Редакторът на Publics.bg и списание Ютилитис се срещна с проф. Хауърд Бруши след неговата лекция в ТУ-София, за да обсъдим характеристиките на AP1000 и перспективите пред ядрената енергетика.
___

Проф. Бруши, дизайнът на AP1000 се счита за една от най-добрите възможности за строеж на нови ядрени централи. Кои са основните му предимства?

Може да ги обединим в три направления. Първото е изключителната безопасност. Следващото е леснотата на изграждане. А по третото работихме много – да гарантираме, че ще е стандартизиран.

По аспекта безопасност – има фактори, които различават този дизайн от съществуващите централи и други осъвременени проекти. Най-важният е т.нар. „пасивна безопасност”. Това означава, че не зависи от външно захранване за системите си за безопасност – мотори, помпи, клапи, а само на природни закони. Това е голяма промяна спрямо миналото. Целта е да премахнем необходимостта от действия на оператора в случай на аварийна ситуация. Той може да не пипа нищо в първите 72 часа. Резервоарите ще доставят вода чрез гравитация, централата ще се охлажда сама. Тя може да се справи с инцидент и за по-дълго време – 7 дни, но с частична намеса на оператори. Например, за презареждане на резервоарите с вода. И дори тогава, този процес може да продължи за неопределено дълго време.

Добър пример защо елиминираме външното захранване е инцидентът във Фукушима. Нашият дизайн бе тестван как би се справил с такъв инцидент. Той би се справил много добре. Ако във Фукушима работеха реактори AP1000, нямаше да имаме това име в речника си, защото централата щеше да оцелее. Причината – не земетресението, а цунамито унищожи дизеловите генератори, необходими за захранване на охлаждащите елементи. AP1000 няма дизелови генератори и не се нуждае от аварийно захранване. Има нужда само от няколко батерии за клапите и това е всичко. Затова нашите системи могат да преживеят много добре събитие като Фукушима.

Има и други нови модели, които са частично пасивни и подобни на AP1000. Те също може да претендират, че ще оцелеят в такава ситуация, и аз вярвам, че те могат. Мисля, че разликата е в сценария на сериозен инцидент. Ако по някаква причина водата към реактора спре, горивото започва да прегрява и да се топи. Някои от днешните модели предлагат решение, при което горивото се топи, пробива реактора и пада в т.нар. „уловител на стопилката”. В него топлината се разсейва и топлината и енергията се абсорбира, така че топенето да спре, а горивото да остане в сградата на реактора. Решението на Westinghouse се състои от три прегради пред топенето – първата е обшивката на ядреното гориво, реакторът е втората бариера, а сградата – третата. Ние не жертваме втората преграда, а запазваме реактора, като използваме вода за охлаждането му, която циркулира около него чрез природните закони, така че горивото да не пробие навън. Някои хора се чудят дали това ще проработи – ние го тествахме и анализирахме много. Ето и един прост тест, който може да направите сами вкъщи, но с повишено внимание. Ако поставите хартиена чашка върху котлон, тя ще изгори. Но ако сложите в нея вода, водата ще заври и чашката няма да изгори, защото ще се охлажда. Това е принципна разлика между моделите със и без уловител на стопилката. Те също са безопасни, но ние имаме различен подход – да не позволим пробив на реактора.

По отношение леснотата на изграждане, ние използваме модули. Строим модули от тръби или помпи в заводи, където има висококачествени условия и след това доставяме целия модул на площадката, където той се монтира. В Китай показаха на света, че това може да се направи в много по-кратки срокове, отколкото преди.

По отношение на стандартизацията, предимството за клиентите е, че например българската централа ще бъде същата като тези, построени в САЩ – може да установите партньорство с тях и да се поучите от техните уроци, например по последователността на монтажа. Това вече се случва между САЩ и Китай. Стандартизацията също така помага на местната индустрия, защото и доставчиците може да се поучат от други фирми. А българските фирми може да участват в строежа на централи по целия свят.


Какви са предимствата и недостатъците на „отворената” верига на доставките?

Миналия месец имахме среща с доставчици в София. Както казахме на нея, „Купуваме там, където строим”. Westinghouse доставя някои части, но за разлика от Франция и AREVA, които доставят много оборудване сами, ние се опитваме да помогнем на местната икономика, като установим доставки от самата страна. Има някои части като охладителни помпи, които са по-сложни и се доставят от САЩ. Но по отношение на модулите – ако можете да правите тръби, да огъвате и заварявате стомана, то тогава може да доставяте за строежа на ядрена централа.

