Истерика по поводу малых АЭС обуяла рынок, если мне память не изменяет, после обещания компании Тошиба, тогда владевшей Вестингаузом, поставить по атомному реактору в каждый дом. Точнее — во двор каждого дома.

С тех пор идея портативной ядерной энергоустановки, не требующей обслуживания, как энергетической панацеи, постепенно овладела умами многих, и сегодня данный рынок уже созрел. И на самом деле это очень и очень хорошо. За исключением одного момента.

В Тошиба тогда сидели идиоты, и предложенная ими концепция является идиотской сама по себе, а будучи подхвачена широкими массами — еще и превращается в серьезную проблему глобального масштаба.

Почему я так считаю?

Традиционно АЭС — это большие сооружения. Например, строительство Чернобыльской АЭС потребовало возведения целого города Припять. И в этом городе жили тысячи людей, им требовалось отопление, и потому АЭС была вписана не только в энергетический цикл электроэнергетической системы страны, но и в энергетический цикл города. Вырабатываемая энергия использовалась комплексно, что не только существенно снижало себестоимость производства энергии, но и экономило источники энергии.

А в случае Мангышлакского энергозавода так вообще реактор был лишь одной из частей проекта…

В парадигме малых АЭС у нас нет ни города, ни, соответственно, отопления, и никакое другое использование выделяющейся в реакторе энергии не предусмотрено. Более того, сама концепция малого реактора как раз и заключается в изолированности АЭС от любых потребителей, кроме потребителей электричества. А значит, мы теряем бесполезно две трети энергии атоной реакции, понимаете?

Красивая бизнес-идея оказывается идеей, изначально завязанной на снижение эффективности предлагаемого решения.

В случае, если мы используем малую АЭС для энергоснабжения предприятия, связанного с населенным пунктом, как например в случае плавучей АЭС «Академик Ломоносов», мы можем изначально вписать такую АЭС в полный цикл использования тепла. Однако, несмотря на небольшую мощность, такую АЭС сложно назвать «в каждый двор и не требует обслуживания». Более того, на самом деле ВСЕ предлагаемые сегодня малые реакторы требуют обслуживания. И не такие уж они и маленькие…

Определенные плюсы у малых реакторов перед большими все-таки есть. Их можно использовать для удаленных потребителей со сложной логистикой, где для большой АЭС нет потребления, и где плохие условия для доставки топлива для ТЭЦ. АЭС изначально более замкнуты на самих себе, их технологический цикл требует минимального вмешательства, а используемые меры ядерной безопасности беспрецедентны. И наконец, идеология их производства, ориентированная на завод-производитель, позволяет добиться максимального качества минимальными затратами. Однако тот факт, что они по-прежнему строятся исходя из идеологии изоляции от потребителя, снижает их рентабельность, и фактически является фактором, ограничивающим рыночную привлекательность подобных систем.

Сегодня уже есть договора на постройку малых АЭС у Росатома (первого в мире), и в общем, Росатом как бы контора серьезная и комплексная, однако ряд особенностей позволяют сказать, что проблема комплексного использования энергии в малых АЭС всё же Росатомом еще не решена.

Пример. Слушая у Марцинкевича о проекте малой АЭС на Баимском месторождении, я зацепился за фразу о том, что условия строительства препятствуют организации испольования тепла для отопления жылых помещений. И таким образом, зимой жители поселка будут использовать электрическое отопление, поскольку тянуть теплотрассу нереально. Мне кажется, это наилучшая иллюстрация того, что я написал выше.

А теперь давайте пройдемся по некоторым моментам, которые сейчас выпадают из поля зрения специалистов, и посмотрим на некоторые возможные приложения.

Реактор РИТМ-200 имеет тепловой мощности 175 МВт, и электрической 55 МВт. То есть 125 МВт тепловой мощности у нас вылетает в трубу, в прямом смысле. Отлично…

А теперь давайте сразу в лоб кое-что покажем интересное и любопытное товарищам специалистам.

Рассмотрим производство СПГ. Берется природный газ. Подготавливается (убирается влага, водород и гелий), и сжимается компрессором. При этом разогревается. Разогретый сжатый газ охлаждается через теплообменники воздухом. И эта процедура повторяется до посинения, пока полученная смесь не будет пригодна для дальнейшей глубокой заморозки. Так работает классическая технология получения СПГ.

Заметим, что для сжатия газа расходуется энергия. И чем теплее сжимаемый газ, тем больше требуется энергии для его сжатия. Таким образом, если мы будем охлаждать газ перед компрессором, то в результате мы сэкономим энергию на цикле сжатия, и сможем либо достичь большей степени сжатия, либо сжать больший объем. Это все понятно даже и ежу.

