Нацпроект «Новые атомные и энергетические технологии»: фокус на достижение мирового лидерства

Нацпроект по обеспечению технологического лидерства «Новые атомные и энергетические технологии» разработан в соответствии с Указом Президента РФ о национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2036 года. По направлению «Новые атомные технологии» нацпроекта Госкорпорацией «Росатом» во взаимодействии с ведущими научными организациями и вузами реализуются пять федеральных проектов.

1.ФП «Новая атомная энергетика» направлен на переход отечественной атомной энергетики на качественно новый уровень развития атомных технологий за счет разработки технологий замкнутого ядерного топливного цикла c реакторами на быстрых нейтронах, а также разработки реакторов средней мощности и линейки наземных АСММ. Проект включает в себя три направления:

• проектное направление «Прорыв» (ПН «Прорыв»);
• разработка и создание референций линейки малых атомных реакторов;
• создание технологий энергоблока с водоводяным энергетическим реактором с качественно новыми техническими характеристиками (спектральное регулирование).

Проектное направление «Прорыв». В рамках ПН «Прорыв» в г. Северске (Томская обл.) впервые в мире сооружается энергосистема IV поколения – опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК) для демонстрации технологий замыкания ядерного топливного цикла в целях последовательного перехода к промышленным энергосистемам IV поколения, где на одной площадке обеспечивается наличие производств по фабрикации и рефабрикации ядерного топлива, ядерных реакторов и производств по переработке отработавшего ядерного топлива.

Ядерная энергетика с замыканием топливного цикла на базе энергосистем IV поколения с реакторами на быстрых нейтронах позволит расширить топливную базу российских АЭС на тысячелетия вперед, повысить уровень их безопасности и экологической привлекательности, что создаст основу устойчивого развития отечественной атомной энергетики в долгосрочном периоде и позволит закрепить ее лидерство в мире.

В рамках ПН «Прорыв» уже введен в опытно-промышленную эксплуатацию первый в мире завод по производству оптимального для реакторов на быстрых нейтронах смешанного нитридного уранплутониевого топлива (СНУП) и уникальный стенд ГЦНА для быстрого реактора со свинцовым теплоносителем.

К 2030 году планируется завершение строительства энергоблока с реактором на быстрых нейтронах естественной безопасности со свинцовым теплоносителем электрической мощностью 300 МВт (БРЕСТ-ОД-300) – ключевой объект ОДЭК IV поколения и демонстрация впервые в мире замыкания ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ).

Разработка и создание референций линейки малых атомных реакторов: Шельф-М (до 10 МВт (э). Работа направлена на обоснование технологий для создания не имеющей мировых аналогов АСММ Шельф-М, которая позволит решить локальные энергетические проблемы удаленных и труднодоступных регионов РФ, снять инфраструктурные ограничения и даст рост перспективным промышленным и логистическим проектам, создаст новые рабочие места и снизит ценовую нагрузку на население, тем самым содействуя экономическому росту. К 2030 году планируется разработка ключевых технологий АСММ Шельф-М.

Создание технологий энергоблока с водоводяным энергетическим реактором с качественно новыми техническими характеристиками (спектральное регулирование). В этом блоке задач проводятся мероприятия по созданию технологий ВВЭР с реализацией механизма регулирования спектра нейтронов (ВВЭР-С), что позволяет снизить расход природного урана, обеспечить работу реактора со 100 % загрузкой уранплутониевым топливом, повысить технико-экономические характеристики эксплуатации, а также обеспечить возможность эксплуатации АЭС с такими реакторами в замкнутом ЯТЦ в составе двухкомпонентной атомной энергетики. К 2030 году планируется разработка ключевых технологий ВВЭР-С.

2. ФП «Экспериментально-стендовая база для разработки технологий двухкомпонентной атомной энергетики» нацелен на обеспечение разработки новых энерготехнологий IV поколения за счет создания уникального исследовательского реактора МБИР для достижения технологического лидерства России.

В г. Димитровграде (Ульяновская обл.) создается международный центр исследований на базе многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах МБИР, объединяющий Россию, Китай, страны СНГ и международные организации.

МБИР призван стать самым современным и мощным в мире многоцелевым исследовательским реактором, который обеспечит атомную отрасль современной и технологически совершенной исследовательской инфраструктурой на ближайшие 50 лет.

К 2030 году планируется создать уникальный исследовательский реактор с натриевым теплоносителем МБИР (150 МВт) – ядро развития российской экспериментальной базы атомной энергетики.

3. Цель ФП «Технологии термоядерной энергетики» – в выводе на современный уровень отечественных термоядерных исследований и разработке перспективных термоядерных технологий, а также в создании и имплементации новых плазменных технологий в высокотехнологичные отрасли промышленности с получением новых образцов техники, включая плазменные двигатели для космических аппаратов с повышенными характеристиками, инновационное оборудование для наукоемких отраслей экономики.

Стержневым компонентом проекта в период до 2030 года и впоследствии к 2036-му (при условии выделения дополнительных средств федерального бюджета) должно стать сооружение токамака с реакторными технологиями (ТРТ), превосходящего сегодняшний уровень передовых мировых разработок.

В результате выполнения федерального проекта к 2030 году:

• токамак Т-15МД должен быть выведен на рабочие режимы, полностью оборудован системами диагностики и дополнительного нагрева плазмы мощностью до 25 МВт;
• должна быть создана энергетическая инфраструктура экспериментальной установки нового поколения – токамака с реакторными технологиями (ТРТ);
• должны быть получены уникальные термоядерные, плазменные и лазерные технологии.

