Контуры будущего. Материальная революция и мировые альянсы

События, произошедшие в Японии в марте прошлого года, актуализировали целый пакет технологических и управленческих инноваций, которые долгие годы развивались внутри различных отраслей, поддерживающих и обслуживающих атомные технологии.

Полюса постфукусимских событий

Процессы индустриализации в Азии, даже приторможенные кризисом, продолжают оставаться чрезвычайно масштабными. Мы должны понимать, что еще три миллиарда человек хотят жить так, как живут сегодня американцы и европейцы. И можно сколь угодно долго говорить, что это время еще не пришло, однако никто не  объяснит адекватно, почему один человек должен жить с одним качеством жизни, а другой – с другим.

Единственное, на что мы можем рассчитывать: что историю, которые США и Европа проходили за 200 лет, эти страны пройдут быстрее. Доля электропотребления в структуре энергетического комплекса будет расти. Без понимания этой проблемы невоз- можно выработать адекватное отношение к атомной энергетике. Мы можем на одном полюсе постфукусимских  событий указать Германию, которая 10 лет колебалась и вынашивала планы вернуться к атомной энергетике, а  фукусимские события окончательно направили ее движение по другому, альтернативному пути – пути без атомной  энергетики. Как следствие, компания SIEMENS, например, уже заявила о своем выходе из атомной области.

 

 Петр Щедровицкий (советник генерального директора)

Если бы в Сингапуре физически было свободное место, они давно бы построили АЭС.

 

Однако, с другой стороны, мы видим, что заработала первая атомная станция в исламском мире. И Вьетнам одно- значно продолжает проводить линию на формирование атомной энергетики. Это знаковые события, поскольку эти два макрорегиона – Ближний Восток и страны АТР – долгие годы принимали решение о возможности и  целесообразности запуска атомной энергетики. Вьетнам заявляет, что ему нужно 20 гигаватт. Это сопоставимо с тем, что сегодня есть в Южной Корее. И это сильнейший аргумент в пользу того, что несмотря на Фукусиму и на то,  что Германия отказалась от атомной энергии, многие страны не могут пройти путь к энергетике будущего без существенной доли атомной энергетики в структуре переходного баланса. Поэтому, что бы мы ни говорили про  сланцевый газ, про альтернативные источники энергии и так далее, мы должны понимать, что атомная энергетика – это не только действующие сегодня установки третьего поколения и не только технологии на базе термоядерной платформы. И это не 5, и не 10 лет. Это 100 лет. Она будет определять массу решений в области развития  фундаментальной энергетической инфраструктуры, обслуживающей экономический рост.

Кроме того, сегодня мы видим, что из почти 60 станций, которые строятся в мире, порядка 40% – в Китае, еще 40%  – это Индия, Россия и Южная Корея, которые последовательно реализуют стратегии в этой области. И посмотри- те, какие дебаты вокруг строительства собственных станций идут в Индонезии, Малайзии, Таиланде и даже в Сингапуре: хотя, казалось бы, где там поставить станцию? Однако они все равно для себя анализируют и рассма- тривают, как они будут строить свою энергетику в будущем.

И вот теперь необходимо обратить внимание на три принципиальных аспекта, которые до событий 2011 года существовали как бы подспудно.

 

Логика: «работает и работает, зачем зря деньги тратить?», не годится. 

 

Три стороны энергетики будущего

Во-первых, это переход к управлению в логике полного жизненного цикла объекта. Когда мы говорим о полном жизненном цикле такого сложного объекта как атомная станция, мы обязаны включить в объектную область и  саму инфраструктуру. Ведь как показал случай с Фукусимой, внешнее воздействие попросту смыло всю  инфраструктуру, и все расчеты безопасности, построенные на использовании внешних источников, попросту не  смогли сработать. Обратите внимание: сотрудники станции все сделали правильно и по инструкции. Они включили резервные генераторы и стали ждать помощи извне, однако помощь не смогла прийти. И вот это, конечно, нам необходимо особенно учитывать – устойчивость и безопасность близлежащей поддерживающей инфраструктуры.

