Особенности жизненного цикла атомных электростанций в атомной промышленности Российской Федерации в начале XXI века

Камолов С.Г., Тайсаева В.К.

Статья в журнале

Экономика, предпринимательство и право (РИНЦ, ВАК)
опубликовать статью | оформить подписку

Том 15, Номер 5 (Май 2025)

Цитировать эту статью:



Введение

Доля атомной генерации в общем энергобалансе Российской Федерации достигла 20% в 2023 году [13]. Вклад России в глобальное производство атомной энергии, а также участие в международных проектах по строительству новых атомных электростанций (АЭС) позволяет стране удерживать лидирующие позиции в данной отрасли [15]. На мировом уровне около 7% электричества, вырабатываемого посредством использования ядерных технологий, принадлежит российским АЭС. Согласно данным Nuclear Energy Institute Россия заняла четвертое место по генерации атомной энергии в 2023 году, выработав 204 тыс. ГВт/ч [31]. Первое место занимает США, выработав 779 тыс. ГВт/ч, далее Китай - 406 тыс. ГВт/ч и Франция – 324 тыс. ГВт/ч.

Современная атомная промышленность Российской Федерации в лице Государственной корпорации «Росатом» представляет собой интегрированный научно-производственный комплекс, объединяющий 480 предприятий, формирующих самодостаточный производственно-технологический контур. Характерной особенностью атомной промышленности являются длительные (полувековые) горизонты планирования, обусловленные особенностями жизненного цикла создаваемых объектов, что предопределяет развитие особой системы стратегического управления в отрасли.

Категория «жизненный цикл» активно разрабатывалась как в рамках фундаментальной экономической теории, так и в трудах основоположников теории организаций. Согласно подходу Р. Вернона, продукт или технология проходит ряд стадий — от разработки и внедрения до роста, зрелости и упадка [32]. В теории конкурентных преимуществ Майкла Портера, где главной характеристикой каждого этапа жизненного цикла является конкурентная динамика [11, 18 ], модель «жизненного цикла» также рассматривалась как последовательность этапов: возникновение, рост, зрелость, упадок и кризис. По Л. Грейнеру организация проходит через несколько этапов развития: рост через креативность (Creativity), рост через директивное руководство (Direction), рост через делегирование (Delegation), рост через координацию (Coordination), рост через сотрудничество (Collaboration). Каждый из этапов сопровождается кризисами, которые требуют изменений в управленческих подходах [22]. Значительное влияние на развитие концепции жизненного цикла в экономике оказали работы по теории экономических циклов К. Жугляра [23], С. Кузнеца [25] и Н. Кондратьева [7].

В атомной промышленности жизненный цикл включает этапы разработки АЭС, строительства и эксплуатации энергоблоков, а также вывода из эксплуатации устаревающих объектов. Долгосрочные тенденции, формирующиеся на мировом энергетическом рынке, дают основания для развития полноценной концепции, направленной на выявление устойчивых закономерностей в атомной энергетике, а также определения эффективных механизмов стратегического управления на горизонтах от 50 лет и выше.

Динамика спроса на электроэнергию в России демонстрирует устойчивый рост. В 2024 году потребление электроэнергии в России составило 1 156 354,9 ГВт/ч., что больше показателя 2023 года на 3% [10]. В 2025 году в Российской Федерации функционирует 11 АЭС с 37 действующими энергоблоками. Согласно проекту генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2042 года в России должны появиться 11 больших и малых атомных электростанций. Так, будут построены станции замещения Курской, Кольской и Смоленской АЭС, а также энергокомплекс IV поколения с реактором БРЕСТ-ОД-300 [4]. В результате реализации этого плана доля АЭС среди российских электростанций достигнет 15,3 %, а доля атомной генерации возрастет с 18,9 % до 23,5 % [9].

