Отказ от российского ядерного топлива начинается в пустыне Нью-Мексико

Отказ от российского ядерного топлива начинается в пустыне Нью-Мексико

Конфликт России и Украины вынуждает США и Европу искать альтернативные источники обогащенного урана для питания своих реакторов, пишет издание.

В отдаленном, пыльном уголке Нью-Мексико, так настолько рядом с Техасом, что если вы подойдете слишком близко, ваш смартфон поменяет часовые пояса, находится нетронутая фабрика, которая является лучшим шансом для США избавиться от зависимости, о которой мало кто знал — это уран, обогащенный в России.

Возле завода Urenco стоимостью 5 миллиардов долларов растут кактусы и ящерицы греются под палящим солнечным светом под наблюдением тяжеловооруженной охраны. Внутри предприятия безупречная чистота, блестит отполированное оборудование, которое выглядит совершенно новым, хотя часть его находится в эксплуатации уже много лет. Сотни центрифуг, каждая высотой не менее 20 футов, вращаются со сверхзвуковой скоростью и производят пронзительный вой, который разносится по огромному залу, где они отделяют изотопы урана, необходимые для производства топлива для атомных электростанций. По соображениям безопасности части трубопроводов, соединяющих машины, защищены от любопытных посетителей.

Завод обеспечивает около трети потребности США в обогащенном уране и находится в процессе увеличения производства на 15%. Это центральный элемент трансатлантического проекта по возобновлению производства топлива для снабжения парка ядерных реакторов Запада, стержня энергетической безопасности и усилий по сокращению выбросов углекислого газа. Urenco Ltd. — единственный коммерческий поставщик обогащенного урана в Северной Америке. В настоящее время около половины мировых поставок приходится на Россию, что является неудобной реальностью для лидеров США и Европы после начала конфликта России и Украины.

Высокий уровень безопасности легко понять. Рецепт изготовления ядерного топлива — один из самых охраняемых секретов человечества: это технология двойного назначения, то есть методы, питающие реакторы применимы и для создания атомных бомб. В течение многих лет США отказывались делиться или передавать технологии производства топлива, впервые разработанные для Манхэттенского проекта в 1940-х годах, в результате которого были сброшены бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки. Теперь же Вашингтон призывает все больше стран развивать этот потенциал.

Исторически Россия доминировала в топливном цикле внутри своих границ, прежде чем экспортировать обогащенный уран…

США нужна помощь союзников для завершения уранового цикла. Объекты производства урана по стадиям топливного цикла. Источники: Всемирная ядерная ассоциация, отчеты компаний.

Примечание: *Стандартная мера энергии, необходимой для разделения изотопов урана в процессе обогащения на ядерных установках.

Поводом для такого изменения взглядов стал конфликт на Украине. Спустя примерно 18 месяцев российская государственная корпорация «Росатом» по-прежнему остается крупнейшим в мире производителем обогащенного урана. Она снабжает почти четверть из 92 ядерных реакторов Америки и десятки других электростанций в Европе и Азии.

Западные правительства избегают санкций против «Росатома», потому что это рискует нанести больший ущерб их собственной ядерной промышленности и экономике, чем экономике России.

«Мы несем издержки чрезмерной зависимости от России в области ядерного топлива, — соглашается Пранай Вадди, советник Белого дома по ядерным вопросам в Совете национальной безопасности. — И это не только мы, это весь мир».

Завод обеспечивает около трети потребности США в обогащенном уране и находится в процессе увеличения производства на 15%. Фотограф: Марк Феликс/Bloomberg.

«Монстр Франкенштейна»

Восстановление топливного цикла в Северной Америке и наращивание мощности европейских поставщиков — масштабная задача. Недавний переворот в Нигере, который обладает около 5% мировых запасов урана и который долгое время был важным поставщиком для бывшего колониального правительства Франции, увеличивает геополитические ставки, присущие этому бизнесу. Национальное предприятие Южной Африки Eskom Holdings SOC Ltd. допустило истечение срока действия торгового соглашения с США в декабре, а затем подписало соглашение с Россией о совместном производстве ядерного топлива, что является частью инициативы по восстановлению собственного топливного цикла африканской страны.