Като недостатък може да се счита, че трябва да се следват много високи стандарти. Но ние работим с местните доставчици, за да сме сигурни, че те разбират изискванията и им помагаме с обучения. Затова не бих го нарекъл недостатък, а предизвикателство – да сме сигурни, че качеството е налице.

Друго предимство е, че одобрените доставчици може да доставят извън България. Това е стандартизиран модел и българските доставчици може да изпреварят останалите при строеж в съседна страна. Ние искаме регионализирани доставки, особено за модулите, и това подкрепя икономиката. Освен това, може да се използват местните доставки на бетон, стомана и много други стоки – разбира се, с подходящото качество.


Много хора в България очакват евтина електроенергия от нова АЕЦ – подобно на тази от съществуващата централа. Смятате ли, че нова ядрена мощност може да предложи конкурентна цена в сравнение с останалите ресурси в сраната и региона?

Това също е предизвикателство, защото капиталовите разходи за ядрена централа са много високи в сравнение с другите опции. Ползата е, че когато е построена, разходите за производство на енергия – гориво, експлоатация и поддръжка – са много, много ниски, по-добри от всичко останало, освен може би слънчевите и вятърните мощности, но забележката при тях е, че те не винаги са на разположение. Вятърът е наличен до 40% от времето, а ядрената енергия е налице до момента, в който спрете за поддръжка или презареждане. Единият ефект балансира другия.

Когато подготвяхме модела с пасивна защита, смятах, че трябва да сме конкурентни не само на други реактори, но и спрямо природния газ. А той беше доста евтин преди 10-15 години с перспектива за леко покачване през годините. Но след това дойде бумът на шистовия газ и природният газ сега е много евтин. В момента в САЩ имаме предизвикателство заради това. Моят отговор е, че ядрената енергия е по-добра за околната среда заради СО2. А в България природният газ не е евтин. Така че, нашата централа е по-евтина от природния газ на база всички разходи. А ако природният газ поевтинее, ще е трудно да се конкурираме с него, освен ако не разглеждаме и предимствата за околната среда, за индустрията в държавата и т.н. Ние искаме да сме конкурентни по всички показатели.

Освен това, за да се справи с високата начална цена, България може да покани Westinghouse и Toshiba Group да поемат дял в централата. Харесвам тази идея. След като централата се построи, ако имаме дял, ще е в интерес на Westinghouse тя да работи добре. Ще помагаме с обслужването, поддръжката, зареждането, защото искаме тя да работи добре. Това ще намали високата цена за България. А има и опция за експортно финансиране чрез ексим-банките на САЩ и Япония.

В САЩ има и гаранции за заемите. Интересното за мен беше, че правителството там попита „А какво ще кажете, ако ви дадем гаранции?”. Това е много добре, защото всеки заем на ютилити компания за нова АЕЦ носи финансов риск. Ако правителството го гарантира, това намалява лихвите и помага много. А причината САЩ да го правят е, че централата е с готов проект, дизайн, лицензирана е включително за експлоатация и рискът е минимален. Ако нещо се забави или се намесят трети страни като Грийнпийс или други лица, опитващи се да спрат експлоатацията, те ще бъдат изведени от площадката, защото по закон са можели да опонират в началната фаза – когато тя бе сертифицирана, проектирана и получи лицензия за експлоатация. Ако дойдат в последната минута, правителството няма да ги послуша.

А ядреното гориво е достъпно и евтино на база MWh. В САЩ, в последните 10-15 години цената за производство на енергия от АЕЦ беше по-ниска от тази на въглищни ТЕЦ, като се отчете капиталовият разход за полезен живот от 20 години, въпреки че реалната продължителност е много повече. С природния газ ще е интересно, ако продължи да е евтин. Но ако търсенето му се повиши, и цената ще се вдигне.


Еймъри Лавинс твърди в своята книга “Small is profitable”, че цената за строителство на единица ядрена мощност нараства през последните десетилетия. Как ще коментирате това?

Капиталовите разходи се покачиха и основната причина е, че материалите поскъпнаха. Но дори една ютилити компания да реши да строи въглищна ТЕЦ вместо АЕЦ, тя ще разбере, че разходите за стомана и бетон пак ще ги засегнат. Не че ще използват същите количества от тях, но цените на тези материали се покачиха. Например, цената на медта сега е 4 пъти по-висока, отколкото когато проектирахме реактора. Изумително е как се покачиха тези цени.

