Долгосрочный контракт на его поставку как минимум на одну АЭС заключён с американской компанией Westinghouse (вернее, это дочка японского концерна Toshiba, который владеет 87% её акций) в 2009 г. Новый контракт с «ТВЭЛ», дочкой «Росатома», — в 2010 г. В 2012 г. украинский государственный концерн «Энергоатом», оператор АЭС, закупил для них ядерное топливо на сумму 600 млн долл., в том числе у «ТВЭЛ» — на 555 млн долл., у Westinghouse — на 45 млн долл. В 2013 г. ядерного топлива закуплено на 601 млн долл. (все у «ТВЭЛ»). Итак, в год Украина тратит на закупку ядерного топлива примерно 600 млн долл. Но при этом в 2008 г. (год создания концерна «Ядерное топливо») «ВостГОК» добыл 800 т урана. Его стоимость — около 100 млн долл. Таким образом, достижение поставленной цели позволило бы Украине увеличить свой ВВП на 500 млн долл. и на столько же сократить свой импорт. Что же удалось сделать за эти годы?
Добыча: иностранцы отказались от инвестиций
Поиск урановых месторождений на Украине начат в 1944 г. В 1945 и 1946 гг. открыты первых два месторождения — Первомайское и Желтореченское. Всего до 1991 г. открыто 21 месторождение. Добычу и переработку урановой руды ведёт «ВостГОК». Создан в 1951 г. Первая руда добыта в 1956 г. Добыча урана (U3O8): 2001–2008 гг. — 800 т; 2009 г. — 830 т; 2010 г. — 849 т; 2011 г. — 892 т; 2012 г. — 960 т; 2013 г. — 922 т. Собственная добыча Украины в 2013 г. обеспечила 37% потребностей АЭС.
До 2011 г. у «ВостГОК» было две шахты. Ингульская шахта разрабатывает Ватутинское месторождение, а Смолинская — Мичуринское и Центральное месторождения. Годовая добыча шахт составляет 350–400 и 450–480 т уранасоответственно. Запасы месторождений, разрабатываемых с конца 1960-х годов, почти исчерпаны. Кроме того, добыча урановой руды ведётся на основе морально устаревших технологий, которые модернизации не подлежат. Резко нарастить добычу урана можно только за счёт освоения Новоконстантиновского месторождения (все четыре месторождения находятся в Кировоградской области). По запасам урана — 93 626 т (содержание урана в руде 0,139%), оно входит в десятку крупнейших месторождений мира. Будет разрабатываться до глубины 700 м вертикальными шахтами. Но основные рудные горизонты находятся на абсолютных отметках «минус» 120–440 м. Капиталовложения в освоение составят 1,9 млрд долл. Их можно осуществлять поэтапно. Расчётная себестоимость добычи урана — 70 долл./кг. Активные работы по строительству первой шахты и подготовке к добыче руды «ВостГОК» начал в 2010 г. Добыча начата в 2011 г. В этом году планировалось добыть 99 т урана, в 2012–2013 гг. — по 184 т, в 2015 г. — 1336 т, в 2018 г. — 2865 т. Всего планируется выход «ВостГОКа» на добычу 3,5 тыс. т урана.
Интерес к участию в разработке Новоконстантиновского месторождения проявляли российская «Атомредметзолото» (дочка «Росатома»), Westinghouse, канадская Gold Corporation, французская Areva, японская Itochu и австралийская Uran Ltd. Но либо результаты технико-экономических оценок оказались отрицательными, либо условия инвестиций — не привлекательными. Так или иначе, но Украина сделала ставку на разработку месторождения собственными силами. Прорабатываются вопросы добычи урана на Сафоновском месторождении (Николаевская область). Его запасы 3000 т, прогнозируемый объём добычи — 300 т в год. Себестоимость — до 75 долл./кг. Возможные участники проекта — «Казатомпром» и Areva.