Но есть одно НО.

Энергия, которую тратит компрессор, добыта на электростанциях. И если это не ВИЭ-источники, это значит, что по существующему циклу она получена с КПД примерно в 1/3. Что на ТЭЦ, что на АЭС. Иными словами, если мы хотим посчитать ПОЛНЫЕ энергозатраты, то должны энергию, которую съел компрессор, увеличить ВТРОЕ.

А теперь давайте посмотрим на реактор РИТМ-200. У него 175 МВт тепловой мощности, и из них всего 55 МВт электрической. И тепловую энергию мы просто берем и выбрасываем… Окей. А давайте посмотрим на абсорбционные холодильники… Дело в том, что температура пара на выходе из турбины АЭС более чем достаточна для работы нагревателя абсорбционного холодильника, понимаете? Итого, у нас на выходе реактора РИТМ-200 после выработки электроэнергии образуется поток тепла, который мы можем использовать для питания холодильной установки входной мощностью 125 МВт…

Объединение малого атомного реактора с установкой охлаждения газа абсорбционного типа напрашивается само собой. Однако я не слышал, чтобы такая тема рассматривалась хоть кем-либо.

(и это правильно — там, где дохрена газа, АЭС тупо не нужна)

Давайте посмотрим на другой интереснй процесс. На опреснение воды методом обратного осмоса. Насколько я понимаю, дельта давлений на мембране прямо пропорциональна силам поверхностного натяжения жидкости. А это означает, что повышая температуру воды, мы тем самым снижаем силы поверхностного натяжения, отчего нам требуется меньшая дельта давлений…

Установка обратного осмоса. Только вместо «прямотока» у нас два этапа. Холодный и горячий. На горячем этапе мы греем поступающую воду бросовым теплом реактора. Затем опресняем ее на мембране. После чего двумя потоками параллельно подаем в теплообменник на встречных потоках, где полученный дистиллят и рапа отдают тепло входящему потоку свежей воды…

Используя фокус с температурой жидкости в технологии обратного осмоса, можно строить установки сумасшедшей производительности — но нам нужен источник дарового тепла. И он у нас есть. Атомный реактор, который еще и энергию вырабатывает.

Наконец, давайте отправимся в море. Малые реакторы пришли из моря, давайте нырнем в него поглубже.

На сегодняшний день существует ограничение на суда с ядерными энергетическими установками. Они могут войти не в каждый порт, им запрещено. Отчего ядерные коммерческие суда не получили широкого распространения. Однако существует тип морских судов, которые не ходят из точки А в точку Б. Они выходят из точки А и возвращаются в точку А. И этот ип морских судов — плавучие суда-рефрижираторы рыболовецких флотилий…

Вы уже поняли. Холодильник абсорбционного типа, бортовая опреснительная установка — все это может питаться не от электросети судна, а от бросового тепла малого реактора. В результате такое судно может иметь невероятную не только автономность, но и рентабельность — за счет использования бросового тепла энергетической установки.

Пока что в концепции применения малых реакторов я не вижу идеи по такому вот комплексному использованию. И с моей точки зрения, это несомненная проблема…

И еще намекну атомщикам.

Использование конденсации в цикле Стирлинга — это классика. Прямой привод от двигателя Стирлинга каких-нибудь механизмов тоже классика. Объединяем два в одном и получаем систему циркуляции теплоносителя, питаемую ОСТАТОЧНЫМ ТЕПЛОМ РЕАКТОРА.

То есть после остановки реактора ему уже не нужна энергия для питания циркуляционных насосов.

Комплексность. Ее нет. Вот на мой взгляд, главная проблема малых АЭС. По своим энергетическим параметрам такие станции реально покрывают обширный спектр потребителей энергии, который сейчас выпадает из энергосетей, и не может быть удовлетворен обычными методами. Однако комплексный подход, который заключается во вписании (вписывании?) всех продуктов ядерной реакции в технологические циклы В КОМПЛЕКСЕ, пока что в отношении малых АЭС не прослеживается. Хотя можно было бы и додуматься — Мангышлакский узел как раз и работал на реакторе относительно небольшой мощности…

И это я еще не коснулся круглогодичного вертикального земледелия за Полярным кругом, которое позволяет очень сильно помочь обживанию северных территорий, и при котором один и тот же реактор зимой обогревает теплицы, а летом питает холодильник, сохраняющий продукцию…

Короче. Тошиба — идиоты. Но и те, кто повелся на идею приусадебного атомного генератора — тоже идиоты. Не додумали.