Много страни са свидетели на тенденция за по-бързо навлизане на малки, разпределени мощности, отколкото на големи централи. Смятате ли, че това застрашава развитието на нови големи АЕЦ?

Не, не смятам. Също така не мисля, че ядрените централи застрашават по-малките алтернативи. Мисля, че има голям пазарен потенциал за малки мощности като малките модулни реактори (SMR) в страни с по-малки мрежи. Мисля, че винаги ще има нужда от базови мощности и че след като веднъж е построена, ядрената централа може да генерира най-евтината енергия, като вземем предвид нейната разполагаемост и мощност.

На теория, ветроенергийните и соларните мощности трябва да са най-евтини заради безплатния ресурс, но те не работят през цялото време. Те трябва да имат своята ниша, но не вярвам, че ще заместят базовите мощности. В България няма достатъчно зема, за да се построят толкова соларни мощности, че да заместят АЕЦ. Натискът за чиста електроенергия ще продължи и таксите върху СО2 ще станат реалност.


Ядрената енергия бе засегната сериозно от бедствието във Фукушима. Виждате ли сега, няколко години по-късно, обратна тенденция и покачване на интереса към нови АЕЦ?

Да, но бавно. Когато се случи Фукушима, Ангела Меркел за седмица реши да затвори ядрените централи в Германия заради натиск от коалицията. Швейцария и Япония казаха „не” на всичко. А днес Япония има друга позиция. Те осъзнават важността на АЕЦ за производството на енергия, с акцент върху безопасността и стандартите.

Ако погледнете случая с цунамито в Япония – имало е 5-метрова стена, но и данни за по-големи вълни през годините и те са знаели за това. Ами дизеловите генератори – ако те бяха по-високо? Централата не е трябвало да е толкова ниско – трябвало е да е в подножието на планината, а вместо това са изкопали площадката, за да я направят по-ниско. Защо ли? Защото е щяло да бъде много по-скъпо да изпомпват вода за охлаждане от океана. Ако тази централа беше по-високо, щеше да оцелее. Самата тя не беше отнесена от вълната – електрическата уредба бе наводнена. Мисля, че Япония бавно ще се промени и сега те се завръщат на пазара.

След Чернобил, в Швеция решиха да затворят всичко, но все още ползват АЕЦ. Една от причините е, че осъзнават, че стандартите в Чернобил са били различни. В САЩ процесите се забавиха, защото имаше нови изисквания за съществуващи и за нови централи след Фукушима. Китай също се забави. Те не искаха да забавят темпо, но искаха и да покажат загриженост за аспектите на сигурността.

В Европа всичко е много тихо. Чехия обяви търг, България и Унгария имат свои планове, но французите не строят нищо. Италианците са със спряна програма. Само Англия върви напред, те не изпуснаха и секунда. Те искат да са независими от въглищата и досегашният им опит с ядрената енергия е добър.


Само с допълнителни гаранции и доплащания като в Англия ли е възможно да се строят нови ядрени мощности?

От гледна точка на компаниите е много желателно и почти необходимо. Ако се очакват големи инвестиции, трябва да има сигурност за възвращаемостта под формата на минимална цена, гарантирана от правителството. Има големи дискусии – ако вярвате в свободния пазар, защо да го правите? Отговорът е, че искате големи инвестиции, а цената не зависи от енергийните компании. Те трябва да стигнат до споразумение помежду си за това кой е правилният подход.


В САЩ е възможно да се получи комбинирана лицензия за строителство и експлоатация на АЕЦ от един-единствен орган. Необходими ли са промени в европейското законодателство в тази посока, за да се ускори строителството на нови АЕЦ и в Европа?

По мое мнение, е по-добро да има един стандартизиран орган за лицензиране. Малко е трудно да си го представим, защото всяка страна има свои потребности и желания. Би било добре да се получава един лиценз от началото до експлоатацията, но и този процес отне много време – повече, отколкото очаквахме. За първото одобрение на проекта от страна на NRC ни трябваха 6 години. Още една година отне даването на сертификата за стандартен дизайн, защото трябваше да се подготви и законодателството. След това бе дадена и лицензията за строителство и експлоатация.