Если западные страны потерпят неудачу в попытке восстановить сектор, они столкнутся с рядом неприятных вариантов. Они могли бы продолжать полагаться на «Росатом», предполагая, что Москва по-прежнему готова вести бизнес. Но учитывая, что большинство энергокомпаний хранят запасы топлива только на 18 месяцев, если Россия прекратит продажи, существующие реакторы, вероятно, придется начать отключать из-за отсутствия альтернативных поставок.

Компания Urenco, базирующаяся за пределами Лондона, раскрывает мало подробностей о том, как работают ее центрифуги, их размеры и даже сколько ядерного топлива производит каждая из них. Запланированное расширение мощностей в Нью-Мексико для увеличения мощности будет завершено в 2027 году, и в сочетании с наращиванием мощности материнской компании в Европе этого будет достаточно, чтобы покрыть долю Росатома на американском рынке, считает Карен Фили, главный исполнительный директор Urenco. Американская дочерняя компания Urenco, не раскрывая стоимость расширения производства в городке Юнис.

«Мы являемся очень разумным решением для США, — сказал Фили. — Увеличения производства Urenco будет достаточно, чтобы покрыть любой дефицит российского импорта».

Карен Фили. Фотограф: Марк Феликс/Bloomberg

Хотя эти заверения и приветствуются, они подчеркивают экономическую уязвимость усилий по перезагрузке уранового топливного бизнеса Запада. Президент США Джо Байден и премьер-министр Канады Джастин Трюдо во время мартовской встречи пообещали диверсифицировать цепочку поставок ядерного топлива с помощью «союзников-единомышленников» и лучше координировать конверсию, обогащение и производство. В течение трех недель они завербовали Францию и Великобританию, чтобы помочь вообще вытеснить Россию из бизнеса по производству ядерного топлива.

Хотя Европа получает около 30% своего обогащенного урана из России, она ее производственные мощности больше, чем у США, и у нее больше возможностей быстро адаптироваться. Urenco, консорциум Великобритании, Германии и Нидерландов, рассматривает возможность расширения объектов в этих странах, а французская Orano SA планирует расширить свои внутренние мощности.

К тому времени, как уран попадает на такой завод, как завод Urenco в Юнисе, он уже проходит несколько стадий обработки. Первым шагом является выявление редких месторождений урана в отдаленных регионах. После добычи и измельчения руда преобразуется в газообразный фтор и закачивается в бочки. Их отправляют на обогатительные предприятия, где гексафторид урана (UF6) подается в каскады центрифуг, совершающих более тысячи оборотов в секунду. Изотоп урана-235, необходимый для поддержания цепной реакции деления, составляет менее 0,7% сырой руды. Процесс обогащения повышает концентрацию примерно до 5%.

Процесс переработки измельченного урана в газ UF6 является наиболее узким местом в ядерном топливном цикле США. Единственный конверсионный завод в США был закрыт в 2017 году, когда мировой рынок был перенасыщен, а цены упали. Это вынудило предприятия сократить запасы и закупить продукцию на международном уровне, открыв двери для России и Китая, которые вместе контролируют около двух третей мирового рынка переработки урана.

Цены на UF6 с тех пор выросли в десять раз, поэтому компания ConverDyn из Колорадо в этом году вновь открывает законсервированное предприятие по переработке UF6 в Иллинойсе. Но компания — совместное предприятие Honeywell International Inc. и General Atomics — хочет получить гарантии от потенциальных клиентов, прежде чем рассматривать возможность достаточного расширения, чтобы вытеснить российские поставки.

Внутри этот объект безупречен: яркое, отполированное оборудование выглядит совершенно новым, хотя часть оборудования находится в эксплуатации уже много лет. Фотограф: Марк Феликс/Bloomberg.