Вместе с тем, логично предположить, что, выходя на второй глобальный технологический цикл, госкорпорация «Росатом» столкнётся с управленческими вызовами, что в первую очередь связано с завершением срока эксплуатации ряда энергоблоков, построенных в 1950–1980-х годах и необходимостью разработки и реализации масштабной программы модернизации энергосети и демонтажа устаревших объектов. При строительстве и эксплуатации новых АЭС необходимо систематизировать накопленный опыт управления полным жизненным циклом, что позволит усовершенствовать систему стратегического менеджмента Росатома и подготовить её к реализации очередного долгосрочного управленческого цикла с горизонтом планирования до конца XXI века.

Важной существенной характеристикой условий, в которых Росатом выходит на очередной стратегический цикл, является активизация конкурирующих технологических рынков [30]. По данным доклада Ember “Global Electricity Review” в 2023 году доля возобновляемых источников энергии в мировом энергобалансе достигла 30% [21]. Наибольшие темпы роста демонстрирует ветровая и солнечная энергия. Мировая выработка солнечной энергии увеличилась и составила 1631 ТВт/ч, по сравнению с 1324 ТВт/ч в 2022 году. В комплексе ветроэнергетики генерация составила 2,3 ТВт/ч в 2023 году. Согласно прогнозам Международного энергетического агентства, к 2050 году до 70% электроэнергии будет сгенерировано благодаря солнечной и ветровой энергии [26], что указывает на потенциал ветровой и солнечной энергии стать основой глобальной электроэнергетической системы в будущем [19].

Такие тенденции создают дополнительное давление на атомную промышленность, вызывая необходимость диверсификации направлений развития атомных корпораций. Жизненный цикл атомной отрасли характеризуется высокой капиталоемкостью и долгосрочными инвестициями [17]. По сравнению с возобновляемыми источниками энергии, стремительно развивающимися за счёт снижения себестоимости и инноваций, атомная промышленность является менее гибкой.

В условиях меняющейся структуры глобального энергобаланса стратегическое планирование в атомной отрасли должно учитывать не только внутренние циклы, но и общие этапы жизненного цикла всей отрасли. Это ставит перед Росатомом задачу разработки новых технологий, включая реакторы малой мощности, развивать квантовые вычисления и ядерную медицину [24].

Целью настоящего исследования является определение специфики жизненного цикла российских АЭС и способов адаптации стратегического планирования в атомной промышленности к вызовам, связанным с завершением срока эксплуатации энергоблоков, ростом конкуренции со стороны возобновляемых источников энергии и необходимостью внедрения новых технологий.

Специфика жизненного цикла атомной промышленности.

Первый энергоблок Балаковской АЭС был введён в эксплуатацию в 1985 году. В 2015 году впервые в истории атомной промышленности в России Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору предоставила корпорации лицензию на продление срока эксплуатации данного блока до 2045 года [3]. В 2023 году Ростехнадзор выдал лицензию на продление до 2054 года срока службы энергоблока №4. Эти события являются свидетельством вхождения Росатома в завершающую стадию первого полного производственно-технологического цикла и начала подготовки ко второму стратегическому витку.

В этой связи важно определить, какие теоретико-методологические основания могли бы содействовать руководству нашей госкорпорации для успешного прохождения указанных циклических фаз.

Экономические циклы длительностью 7–11 лет, описанные К. Жугляром, отражают изменения в инвестиционной активности, в том числе и в общем состоянии экономики, что напрямую сказывается на атомной отрасли. В периоды экономического подъёма наблюдается увеличение общего объема инвестиций, тогда как спад приводит к сокращению финансирования. Такие инвестиционные колебания влияют на сроки реализации проектов, объемы затрат и могут учитываться при принятии стратегических решений в атомной отрасли. Данные колебания необходимо учитывать для формирования более гибких стратегий, позволяющих адаптироваться к изменяющейся инвестиционной среде. Продолжительность циклов С. Кузнеца составляет 15–25 лет [25]. В первую очередь они связаны с развитием инфраструктуры, накоплением капитала и демографическими изменениями в стране. Ключевые этапы жизненного цикла АЭС, такие как, строительство, эксплуатация и модернизация инфраструктуры могут быть соотнесены с циклами Кузнеца. Также жизненный цикл АЭС может рассматриваться в контексте теории больших циклов конъюнктуры Н. Кондратьева, продолжительность которых составляет 40–60 лет [7]. Циклы Кондратьева отражают переходы, связанные с крупными технологическими прорывами, определяющими долгосрочность экономического роста, и позволяют рассматривать атомную энергетику как часть технологического уклада. На ранних этапах цикл характеризуется значительными инвестициями в научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) и активным строительством инфраструктуры [16]. По мере развития, технологии в атомной отрасли достигают зрелости, наступает фаза их долгосрочного применения (эксплуатации). Переход от одной фазы жизненного цикла к другой обусловлен технологическим развитием госкорпорации: модернизация существующих технологий, а также создание новых, таких как малые модульные реакторы или новые поколения реакторов [2].

