Малі ядерні реактори забезпечать енергією армію США. Чи є надія на це для України?

Пентагон запускає програму, за якою на американських військових базах до кінця десятиліття з'являться перші малі модульні ядерні реактори. Один такий реактор зможе живити військову базу з аеродромом, системою ППО та всією логістикою. Зайве казати, наскільки це важливо сьогодні і для наших військових. Без електроенергії вести війну ніхто не зможе. Чи є у нас бачення, що це не захмарна перспектива, а вже близько?

Що таке малі модульні ядерні реактори, які Пентагон планує впровадити для своїх військових у найближчі роки, максимум до кінця цього десятиліття? Це компактні ядерні установки, які здатні генерувати енергію на рівні до кількох десятків мегават. Для порівняння, сучасний енергетичний реактор на атомній електростанції виробляє приблизно 1000 мегаватів електрики, що в 20-40 разів більше. Проте один малий модульний реактор може забезпечити електрикою місто з населенням від 50 до 70 тисяч осіб або цілком живити військову базу з аеропортом, системою протиповітряної оборони, дата-центрами та логістичними центрами. Це означає, що його потужності цілком достатньо для задоволення енергетичних потреб багатьох ключових об’єктів.

Такі реактори США планують у перспективі широко використовувати як джерела живлення для критичної інфраструктури. З'єднані в мережу, вони здатні стати основою стійкої розподіленої генерації.

Концепт малої модульної ядерної електростанції, фото: gettyimages

Під час свого другого офіційного візиту до Великої Британії Дональд Трамп привіз із собою значну команду бізнес-лідерів. Окрім проектів, пов’язаних зі суперкомп’ютерами і штучним інтелектом, були також представлені ініціативи, що стосуються розвитку нової ядерної енергетики, яка повинна забезпечити енергією інфраструктуру інформаційної економіки. Про це детально повідомлялося у виданні Еспресо.

Отже, світ вступає в етап трансформації ядерної енергетики з централізованого на розподілене виробництво електроенергії. На фоні російських нападів на українську енергетичну інфраструктуру та окупації Запорізької атомної електростанції, стає дедалі ясніше, наскільки важливим є цей перехід і для нашої країни. Питання, яке виникає: коли ж це відбудеться? Відповідь: це не станеться миттєво, але, здається, цей момент наближається швидше, ніж ми могли б очікувати. Давайте розглянемо причини цього.

Концепція малих модульних реакторів (SMR) полягає в заміні традиційних масштабних атомних електростанцій на серійно виготовлені енергетичні установки. Ці компактні реактори виробляються на заводах, доставляються на місце у вигляді модулів, де їх монтують та підключають до місцевої електромережі – спочатку на військових базах, а згодом – на об'єктах, таких як дата-центри, промислові зони чи міста. Такий підхід дозволяє суттєво знизити витрати та скоротити терміни реалізації проектів, а також розподілити атомну генерацію на численні менші установки замість декількох величезних станцій. Крім того, аналогічно до конструктора Лего, можна легко додавати нові потужності, які за своїм масштабом можуть конкурувати з газовими тепловими електростанціями або великими котельнями. Весь процес буде значно компактнішим, і, що найголовніше, не вимагатиме постійного постачання пального.

Як цю ідею виразити в коштах та термінах? Спочатку про гроші. Попри відносно низьку собівартість кіловат-години на активних АЕС, великі енергоблоки залишаються одним із найдорожчих видів генерації з погляду інвестицій на мегават. Для сучасних проєктів капітальні витрати на класичну атомну станцію часто перевищують 7-10 тисяч доларів за кіловат встановленої потужності, а в окремих випадках підіймаються до 15 тисяч доларів і вище, при строках будівництва 7-10 років. Для порівняння: нові газові теплоелектростанції зазвичай потребують 0,8-1,5 тисячі доларів інвестицій на кіловат, вугільні -- приблизно 2-3 тисячі доларів, і зводяться значно швидше.

Скільки коштуватиме електроенергія від малих модульних реакторів (SMR -- small modular reactor)? Перші оцінки коливаються в діапазоні 3-6 тисяч доларів за кіловат, але це переважно модельні розрахунки або проєкти "першої черги", де ціна надзвичайно нестабільна. Деякі дослідження, навпаки, показують, що перші SMR виходять дорожчими за великі блоки через втрату ефекту масштабу та відсутність серійного виробництва.