Предприятие «Смолы» осуществляет выпуск широкой номенклатуры ионообменных смол, в первую очередь для извлечения из руд урана, золота и редкоземельных металлов. В августе 2013 г. отмечалось «упадочное состояние» предприятия, а в декабре велись переговоры с чешской компанией Uranium Industry, как с потенциальным инвестором проекта модернизации его производственных мощностей.
План добычи урана на 2013 г. «ВостГОК» не выполнил. Вместо 1050 добыто 922 т. Первая причина — финансовая. В сентябре 2013 г. сообщалось, что «ВостГОК» ведёт переговоры с российскими банками — «Сбербанк России» и ВТБ, о предоставлении кредита в размере 1,5 млрд грн. Были и другие попытки «найти» деньги на развитие Новоконстантиновского месторождения. Но безрезультатно. Вторая причина — на Украинеперестали производить некоторые реагенты, необходимые для производства уранового концентрата.
Обогащение: только на зарубежных предприятиях
Закись-окись урана (U3O8) подвергают конверсии и превращают в газ гексафторид урана (UF6), который является исходной субстанцией для обогащения. Обогащение приводит к увеличению содержания в уране изотопа U-235 до 3–5% по сравнению с природными 0,72%. Это и есть низкообогащённый уран, являющийся топливом для АЭС. Украина стремилась в рамках пакетного соглашения с Россией создать на своей территории производство по обогащению урана. Но С. Кириенко, глава «Росатома» высказался вполне определённо (08.06.2010 г.): «В Украине нет обогащения. И не будет, потому что технология обогащения — это та самая технология двойного применения, и есть международные нормы, запрещающие её передачу в страны, которые ею не обладали». Вместе с тем Украине предложен доступ к обогащению своего урана на российских предприятиях.
В октябре 2006 г. «ТВЭЛ» и национальная компания «Казатомпром» создали «Международный центр по обогащению урана» (70% и 30% акций соответственно) на базе «Ангарского электролизного химического комбината» (не путать с «Центром по обогащению урана» на базе «Уральского электрохимического комбината», фигурирующего в части 1 статьи «Большой уран Казахстана»). В октябре 2010 г. «Ядерное топливо» купило у «Росатома» 10% акций (предположительно за 100 тыс. долл.), а в мае 2012 г. то же самое сделала Армения. Как можно понять, центр не владеет какими-либо профильными активами, а является оператором. Ежегодный объём его поставок на Украину (2012–2014 гг.) составляет 60 тысяч единиц работы разделения (около 9 тонн обогащённого урана, 3,4% от потребности украинских АЭС).
Производство собственного топлива: строительство завода остановлено
На определённом этапе из гексафторида обогащённого урана получают топливные таблетки (оксид урана, UO2), которые помещают в трубки из циркониевого сплава. Так фабрикуется тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ). ТВЭЛы объединяют примерно по 200 штук в законченные топливные сборки, готовые для использования в реакторах АЭС. В сентябре 2010 г. «ТВЭЛ» выиграл тендер на строительство «Завода по производству ядерного топлива» — топливных тепловыделяющих сборок (ТВС). В ноябре 2010 г. создано СП (50%+1 акция принадлежит «Ядерному топливу»).
Составление проекта завода (российский «Государственный специализированный проектный институт» совместно с «УкрНИПИИпромтехнологии») завершено в июне 2013 г. Его строительство начато в сентябре 2013 г. Проектная мощность превышает годовое потребление ядерного топлива украинскими АЭС на 37,5%. Первую очередь планировалось ввести в эксплуатацию в 2015 г., вторую — к 2020 г. Стоимость его постройки — 300–400 млн долл. В 2014 г. планировалось выполнить работы на 92 млн долл. Финансирование работ должно осуществляться в соответствии с распределением долей в СП. Но «Ядерное топливо»не смогло внести в 2013 г. 42 млн долл. в его уставной фонд. Строительство завода остановлено. В первой половине текущего года на Украине произошли большие изменения. А в июле начато обсуждение вопроса о возможном привлечении в проект других ведущих производителей ядерного топлива (вместо «ТВЭЛ») — Westinghouse или Areva.