Проектирование и строительство АЭС может достигать 7 лет, а срок их эксплуатации рассчитан на 30–60 лет [27]. Вывод станции из эксплуатации может длиться до 60 лет, поскольку подготовка энергоблоков АЭС предусматривает разработку проекта вывода из эксплуатации, радиационное и инженерное обследование, демонтаж оборудования и утилизацию ядерных отходов [29]. Ниже представлены основные этапы жизненного цикла АЭС согласно МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии) (табл. 1).

Таблица 1

Основные этапы жизненного цикла атомной электростанции (АЭС)

Этап
Содержание
Продолжительность
Разработка законодательной базы
Подготовка и принятие правовых актов, регулирующих ядерную энергетику;
Внедрение необходимых нормативных документов.
От 1 до 3 лет
Создание методологии лицензирования
Разработка методологии лицензирования организаций, участвующих в проектировании, строительстве и эксплуатации АЭС;
Установление требований к выбору площадки для строительства.
7 лет
Выбор площадки, проектирование и строительство
Оценка и окончательный выбор площадки;
Детальное проектирование станции;
Строительство основных сооружений и систем АЭС.
От 5 до 7 лет
Испытания, ввод в эксплуатацию и коммерческая эксплуатация
Проведение испытаний оборудования и систем АЭС;
Официальный ввод в эксплуатацию;
Коммерческая эксплуатация.
Испытания и ввод: ~ 2 года
Эксплуатация: до 60 лет
Вывод из эксплуатации
Стадия 1: Вывод станции из эксплуатации;
Разработка и реализация плана вывода из эксплуатации;
Демонтаж оборудования и связанных систем.
Стадия 2: Долгосрочный радиологический контроль;
Наблюдение и контроль за ОЯТ (отработавшим ядерным топливом).
Стадия 1: около 10 лет;
Стадия 2: 15–100 лет (в зависимости от мощности АЭС)
Источник: составлено авторами на основе данных МАГАТЭ [26]

Жизненный цикл продукта представляет собой последовательность сменяющих друг друга фаз, предусматривающих внедрение, рост, зрелость и упадок. Сопоставим жизненный цикл АЭС и жизненный цикл продукта по Р. Вернону (табл. 2).

Таблица 2

Сопоставление жизненного цикла АЭС с жизненным циклом продукта по Р. Вернону

Фаза жизненного цикла
Соответствующие фазы жизненного цикла АЭС
Внедрение
Формирование законодательной базы и лицензирование деятельности. (1–2 этап жизненного цикла АЭС согласно МАГАТЭ)
Рост
Выбор площадки для строительства, проектирование станции, ввод в эксплуатацию. (3–4 этапам жизненного цикла АЭС согласно МАГАТЭ)
Зрелость
Коммерческая эксплуатация АЭС (4 этап жизненного цикла АЭС согласно МАГАТЭ)
Упадок
Вывод из эксплуатации и радиологический контроль (5 этап жизненного цикла АЭС согласно МАГАТЭ)
Источник: составлено авторами на основе данных МАГАТЭ [27]

Длительность жизненного цикла АЭС делает механизмы управления в компаниях атомной промышленности уникальными, по сравнению со многими другими отраслями промышленности.