В этой гонке придется пересмотреть процессы подготовки кадров и в том числе навыки поведения в  экстремальной ситуации. То есть этот кадровый навык нужно включить в полный жизненный цикл объекта.

Также нам придется включить в управление полным жизненным циклом объекта вопросы смены устаревшего оборудования и связанных с этим технических решений. Мы знаем, что масса нареканий существовала у МАГАТЭ к Фукусиме, которой через месяц после аварии должно было стукнуть 40 лет.

Если появились новые возможности и новые решения, они должны быть интегрированы в жизненный цикл технического объекта. Очевидно, что если возникают определенные нарекания, то в рамках продления проектного  срока службы реактора должны быть выполнены определенные работы. И здесь логика «работает и работает, зачем зря деньги тратить?», не годится. А поскольку современная АЭС – это несколько десятков сложных систем, каждая из которых имеет свой цикл жизни, то все это должно быть синхронизировано.

 

Многие страны не могут пройти путь к энергетике будущего без существенной доли атомной энергетики.

 

В жизненный цикл любой сложной технической системы входит вывод из эксплуатации. Он должен быть заложен на уровне проекта. Поэтому первая максима, которая сегодня возникает, – это переход к логике управления полным жизненным циклом объекта и создание информационной модели этого объекта на стадии  проектирования, который сопровождает весь жизненный цикл. Именно эта модель и работа с ней позволяет  синхронизировать замену оборудования, увязать несколько тысяч стэйхолдеров друг с другом при решении конкретного вопроса перестройки внешней и внутренней системы, оценить и диагностировать состояние данного  конкретного оборудования и понять, что, например, делать в случае, если производителя этого оборудования просто не существует? Вы же знаете, что делают владельцы старых автомобилей? Они сами точат детали, которые давно никто не производит. То же самое и здесь. Мы должны четко понимать, что такое возможно, и должны быть  ориентированы на решение подобного класса задач, в случае если перестало существовать данное предприятие  или производство или сменилось поколение технических систем. Например, в области программного обеспечения то происходит раз в 3–4 года, а значит, к этому надо быть принципиально готовыми.

Во-вторых, говоря сегодня об электронной версии объекта, мы называем 3D- или 6D-моделирование, имея в виду процесс создания системы. В итоге необходимо перейти к конвейерному производству подобных объектов. Станция должна иметь заводскую модульную сборку. Это трудно сегодня представить, но конвейерная сборка судов, технология «сухих доков», в которых собираются огромные трансконтинентальные сухогрузы, нефтеналивные платформы, танкеры для перевозки сжиженного газа, это уже реальность. А ведь это все – не  менее сложные объекты, чем АЭС.

 

Если появились новые возможности и новые решения, они должны быть внедрены.

 

Самолет «Боинг» сегодня собирают из четырех-пяти модулей: два-три элемента корпуса и крылья. В процессе сборки все стыкуется тютелька в тютельку за счет 3D- и 6D-проектирования. За счет того, что мы все можем  изложить на уровне проекта, просчитать до деталей. Поэтому открытая сборка и модульный принцип – это наше  будущее. Вполне может оказаться так, что на одних и тех же принципах будут строиться реакторы разного  масштаба. Представьте себе один и тот же конструктор, из которого можно собирать реактор «шестисотник», можно «трехсотник» или даже «тысячник». Атомная отрасль фактически подошла к необходимости модульного создания систем так, как это делается во многих других областях уже сегодня. И за счет этого фантастически удешевляется производственный процесс.

 

Открытая сборка и модульный принцип – это наше будущее.

 

Это значит, что придется фактически переходить к новой схеме производственной кооперации и конвейерного, производственного создания крупных модулей, а потом к их монтажу на производственной площадке в  зависимости от требований к энергообеспечению на данном конкретном месте.