Поставки циркониевых трубок и других комплектующих для производства ТВС планировалось начать к 2015 г. Но в июне 2013 г. «стартовала процедура ликвидации«Днепропетровского завода прецизионных труб». В соответствии с программой «Ядерное топливо Украины» должно было быть выполнено техническое переоснащение предприятия «Цирконий» (производство циркония; соответствующая сырьевая база на Украине имеется). Но финансирование не велось. Предприятие «плодило» долги и сегодня находится в состоянии банкротства.
Диверсификация ТВС: американские сборки «не прижились», но опять поставляются
Украина и США с 2000 г. работают над созданием альтернативы российскому ядерному топливу для украинских АЭС. Правительство США вложило в проект около 70 млн долл. Украина — «как минимум 130 млн долл.» (не считая расходов на закупку ТВС). В 2008 г. подписан контракт с Westinghouse. В соответствии с ним, в 2011–2015 гг. минимум на трёх энергоблоках украинских АЭС российские ТВС должны быть заменены на американские. Это сложная инженерная задача, поскольку ТВС Westinghouse не подходят к атомным реакторам «Росатома». Тем не менее после конструкторских доработок своих ТВС Westinghouse начала в 2009 г. их поставку на Украину.
Во время планового ремонта третьего энергоблока Южно-Украинской АЭС в 2012 г. выявились неполадки с ТВС Westinghouse. В результате пришлось выгрузить из реакторов двух блоков дефектные ТВС и загрузить в них «родные» российские. Финансовые потери «Энергоатома» составили 175 млн долл. Техническую сторону вопроса желающие могут посмотреть в статье «Американские сборки “не прижились” на советско-российских реакторах». Участники этого серьёзного инцидента — украинские политики и чиновники, а также руководители Westinghouse сделали вид, что ничего серьёзного не произошло. С технической точки зрения это так. А с технологической и геополитической точек зрения произошедшее можно назвать одним жаргонным словом — лажанулись. Отметим ещё один момент. Потерянных «Энергоатомом» 175 млн долл. хватило бы и на взнос в уставной фонд «Завода по производству ядерного топлива» (42 млн долл.) для продолжения его строительства в 2014 г., и на финансирование первой стадии разработки Новоконстантиновского месторождения урана. Осталось бы и на «поддержание штанов» «Днепропетровскому заводу прецизионных труб» и «Цирконию».
Ранее в 2004 г. Westinghouse поставила свои ТВС на АЭС Темелин (Чехия), построенную по советскому проекту. И с ними тоже случилась авария. Они разгерметизировались при извлечении. После этого Чехия вернулась к ТВС «ТВЭЛ». Но Украина пошла своим путём.Westinghouse в апреле текущего года сообщил, что усовершенствовал конструкцию ТВС для Украины. В апреле же Украина возобновила замороженный в 2012 г. контракт на поставку ТВС для атомных блоков АЭС. Действовать он будет до 2020 г.
Хранилище ОЯТ: «проще» заплатить «Росатому»
Хранение и переработка отработанного ядерного топлива (ОЯТ) являются завершающими этапами «топливной» технологической цепочки. Запорожская АЭС имеет собственное хранилище ОЯТ. А ОЯТ с трёх других АЭС Украины вывозится на хранение и частичную переработку в Россию. За это «Энергоатом» ежегодно платит «Росатому» 150–200 млн долл. Годовая потребность украинских АЭС в обогащённом уране без Запорожской АЭС — примерно 170 т. Столько ОЯТ Украина отправляет в Россию на хранение. Плата составляет 880–1180 долл./кг, что соответствует 37–50% цены топливных сборок в пересчёте на 1 кг обогащённого урана. В пересчёте на 1 кг необогащённого урана плата составит 95–126 долл./кг, то есть примерно равна его рыночной цене. Отметим, что ОЯТ является ценным вторичным сырьём, которое может быть эффективно использовано в реакторах следующего поколения.