Лицензията за експлоатация, ако е за друга енергийна компания, също се дава по отделна процедура. Регулаторът NRC стандартизира подхода си и сега е по-лесно за енергийните компании. Процедурата след това включва контрол от страна на NRC дали се следват стандартите по издадената лицензия, но поне стандартите са ясни от самото начало.


Какво е бъдещето на малките модулни реактори (SMR)? Наскоро Westinghouse съобщи, че ще пренасочи ресурсите си от тях към други свои проекти. Това означава ли, че е още рано за тази технология?

Мисля, че направихме попадение с AP1000. Французите промотират техния реактор от 1600 MW и страни като САЩ, Япония и Франция могат да поемат такива мощности. Но не и по-малки страни. Дори Бразилия каза, че нямат потребност и достатъчно голяма мрежа за такава мощност.

Колкото по-малка е централата, толкова по-трудно е да бъде икономична на база цена на MWh. А ако строите много централи, те трябва да са стандартни за да може да сте икономични. За малки мощности като SMR от 100 до 300 MW, все още са необходими оператори, охрана, а и инфраструктурата е почти същата като за централа от 1000 или 2000 MW. Така че трябва да се преодолее икономията от мащаба. Мисля, че има ниша и е необходимо още малко време, за да се покаже, че SMR може да са конкурентни. Те са много безопасни – например с по-малко тръби, което намалява риска от пробиви.

Относно нашия дизайн за SMR, това е многопластов въпрос. Ние трябва да завършим 8 реактора AP1000 и искаме това да е успешно. Важно е да използваме ресурси за това. На второ място, ние се конкурирахме с други доставчици за финансиране от американското правителство – така например развихме AP600 и AP1000. Не ни избраха този път. Не бих казал, че сме „загубили”, просто не ни избраха. Имаше критерии, които не разбираме, например едно от изискванията, че се искат много иновативни централи с революционен дизайн. Дизайнът, който ние предлагаме, е този на AP1000 и тези системи са доказани чрез тестове и анализи. Те очакваха от нас различен дизайн. След 15 години може да видим дали другите решения ще работят, защото те имат нужда от много развойна дейност. И така, ние няма да получим финансирането, което искахме, за да продължим напред с разработването на SMR, така че се съсредоточихме върху AP1000. Пренасочихме част от хората, които работеха по SMR, и ще забавим процедурата по лицензирането му. Още повече, че няма как икономиката да сработи, ако няма голям брой клиенти. Ако построите само 3-4 такива реактори, икономиката няма да е добра – ще трябва много помощ от правителството. Затова ние работим и по развитие на клиентската база – да разберем кои може да са потребителите на тази технология.
___

Проф. Хауърд Бруши е консултант по стратегия, проектиране, лицензиране, бизнес развитие, комуникации и проектно изпълнение на съвременни ядрени реактори. Завършил е бакалавърска и магистърска степен по електроинженерство от Cornell University през 1964 г. и е магистър по бизнес администрация от University of Pittsburgh (1968 г.). Завършил е и „Executive Program for Management Development” в Harvard Business School през 1976 г.

Проф. Бруши се пенсионира от Westinghouse Electric Company като Главен технологичен мениджър през 2002 г. Неговите отговорности са включвали технологията, развойната дейност, комерсиализацията и проектното изпълнение на големи ядрени проекти за Westinghouse. Едно от ключовите постижения на проф. Бруши е получаването на сертификат за модела AP600 от американския ядрен регулатор NRC през 1998 г., като това става първият в света сертифициран от ядрен регулатор реактор с пасивен дизайн. Той е последван от модела AP1000.

Преди това, той е бил проектен мениджър за Westinghouse в проекта за ядрената централа Ангра в Бразилия. Ръководил е инженеринга, поръчките и доставките на компоненти за първи контур на първата ядрена централа там и е бил отговорен за съвместните изследователски дейности на Westinghouse и френските ядрени индустриални организации.

Проф. Бруши е избран за член на американската Национална инженерна академия през 2008 г. и участва в британската Royal Academy of Engineering от 2010 г. Членува в американското ядрено дружество и е носител на даваната от него награда Walter H. Zinn за изключителни заслуги и лидерство в развитието на ядрената индустрия в енергетиката. Той е гост-професор в китайския университет SNPTC и носител на първата връчена награда Westinghouse Lifetime Achievement Award.