Для анализа управленческих подходов, применяемых на различных стадиях планирования в госкорпорации «Росатом», могут быть применены положения теории вертикальной интеграции Д. Стиглера, в частности его тезис о том, что степень объединения в единый технологический процесс всех этапов деятельности компании зависит от стадии жизненного цикла исходного продукта. Вертикальная интеграция становится более глубокой на ранних и поздних стадиях жизненного цикла, на промежуточных стадиях её интенсивность, как правило, снижается [33]. Поскольку на стадии проектирования и вывода из эксплуатации уровень интеграции и координации между различными звеньями госкорпорации возрастает, то подходы Стиглера выглядят практически применимыми при долгосрочного планировании жизненного цикла АЭС. Координация действий позволяет эффективно управлять сложными структурами, требующими надёжного и стабильного взаимодействия как в контуре госкорпорации, так и с внешними контрагентами.

В работе Г. Портера особое внимание уделяется интеграции на «зрелых» (промежуточных) стадиях не только как результат роста спроса, но и как необходимость в рамках обеспечения стратегического контроля [28]. Стратегический контроль в таких условиях понимается как контроль над ключевыми элементами цепочки создания стоимости для оперативного реагирования на рыночные изменения, контроль качества и снижения рисков. Кроме того, реинтеграция помогает поддерживать необходимый уровень технологических и конкурентных преимуществ в долгосрочной перспективе. Идеи Г. Портера находят отражение в практиках Росатома, поскольку госкорпорация непрерывно вовлечена не только в процессы строительства АЭС, но также в их эксплуатацию, сервисное обслуживание и добычу необходимого сырья для производства ядерного топлива. Таким образом, вертикальная интеграция, учитывающая длительность жизненного цикла в отрасли позволяет госкорпорации сохранять контроль и безопасность строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации АЭС.

Период активного строительства атомных электростанций в России пришелся на 1950-1980-е годы, когда были построены такие ключевые АЭС, как Обнинская, Курская, Балаковская и Ленинградская АЭС (табл. 3).

Таблица 3

Атомные электростанции в России: год ввода, местоположение, статус и мощность (МВт)

Год ввода
Название АЭС
Местоположение
Статус
Мощность (МВт)
1954
Обнинская АЭС
г. Обнинск, Калужская обл.
Остановлена для вывода из эксплуатации
5
1964
Белоярская АЭС
г. Заречный, Свердловская обл.
Часть блоков остановлена
1400
1964
Нововоронежская АЭС
г. Нововоронеж, Воронежская обл.
Часть блоков остановлена
1440
1973
Кольская АЭС
г. Полярные Зори, Мурманская обл.
В эксплуатации
1760
1973
Ленинградская АЭС
г. Сосновый Бор, Ленинградская обл.
Часть блоков остановлена
2000
1974
Билибинская АЭС
г. Билибино, Чукотский АО
Часть блоков остановлена
36
1976
Курская АЭС
г. Курчатов, Курская обл.
В эксплуатации
4000
1982
Смоленская АЭС
г. Десногорск, Смоленская обл.
В эксплуатации
3000
1984
Калининская АЭС
г. Удомля, Тверская обл.
В эксплуатации

4000

1985
Балаковская АЭС
г. Балаково, Саратовская обл.
В эксплуатации
4000
Источник: оставлено авторами на основе данных Госкорпорации «Росатом» [6]

Потребителями Курской АЭС являются жители всего ЦФО. Ленинградская АЭС обеспечивает 50% энергопотребления Санкт-Петербурга и Ленинградской области, а Балаковская АЭС, крупнейшая АЭС в современной России, ежегодно вырабатывает более 30 тыс. ГВт/ч [14]. Срок эксплуатации большей части энергоблоков, относящихся к первому периоду строительства АЭС приближается к завершению, что ставит перед Госкорпорацией «Росатом» масштабную задачу по безопасному и эффективному выводу АЭС из эксплуатации или продлению службы энергоблоков, что определяет приоритетные направления работы: реализация программы модернизации и продления срока службы энергоблоков, а также разработка технологий долгосрочного контролируемого хранения и переработки [1].