У Украины имеется план строительства на своей территории централизованного хранилища ОЯТ, ёмкостью 16 529 отработанных тепловыделяющих сборок. Тендер на проектирование и строительство хранилища (2004 г.) выиграла американская компания Holtec International. Контракт подписан в 2005 г. Стоимость проекта — 3,7 млрд грн, стоимость первой его очереди — 1,2 млрд грн. Но проект был практически заморожен. Закон, позволяющий начать строительство хранилища, принят только в 2012 г. В апреле текущего года принято решение о выделении для него в Чернобыльской зоне отчуждения 45 гектаров площади. Строительство ведётся за счёт займов «Энергоатома». Обратим внимание на один момент. Стоимость строительства первой очереди хранилища составляет около 150 млн долл., что не выше ежегодной платы «Росатому» за то, что он забирает украинское ОЯТ на хранение. Хранилище могло быть введено в эксплуатацию в 2007 г. На «заморозке» его строительства Украина потеряла примерно 1 млрд долл.
На сколько лет хватит Украине своего урана?
Несмотря на то, что будущее Украины и её территориальная конфигурация остаются неопределёнными, в своём анализе мы будем рассматривать территорию Украины как единое целое. Причины для этого следующие. Во-первых, не ясно, по каким границам будет проходить раздел. Во-вторых, понимание возможностей самообеспечения нынешней Украины ураном в любом случае даст представление о зависимости этой территории (при любых границах) от внешних источников сырья.
Имеются прогнозные ресурсы урана. Это примерная величина его запасов, рентабельных для разработки, которые можно подготовить по результатам геологоразведочных работ (ГРР). Запасы урана принято оценивать по трём стоимостным категориям (затратам на добычу, переработку и получение единицы продукта): до 40, от 40 до 80 и от 80 до 130 долл./кг. Запасы и ресурсы урана, как и коммерческие сделки с ним, обычно выражаются в эквивалентных массах его закиси-окиси (U3O8). По состоянию на 2011 г. запасы урана в мире составили 5 327 200 т, а его добыча в этот году составила 54 610 т. (85% от потребности АЭС). По данным доклада Nuclear Energy Agency и International Atomic Energy Agency (2011 г.), запасы урана на Украине составляют 119 600 т (1,8% от мировых). В том числе 6400 т с себестоимостью добычи менее 40 долл./кг, 55 100 т — от 40 до 80 долл./кг и 58 100 — от 80 до 130 долл./кг. Приведённые выше цифры — это геологические запасы. Извлекаемые запасы всех месторождений мира составляют 60% от достоверно оценённых. Для месторождений урана Казахстана песчаникового типа — 70%. В Европе добыча урана прекратилась, когда было добыто 50–70% первоначально предполагавшихся запасов. Можно смело утверждать, что для украинских месторождений извлекаемые запасы составляют примерно 50% от геологических. То есть извлекаемые запасы урана Украины равны 59 800 т. Много это или мало?
К 2019 г. у 10 из 15 энергоблоков украинских АЭС закончится проектный период эксплуатации. Но он будет продлён на 20 лет. В 2022 г. планируется начать строительство новых блоков, на замену старым, выводимым из эксплуатации в 2031–2037 гг. Это позволит примерно до 2040 г. обеспечить выработку электроэнергии на АЭС на уровне последних лет. Для этого необходимо 2480 т урана ежегодно. Извлекаемых запасов хватит на 24 года. Для мира этот показатель (при 60% извлекаемых запасов) равен 50 лет. То есть обеспеченность украинских АЭС запасами урана в два раза ниже, чем обеспеченность ими всех АЭС мира. Если Украина перейдёт на самообеспечение ураном с 2017 г., то его запасов хватит до 2040 г. Территория Украины является высокоопоискованной на уран. Исходя из этого, по самому оптимистичному прогнозу можно ожидать, что ресурсов урана, которые можно будет перевести в запасы, хватит ещё на 10–20 лет работы украинских АЭС. Итого украинские АЭС обеспечены запасами и ресурсами урана на 34–44 года (до 2050–2060 гг.). Но у Украины имеются планы строительства ещё двух энергоблоков на Хмельницкой АЭС с их запуском в 2018 и 2020 гг. Проектная мощность блоков — по 1000 МВт. Для обеспечения их работы потребуется 390 т урана ежегодно, что снизит период обеспеченности украинских АЭС его запасами. При добыче урана на уровне декларированного плана — 3,5 тыс. т в год, его запасов хватит на 17 лет. Вывод здесь однозначный. Запасов и ресурсов урана в недрах Украины недостаточно для обеспечения реакторов её АЭС на «горизонт планирования», принятый в атомной энергетике.