 

 

Кроме того, когда мы переходим к 6D-проектированию, меняется еще одна очень важная характеристика. Раньше мы делали отдельно материалы и отдельно объекты – это были разнесенные проекты. Сегодня во многих  отраслях все больше заметно слияние этих двух процессов. То есть сегодня самолетное композитное крыло  производится одновременно с материалами для него – 12, 15, 20 различных видов материалов, которые точно отвечают требованиям нагрузок на плоскость крыла в ходе полета. И этот процесс разорвать нельзя. Точно так же мы с вами понимаем, что безопасная атомная станция следующего поколения выдвигает, в том числе, и целый ряд требований к материалам. И делать это нужно вместе, это единый процесс, и в этой области происходят  фантастические изменения.

Фактически человечество подошло к границе создания материалов с управляемыми свойствами в самых разных областях. Это не только самолетостроение, судостроение, ракетостроение, это и биология, и всякого рода искусственные органы, и протезирование, и даже новые продукты питания. Поэтому фактически вместе с модульным строительством мы втянем в отрасль возможности этих новых материалов. Это тоже очень важный пункт, потому что он открывает перед нами новые возможности, которых мы раньше не имели. Мы понимали, что было бы хорошо, если бы наш объект имел такие-то температурные режимы, такие-то режимы по коррозии и так далее. Но мы не могли этого добиться, у нас не было материальной базы. А сегодня она появляется.

 

Безопасная атомная станция следующего поколения выдвигает, в том числе, и целый ряд требований к  материалам.

 

Мировая программа взаимодействия

И наконец, еще один момент. Нам нужно вернуться к уже долго ведущимся разговорам о лизинге ядерного топлива и согласиться с тем, что эта модель является оптимальной. Это значит, что в мире есть 3–4 производителя  ядерного топлива, и это, конечно, компании, имеющие хороший опыт, хорошую инфраструктуру в этой сфере. После этого ядерное топливо поставляется на станцию, отрабатываются киловатт-часы, и дальше топливо живет по  логике поставщика. Оно не является собственностью компании, которая купила топливо.

Цикл жизни топлива, так же как и цикл жизни станции, должен быть взят в своей целостности. Это частично решает и вопросы нераспространения. Однако самое главное заключается в том, в каком положении оказывается энерго- компания, которая только-только начала эксплуатировать атомную станцию и купила топливо. Что она с ним будет делать? У нее ни опыта, ни места хранения, ни инфраструктуры. Ведь если каждый начнет создавать свою локальную инфраструктуру, это будет заведомо дороже, чем если в цену топлива мы включим затраты на его цикл  жизни.

Надо избавить покупателя топлива от проблем, которые он не может решить. Необходимо такие вопросы решать  группой лидеров отрасли: России, Франции и США. Ведь как только мы сложим свои технологические возможности, мы четко решим, какой подход лучше: долговременно хранить в контейнерах, в сухом хранилище, за- хоранивать на более длительный срок в геологических формациях или перерабатывать, получая те или иные виды нового топлива. Если потребитель заплатит за технологический цикл жизни топлива, оптимальное решение мы найдем. Все три страны ведут разработки в этой области и достаточно далеко продвинулись. Единственное, что мешает нам выработать наиболее оптимальный вариант, это то, что сегодня нет совместной программы по  решению проблемы цикла жизни ОЯТ и РАО.

 

Надо избавить покупателя топлива от проблем, которые он не может решить. 

 

Инфраструктура обращения с отработанным топливом, а также с последствиями вывода из эксплуатации самих атомных станций должна быть мировой. И проектировать ее надо как мировую, закладывая туда дополнительные требования по нераспространению. Из всего этого вытекает третий важнейший момент. Нормы и стандарты будут, безусловно, гармонизироваться. И эти нормы и стандарты, как показывает ситуация с Фукусимой, должны существовать с самых первых этапов, с задачи поиска площадок, с определения пригодности данной площадки для  размещения объекта.