«Все спрашивают: что для этого нужно? Сколько это будет стоить? — делится Малкольм Кричли, генеральный директор ConverDyn. — Если люди искренне хотят уйти из России и действительно хотят альтернативы, они должны подкрепить эти обязательства долгосрочными контрактами».

Кричли добавил, что около 10 клиентов, подписавших десятилетние контракты, оправдывают подобное расширение.

Но даже такой подход выглядит фрагментарным. «Росатом» интегрировал все звенья ядерно-топливного цикла от начала до конца внутри России. На данный момент западные правительства и компании взяли на себя около 20 миллиардов инвестиций, а также новые обязательства по повторению достижений «Росатома». Но это по-прежнему выглядит как сложная головоломка, включающая добычу полезных ископаемых и конверсию в Канаде, где единственное предприятие по обогащению находится в собственности США и арендуется европейским консорциумом.

Кремль высмеял эти усилия. «Соглашение выглядит как попытка создать монстра Франкенштейна, — заявил «Росатом» в своем июньском  пресс-релизе. — История показывает, что до сих пор функционировали только отдельные части этого «монстра цепочки поставок».

Даже при выполнении всех поставленных задач Западу все равно может потребоваться пять лет, чтобы отвыкнуть от «Росатома», уверен Дэн Понеман, бывший заместитель министра энергетики США, а сейчас главный исполнительный директор Centrus Energy Corp. Компания, базирующаяся в Мэриленде, развивает завод стоимостью 150 миллионов долларов по производству нового типа уранового топлива для ядерных реакторов следующего поколения.

«Нероссийского обогащенного урана недостаточно, чтобы питать мировые реакторы, даже несмотря на 15-процентную надбавку Urenco — сказал он. — Даже не близко».

Емости, наполненные газообразным гексафторидом урана, который необходимо обогащать для энергетических реакторов. Преобразование измельченного урана в этот газ является наиболее узким местом в ядерном топливном цикле США. Фотограф: Марк Феликс / Bloomberg.

Дорога из Лос-Аламоса

Цикл превращения урана в ядерное топливо был разработан в 1940-х годах, чтобы Дж. Роберт Оппенгеймер мог испытать атомные бомбы в пустыне Нью-Мексико в гонке против нацистских ученых, пытающихся разработать такое ​​же разрушительное оружие. Спустя почти восемь десятилетий в отрасли наблюдается иная конкуренция.

Urenco является вторым по величине обогатительным предприятием с долей мирового рынка около 30% и половиной рынка США. Она вошла в этот сектор в середине 1970-х годов, когда в отрасли по обогащению урана доминировали американские и российские инженеры, чьей целью была переработка и накопление огромных объемов тяжелого металла для боеголовок. Центрифуги Urenco в Европе являются одними из немногих за пределами России, которые все еще работают со времен холодной войны.

Последний принадлежащий США коммерческий завод по обогащению в Падуке, штат Кентукки, закрылся в 2013 году после более чем 60 лет работы. Эта потеря мощностей в сочетании с растущим отвращением к атомной энергетике, последовавшим за аварией на японской АЭС «Фукусима» в 2011 году, способствовала большей зависимости от «Росатома», даже после того, как Россия присоединила Крым в 2014 году.

Но Россия не просто подпитывает вчерашние проекты, она также обеспечивает безопасность завтрашних клиентов, строя атомные электростанции в Китае, Индии, Египте, Турции и Бангладеш, которые на десятилетия связаны контрактами «Росатома» на поставку топлива. Из-за аспектов и сложности национальной безопасности производители ядерного топлива, как правило, контролируются государством. Так обстоит дело в Китае, Европе и России. По оценкам аналитиков, Иран, относительно новый член клуба по обогащению урана, потратил более 13 миллиардов долларов только на затраты на инфраструктуру, чтобы присоединиться к ним.

Поставщики атомного топлива США. Американцы полагаются на остальной мир, в производстве пятой части своей электроэнергии. Источники: Всемирная ядерная ассоциация; Управление энергетической информации США; Отчеты компаний. Примечание: *Стандартная мера энергии, необходимой для разделения изотопов урана в процессе обогащения на ядерных установках.