Спотовые цены на уран в период с 2009 до середины 2012 г. составляли около 110 долл./кг. Потом началось их падение. В середине 2013 г. они были на уровне 90 долл./кг. В марте текущего года — 77 долл./кг. Цены на уран по долгосрочным контрактам, как правило, выше спотовых на 15–20%. В 2010–2012 гг. средние цены на уран составляли примерно 125 долл./кг.
По себестоимости добычи урана «ВостГОК» имеется справка компетентного украинского специалиста (01.06.2014 г.): «у нас — больше $100 точно, $120 даже». Расчётная себестоимость добычи урана на Новоконстантиновском месторождении — 70 долл./кг, Сафоновском — 75 долл./кг. Можно смело утверждать, что последние оценки серьёзно занижены. Скорее всего именно поэтому и не удалось привлечь иностранные компании к разработке месторождений. А у внучки «Росатома» — Uranium One (рассмотрена в части 1 статьи «Большой уран Казахстана») себестоимость добычи урана в 2013 г. составила 35 долл./кг. Себестоимость добычи на её шести рудных полях в Казахстане варьируется от 24 до 55 долл./кг. На рудном поле «Уиллоу Крик» (США) — 55 долл./кг. То есть, себестоимость добычи урана у Uranium One (в 2013 г. она добыла 4915 т) в три раза ниже, чем у «ВостГОК».
Положение с добычей урана на Украине сложилось тяжёлое. «Старые» месторождения практически выработаны. Добыча «остатков» руды на них имеет высокую себестоимость, и она будет быстро расти. В обозримой перспективе Ингульская и Смолинская шахты закроются, и на повестку дня будет поставлен вопрос о финансировании рекультивации горных выработок, отвалов и хвостохранилищ. Это очень большие деньги. Отметим, что хвостохранилище «ВостГОК» (низкорадиоактивные жидкие отходы гидрометаллургического завода) является самым большим в мире. Всё вышесказанное означает, что цена «ВостГОК» (без Новоконстантиновского месторождения) для иностранных инвесторов не просто минимальная, но, скорее всего, отрицательная. Декларированная себестоимость добычи урана на новых месторождениях — Новоконстантиновском и Сафоновском, находится на уровне его спотовых цен, превышая в два раза реальный показатель у Uranium One. В обозримой перспективе ситуация вряд ли изменится. Это означает, что получить коммерческий кредит на обустройство Новоконстантиновского месторождения маловероятно.
План «урановой независимости» — скорее уже история
В целом принятые Украиной в 2008 г. планы по созданию своего производства ядерного топлива при учёте наметившихся совместных проектов с Россией были вполне реальными. Но их реализация началась на фоне ускорения деградации промышленности и недостатка финансовых ресурсов. Но и недостаток финансовых ресурсов есть результат деградации атомной отрасли Украины. В последние десятилетия фактически «проедались» основные фонды, доставшиеся от СССР. В отрасли не формировалась прибыль, из которой можно было бы финансировать развитие отдельных её составляющих, в том числе и создание производства ядерного топлива. Но это всё формальные выводы, сделанные на основе формального же рассмотрения технических и экономических вопросов. Реальной стратегической целью Украины являлась энергетическая независимость от России, а собственное производство ядерного топлива — это только один из инструментов её достижения. Но так получилось, что попытки достижения реальной цели привели не только к разрушению основ инструмента, но и самой украинской государственности.