Европа идет в атомный отказ
Каковы границы отказа Евросоюза от сотрудничества с российскими атомщиками
В начале мая 2025 года Еврокомиссия официально опубликовала текст так называемой "дорожной карты" по поэтапному полному отказу ЕС от поставок всех энергетических ресурсов из России. Поскольку эмбарго на поставки российского угля, введенное еще в 2022 году, действует совершенно исправно, в этот раз предложение еврочиновников касается нефти, газа и атомной энергетики: "ограничить новые контракты на поставку, подписанные совместно с Агентством по поставкам Евратома, на уран, обогащенный уран и другие ядерные материалы из России". Комментариев экспертов относительно полного запрета российских углеводородов было опубликовано достаточно, а вот с теми самыми "ураном, обогащенным ураном и другими ядерными материалами" все несколько сложнее. И здесь без понимания самых основных составляющих технологий обойтись невозможно, поскольку именно технологические нюансы во многом определяют конкурентоспособность топливной отрасли атомной индустрии разных стран.
Что такое ядерное топливо
Добытая тем или иным способом урановая руда подлежит очистке от пустой породы на горно-обогатительных комбинатах, которые возводят непосредственно на месторождениях. Причина – в настоящее время богатыми урановыми месторождениями считаются те, в которых содержание урана составляет около 1%. 99% пустой породы нужно удалять без затрат на логистику, иначе ни о какой экономике и говорить не приходится.
Конечный продукт обогащения руды – так называемый "желтый кек", закись-окись урана. Для этого продукта с экономической точки зрения транспортировка для дальнейшей переработки уже оправдана.
Вот тут – первый нюанс: Россия, "Росатом" не поставляют на внешний рынок урановую руду. Не потому, что это нерентабельно – "Казатомпром", основной игрок мирового рынка урановой руды, весьма прибылен, особенно в последнее время. Дело в том, что "Росатом" владеет всем комплексом предприятий, обеспечивающих дальнейшую переработку руды, что кратно более маржинально.
Второй этап переработки – дальнейшая очистка руды для повышения содержания природного урана до 90-95%. Третий этап переработки – химическая процедура превращения оксидов урана в его гексатфторид, соединения одного атома урана и шести атомов фтора. Это единственное химическое соединение урана, которое при переводе его в газообразное состояние позволяет избежать жидкой фазы. Для этой операции имеется собственное наименование – конверсия урана. При температуре около 57 градусов Цельсия серый порошок гексафторида урана становится газом, что позволяет реализовать четвертый этап переработки – обогащение урана по содержанию изотопа уран-235 до энергетического уровня, в настоящее время это около 5% (зависит от типа реактора, в котором уран будет использоваться).
После газовых центрифуг и повышения содержания урана-235 – пятый этап переработки: реконверсия урана, то есть обратное химическое превращение из гексафторида урана в оксид урана. Реконверсия необходима, поскольку в активной зоне легководных реакторов требуется именно соединение урана с кислородом. Продукт, полученный после пятого по счету этапа переработки – это уже обогащенный урановый продукт (ОУП), стоимость которого в десятки раз выше стоимости урановой руды. Без прочих деталей: для производства 1 кг ОУП в среднем требуется 9-10 кг урановой руды, свою цену имеют и все прочие этапы – полная очистка руды, конверсия с реконверсией и само обогащение урана по содержанию изотопа-235.
Изготовление самого ядерного топлива – это уже шестой и седьмой этапы переработки урана, но в этот раз касаться этого не будем. ОУП – продукт, который на мировой рынок поставляет подразделение "Росатома" — "Техснабэкспорт". Предприятие занимается этой деятельностью вот уже около полувека – в 1970-е годы на рынок обогащенного уранового продукта вышло еще легендарное Министерство среднего машиностроения СССР.
Победители – газовые центрифуги
В цепочке этапов переработки урановой руды самый технологичный этап, в котором сосредоточен целый букет важнейших изобретений и конструкторских решений – безусловно, обогащение урана по содержанию урана-235. Исторически первым методом была так называемая газовая диффузия – именно она было использовано США для создания атомного оружия, а производственные мощности, созданные в этой стране, обеспечивали лидерство Штатов в атомной индустрии Запада три десятилетия – до выхода на мировой рынок "Техснабэкспорта".
Отмечу гуманность Минсредмаша: специально для того, чтобы не допустить вывиха американских и европейских языков, было придумано название Tenex – именно под этой торговой маркой продавался ОУП в советское время, под ней же продается и сейчас.
Советские атомщики разработали совсем иной способ обогащения урана – за счет использования газовых центрифуг. Опять же без деталей: газовые центрифуги для получения конечного продукта потребляют в 25-30 раз меньше электроэнергии, чем газодиффузионные заводы, поэтому закрытие последних было только вопросом времени.
Эти заводы закрывались последовательно во всех странах, где они имелись – в Англии, во Франции и в США. Иных вариантов тут не было: помимо того, что советские, а теперь и российские газовые центрифуги потребляют в десятки раз меньше электроэнергии, нельзя упускать из виду еще и стоимость электроэнергии в СССР, в России и в трех перечисленных странах.