Несмотря на проекты модернизации энергоблоков, вопрос подготовки к выводу из эксплуатации остается актуальным и требует инвестиций и разработки новых технологий утилизации частей энергоблоков.

Проблемы и перспективы

Поскольку одной из наиболее сложных задач, стоящих перед российской атомной промышленностью, является вывод из эксплуатации или модернизация устаревающих энергоблоков, представляется обоснованным предвидеть три вызова, с которыми столкнётся Росатом в ближайшей и среднесрочной перспективе:

1. Устаревание энергоблоков. К 2030 году планируется остановка 19 энергоблоков.

2. Отсутствие инфраструктуры и технологий. Вывод из эксплуатации требует современной инфраструктуры для дезактивации, демонтажа и обращения с радиоактивными отходами.

3. Обращение с радиоактивными отходами. Переработка, временное хранение и утилизация радиоактивных отходов на сегодняшний день являются сложно реализуемыми с технической точки зрения, а также финансово затратными [5].

Основным методом вывода из эксплуатации избрана стратегия немедленного демонтажа, подразумевающая демонтаж здания, систем и оборудования сразу после завершения эксплуатации энергоблока [13]. Вывод энергоблоков из эксплуатации можно разделить на несколько ключевых этапов.

Первый этап - разработка концепции и программы безопасного вывода из эксплуатации, проведение инженерно-радиационного исследования, подготовка обоснований безопасности [8].

Второй этап характеризуется обеспечением инфраструктуры, позволяющим провести дезактивацию оборудования и его демонтаж.

Третий этап – дезактивация и демонтаж. Обращение с радиоактивными отходами и реабилитация территорий составляют четвертый этап, в рамках которого производится извлечение, сортировка, переработка и обращение с ядерными отходами. В рамках реабилитации территорий реализуются мероприятия по рекультивации площадок, на которых находились блоки и снятие зоны с регулирующего контроля.

Усилия Росатома, направленные на разработку технологий и инфраструктуры для решения возникающих проблем, включают:

1. Внедрение пилотных проектов. На Нововоронежской и Ленинградской АЭС внедряются технологии обращения с радиоактивными отходами.

2. Создание инфраструктуры для хранения отходов. Меры по хранению радиоактивных отходов реализуются на Ленинградской и Белоярской АЭС, где уже оборудованы пункты временного хранения.

3. Процесс цифровизации и роботизацию. Внедрение цифровых технологий и роботизация некоторых участков для дистанционного демонтажа радиоактивного оборудования реакторов повышает эффективность и безопасность мероприятий по ликвидации устаревающих реакторов.

Так как жизненный цикл АЭС в среднем достигает 40–60 лет, можно предположить, что стратегическое планирование следует ориентировать на сопоставимый временной горизонт. Такой подход позволяет не только эффективно управлять ресурсами, но и заранее предусмотреть будущие технологические, экологические и экономические изменения, влияющие на отрасль.

Заключение

Основной характеристикой жизненного цикла АЭС является его длительность, которая охватывает несколько управленческих поколений. На сегодняшний день российская атомная промышленность впервые столкнулась с завершающим этапом жизненного цикла АЭС, что создает необходимость в формировании управленческого опыта, который будет служить базой для стратегического планирования следующего производственно-технологического цикла новых или модернизированных АЭС.

Исследование показывает, что управление жизненным циклом российских АЭС требует комплексного подхода, сочетающего стратегическое, тактическое и оперативное планирование. Долгосрочное планирование выражается в виде стратегических мер, необходимых для вывода из эксплуатации устаревающих энергоблоков и обеспечения длительного радиологического мониторинга. При этом оперативно-тактические решения, связаны с подготовкой нормативной базы, строительством и эксплуатацией. Вышеперечисленные факторы и характеристики делают эту сферу уникальной с управленческой точки зрения. Необходимо обеспечивать баланс между достижением долгосрочных целей и гибкостью тактического и оперативного управления. При этом использование моделей жизненного цикла, принципа вертикальной интеграции и непрерывности управленческих процессов позволит укрепить позиции России на мировом энергетическом рынке.


Страница обновлена: 16.04.2025 в 10:01:25