Тем не менее, это не особенно крупный бизнес, по крайней мере, если не принимать во внимание его стратегическую важность. В прошлом году Urenco получила прибыль в размере 427 миллионов евро (463 миллиона долларов США) при объеме продаж в 1,7 миллиарда евро. Реальная ценность атомных электростанций заключается в том, что они остаются в эксплуатации на протяжении десятилетий, приводят к длительным международным отношениям и рассматриваются как важные инструменты дипломатии. Это объясняет участие правительства и то, почему «Росатом» объединяет долгосрочные соглашения на поставку топлива со сделками по строительству реакторов.

США хотят, чтобы инвесторы получали прибыль от каждого звена в цепочке поставок. Конгресс рассматривает закон о создании национального запаса ядерного топлива, произведенного в США — эквивалентного стратегическому нефтяному резерву страны, который может быть использован в чрезвычайной ситуации — с подписанием как минимум двух контрактов до 2027 года. Закон предлагает налоговые льготы и кредитные гарантии для отрасли.

Urenco — не единственная компания, которая получит выгоду. Канадская Cameco Corp., крупнейшая североамериканская компания по добыче урана и ключевой поставщик других ядерных услуг, приобретает долю в Westinghouse Electric Co., которая использует обогащенный уран и производит топливные стержни, в рамках сделки, которая оценивает американскую компанию примерно в 8 миллиардов долларов. Ожидается, что это даст Северной Америке вертикально интегрированное производство — от добычи урана до загрузки его в реактор — что станет основой для развития общеотраслевой цепочки поставок.

Канада занимает третье место в мире по запасам урана и является четвертым по величине производителем руды, которая питает реакторы в США и Европе. «Нас приглашают на вечеринки, на которые нас никогда раньше не звали, — смеется Брайан Рейли, главный операционный директор Cameco. — Это попутный ветер, которого мы не видели уже давно».

Перед переворотом в Нигере контролируемая государством французская компания Orano предлагала расширить мощность своего отечественного обогатительного завода примерно на 30% к 2028 году, предполагая, что она получит достаточно заказов от международных клиентов, чтобы оправдать расходы в 2 миллиарда евро. Эта дополнительная мощность могла бы обеспечить питание еще около 20 реакторов.

После начала конфликта России и Украины Orano подписала контракты на обогащение с некоторыми энергокомпаниями Центральной Европы, утверждает Жак Пейтье, старший исполнительный вице-президент компании по клиентам и стратегии. Также рассматривается возможность строительства завода в США.

«У нас есть клиенты, которые четко понимают стратегические ставки, но другие все еще находятся в режиме выжидания», — поделился генеральный директор Филипп Кнош, ожидая исхода конфликта.

По оценкам Международного энергетического агентства, глобальная ядерная мощность должна удвоиться к 2050 году по сравнению с уровнем 2020 года, чтобы не отставать от графика и способствовать достижению целей с нулевым уровнем выбросов. И спрос со стороны отдельных стран растет. В августе Швеция объявила, что ей необходимо утроить мощности атомной энергетики в течение следующих нескольких десятилетий, чтобы удовлетворить растущий спрос на электроэнергию, и построить к 2045 году как минимум 10 новых реакторов, каждый из которых будет нуждаться в обогащенном уране.

По данным отраслевой группы Всемирной ядерной ассоциации, для достижения цели МЭА реакторам во всем мире, включая Россию, может потребоваться примерно на 80% больше урана к 2040 году, или около 112 300 тонн в год.

Кит Армстронг Фотограф: Марк Феликс/Bloomberg

В 2021 году Urenco не планировала расширяться в США. Но, стоя в огромном складском помещении в Юнисе, забитом готовыми к отправке емкостями, каждая из которых наполнена более чем 2 тоннами обогащенного урана ценой 1 миллион долларов, Кит Армстронг, руководитель аппарата компании, сказал, что заказы выросли почти на 25% в прошлом году, когда мир попытался уйти от «Росатома».