В целевом сценарии реализации федерального проекта центральное место отведено строительству в г. Троицке (Москва) токамака с реакторными технологиями (ТРТ) – термоядерной установки следующего поколения с магнитной системой на основе отечественных высокотемпературных сверхпроводников.

4. ФП «Специальные материалы и технологии атомной энергетики» фокусируется на создании новых материалов для новой атомной энергетики, обеспечивающих повышение безопасности и сроков эксплуатации объектов использования атомной энергии, что прямо влияет на их конкурентоспособность. В рамках ФП ведутся разработки по следующим направлениям.

В рамках направления по разработке и созданию новых материалов и производственных технологий будут разработаны технологии получения новых материалов и изделий для реакторов на тепловых и быстрых нейтронах, атомных станций малой мощности, жидкосолевых реакторов и других перспективных направлений атомной энергетики. К 2030 году планируется разработка ключевых технологий и создание новых материалов.

В рамках разработки и создания исследовательского жидкосолевого реактора (ИЖСР) будет создана и освоена новая технология утилизации минорных актинидов для снижения долговременной потенциальной опасности высокоактивных отходов от переработки ОЯТ энергетических реакторов на тепловых нейтронах. Создание ИЖСР позволит подтвердить технологическое лидерство России в разработке технологий утилизации высокоактивных отходов. К 2030 году планируется разработка ключевых технологий ИЖСР.

В рамках разработки и создания технологий экстремального состояния вещества и синтеза сверхтяжелых элементов сегодня выполняются работы по обоснованию теоретической возможности синтеза новых 119–120 элементов периодической таблицы Менделеева. К 2030 году планируется обеспечить синтез новых сверхтяжелых химических элементов, что позволит закрепить лидерство России в гонке по получению новых химических элементов.

3. Цель ФП «Серийная референтность атомных электростанций большой и малой мощности» – тиражирование энергоблоков атомных электростанций большой мощности.

Программа предусматривает реализацию мероприятий по сооружению:

• энергоблоков № 1 и 2 Курской АЭС-2 с реакторами ВВЭР-ТОИ (водо-водяной энергетический реактор – типовой, оптимизированный, информатизированный). Энергоблоки относятся к поколению «3+» и характеризуются высоким уровнем безопасности. Реализация проекта имеет стратегическое значение, поскольку его высокие технико-экономические характеристики и максимальный на сегодня уровень безопасности позволяют рассматривать Курскую АЭС-2 в качестве референтной для последующего серийного строительства АЭС с реакторами на тепловых нейтронах в РФ и за рубежом;
• энергоблоков № 3 и № 4 Ленинградской АЭС-2 с реакторами ВВЭР-1200 – это ключевой проект в современной российской атомной энергетике. Установки обладают высочайшими стандартами безопасности.

Сегодня уже введен в эксплуатацию энергоблок № 1 Курской АЭС-2 с инновационным реактором ВВЭР-ТОИ установленной мощностью 1253 МВт – это самый мощный энергоблок в российском атомном парке.

Ожидаемые результаты к 2030 году:

• ввод в 2028 году энергоблока № 2 Курской АЭС-2 мощностью 1200 МВт;
• ввод в 2030 году энергоблока № 3 Ленинградской АЭС-2 мощностью 1150 МВт;
• выполнение комплекса мероприятий, необходимых для ввода энергоблока № 4 Ленинградской АЭС-2 (планируется к вводу в 2032 году).

Программа по обеспечению кадровой потребности нацпроекта. В рамках нацпроекта реализуется программа по обеспечению кадровой потребности направления атомных технологий, что позволит привлечь к 2030 году 35 тыс. квалифицированных кадров. В задачи программы входит развитие системы профильного образования. Подход к реализации образовательной программы: не меняя принципиально фундаментальную научную и инженерную школу (она остается основой подготовки), дополнить ее новыми сквозными компетенциями, включая цифровые модели, искусственный интеллект, роботизацию, управленческие компетенции и др.

Важно сформировать новый профиль инженера, которому недостаточно быть специалистом только в своей предметной области. Он должен понимать принципы работы комплексных проектов, быстро осваивать инновационные технологии и цифровые инструменты, уметь оценивать конкурентоспособность разработок и работать в кооперации.

Вторая задача – освоение новых специальных компетенций для тех, кто будет проектировать, строить и эксплуатировать объекты нового поколения. Такая подготовка должна опираться на передовые знания и отечественное оборудование, которое создается в рамках нацпроекта.

Ключевой инструмент практико-ориентированного обучения – сеть опорных лабораторий, совместных площадок взаимодействия вузов и профильных предприятий. Уже открыты две опорные лаборатории по специализированной робототехнике для новой атомной энергетики (на базе университета «Сириус») и по расчетному моделированию процессов и систем АЭС с учебно-экспериментальной базой (в СПбПУ Петра Великого). Лаборатории работают в кооперации ведущих вузов, отраслевых организаций и других партнеров. До конца года планируется открыть еще три точки сетевого взаимодействия и расширить географию проекта.

Отдельно формируются программы переподготовки по технологиям нацпроекта. Например, запускается профессиональная школа для преподавателей вузов: десятки часов занятий, технологические туры на объекты, актуализация образовательных программ. К преподаванию привлекаются главные конструкторы Росатома – так выстраивается прямой диалог между разработчиками технологий и университетами. Такая модель позволяет максимально приблизить образовательный процесс к реальным задачам отрасли и готовит будущих технологических лидеров.