Конкурировать с советскими технологиями смогла только европейская компания URENCO – "принципиально" европейская, поскольку ее акции в равных долях принадлежат правительствам Великобритании, Нидерландов и Германии. То же, но другими словами: для того, чтобы попытаться конкурировать с СССР, потребовались усилия трех европейских государств. Именно "попытаться", не более того, поскольку соревнование без политической поддержки западные технологии как проигрывали, так и проигрывают, и дело не только в стоимости электроэнергии, хотя и тут все реформаторы европейского энергетического рынка заслуживают большого "спасибо" от ТВЭЛ (топливного холдинга в составе "Росатома").
Занимательно получилось: увлеченность ВИЭ, отказ от сотрудничества с "Газпромом", которые привели к росту тарифов на электроэнергию в Европе, стали, в числе прочего, еще и производственным фактором при изготовлении ОУП.
"Священный Грааль" атомной энергетики
Газоцентрифужные технологии Росатома и URENCO не совпадают на 100%, попробую объяснить максимально сжато. В природной руде урана содержание изотопа-235 составляет 0,71%, и именно за этими десятыми и даже сотыми долями процента ведут охоту физики-атомщики при помощи газовых центрифуг. Задача: извлечь как можно больше урана-235. Именно этот изотоп обеспечивает возможность контролируемой реакции деления ядер данного химического элемента, являющегося источником тепловой энергии, которую на АЭС превращают в электрическую.
Уран-235 можно считать "священным Граалем" современной атомной энергетики. Во всяком случае – до того момента, пока "Росатом" не замкнет ядерный топливный цикл, но это отдельный сюжет.
Газовые центрифуги URENCO позволяют извлечь 0,41% урана-235, а газовые центрифуги "Росатома" выжимают до 0,61%. Мелочь? Только на первый взгляд.
Гексафторид урана, оставшийся после обогащения у европейцев для URENCO – отходы производства, обедненный уран (содержание изотопа-235 в нем меньше, чем в природной руде), не подлежащий дальнейшей переработке. А вот для ТВЭЛ европейский обедненный уран – вполне приличное сырье, поскольку целых 0,2% урана-235 на дороге точно не валяются.
В этой технической "детальке" кроется вполне экономический смысл: чем выше мировые цены на природный уран, тем выше рентабельность у процедуры "дожимания" европейского обедненного урана за счет использования технологий "Росатома". Как пример: Франция в силу геополитических причин "потеряла" уран Нигера, и, хотя информации об этом в открытых источниках нет, но уверенность в том, что французские атомщики уже ведут переговоры с "Росатомом" относительно дополнительной переработки обедненного урана – есть.
От чего откажется Европа
Автоматически возникает первый вопрос по поводу планов отказа ЕС от сотрудничества с "Росатомом": а от ОУП, изготовленного из европейского обедненного урана, Европа тоже намерена отказаться или как? Повод для "или как" очевиден – европейский обедненный уран в этом случае выступает в качестве давальческого сырья, к которому прикладываются российские единицы разделительной работы, после чего конечный продукт возвращается в страну происхождения давальческого сырья. Будет такая операция для еврочиновников импортом российского ОУП или не будет? Вопрос не праздный, поскольку политические хотелки Еврокомиссии и экономическая целесообразность не только не совпадают, а прямо противоположны друг другу, и ровно такие же соображения касаются США.
В Соединенных Штатах собственных технологий по обогащению урана по содержанию изотопа-235 нет, но это не помешало построить на этой территории завод с характерным названием URENCO USA. Стоит помнить, что URENCO свои технологии не передает – таковы условия межгосударственного соглашения Англии, Германии и Голландии. Но, так или иначе, обедненный уран с содержанием изотопа-235 в 0,3% на территории Штатов имеется, потому вариант с давальческим сырьем тоже возможен, а вот ответить на вопрос об отношении к такому варианту со стороны нынешней администрации США – невозможно.
В следующей статье предлагаю детально изучить все вопросы, касающиеся производственных мощностей по обогащению урана по содержанию изотопа-235 в разных странах и регионах планеты, спроса на ОУП там же и, конечно, перспективы этого сектора экономики.
Тут ведь тоже четыре процесса одновременно. В Европе и в США выводятся из эксплуатации самые старые атомные энергоблоки – раз. В Европе и в США очень важные лица ведут очень важные разговоры о необходимости удваивать и утраивать атомную генерацию, вот только строительство новых АЭС не ведется – два. И три – без всяческих важных разговоров и надувания щек строятся новые атомные энергоблоки в России, в Китае, в Индии, в Египте, в Бангладеш, в Иране и так далее. Да еще и в Японии (пусть и медленно) восстанавливают работу АЭС, остановленных после аварии на АЭС "Фукусима".
Четвертый процесс – самый незаметный: в России на атомных ледоколах и на плавучей АЭС работают уже десять реакторов малой мощности РИТМ-200 и КЛТ-40С, еще 10 реакторов РИТМ-200 и РИТМ-200Н – на разных этапах производства, то же относится еще и к реакторам РИТМ-400. Реакторы действительно маленькие на фоне привычных тысячемегаваттников, но обогащение урана по изотопу-235 в них – 19,75%, а каждый процент такого обогащения имеет значение, причем не маленькое.