Тепер про час. Швидка реалізація проєкту -- ключова обіцянка нового формату. Для типового SMR у низці економічних моделей закладають на будівництво 1,5-3 роки проти щонайменше п'яти років для класичного блоку на гігават. У військових проєктах ще крутіше: американський демонстраційний мікрореактор Project Pele планують спроєктувати, побудувати й ввести в дослідну експлуатацію в межах п'ятирічного циклу, а програму Janus для розгортання мікрореакторів на дев'яти базах армії США орієнтують на 2028 рік, тобто за три роки.

Як функціонують компактні модельні реактори?

Під парасолькою назви SMR є кілька різних технологічних підходів. Частина проєктів -- це умовно зменшені копії традиційних легководних реакторів. Та сама фізика процесів, те саме паливо, але компактніша установка, розрахована на заводську збірку та доставлення модулем. Інша група -- спроба перенести в енергетику те, що колись залишалося на рівні дослідних або військових програм: натрій-охолоджувані швидкі реактори, високотемпературні газоохолоджувані установки, реактори на розплавлених солях - від теплоносія, який передає тепло ядерного палива до теплообмінників, значною мірою залежать і конструкція реактора, і параметри палива. Є й "напівморський" напрям: використання досвіду реакторів на підводних човнах та кораблях, але з адаптацією під цивільні вимоги -- цивільний персонал, цивільне страхування, стандартні процедури регулятора.

Навіть в умовах оптимістичних прогнозів, електрична енергія, отримана з перших малих модульних реакторів (SMR), виявляється дорожчою, ніж енергія від газових електростанцій або великих вітрових і сонячних установок. Для деяких концепцій розрахункова вартість коливається в межах 80-100 доларів за мегават-годину, в той час як нові проекти вітрової та сонячної генерації демонструють ціни в межах 30-50 доларів.

Але ідея переходу на модульну атомну генерацію -- інша: очікується, що із запуском серій -- десятків, а потім сотень установок -- вартість обладнання та будівництва зменшиться, а премія за високу потужність і незалежність від погоди компенсує різницю з відновлюваною енергетикою. Скептики нагадують, що для досягнення цього ефекту потрібні роки стабільних замовлень, відпрацьований ланцюжок постачання і політична воля тримати ядерний курс, навіть коли окремі проєкти провалюються. Проте голос оптимістів стає дедалі гучнішим.

У Сполучених Штатах приватні підприємства активно досліджують нові можливості. Наприклад, компанія Holtec розвиває ініціативу Mission 2030, яка передбачає зведення перших SMR-300 на території Palisades у штаті Мічиган. Крім того, великі гравці, такі як Amazon, висловлюють зацікавленість у модульних ядерних реакторах, які можуть забезпечити енергією дата-центри та AI-кластери, співпрацюючи з такими розробниками, як X-energy.

Якщо розглянути ситуацію в більш широкому контексті, американська програма мікрореакторів для військових баз є не просто окремим експериментом, а складовою частиною глобальної тенденції, що зароджується в ряді розвинених держав.

Канада вже розпочала реалізацію проекту свого першого маломасштабного реактора: планується, що SMR потужністю близько 300 мегаватів, який зводять поблизу станції Дарлінгтон в Онтаріо, буде введений в експлуатацію до 2030 року. Цей реактор вважається першим кандидатом на звання робочого SMR у "західному світі". Він забезпечить енергією близько 300 тисяч домогосподарств і стане еталоном для створення ще трьох таких же установок у провінції.

У Великій Британії уряд обрав проект Rolls-Royce SMR як національну платформу для малих ядерних реакторів, виділивши мільярдні інвестиції для підготовки до будівництва перших трьох модулів, запланованих на середину 2030-х років. Маленькі реактори повинні стати доповненням до масштабного проекту Sizewell C і увійти до складу стратегії з декарбонізації енергетичної системи. Наразі це більше політично-економічне зобов'язання, ніж реальний етап генерації електроенергії.

невеликий модульний реактор, зображення: flickr.com

Уряди, які підтримують розвиток малих модульних реакторів, в даний час вбачають у них роль "ядерного резерву" в умовах стрімкого зростання відновлювальної енергетики, яка, однак, не здатна повністю задовольнити всі вимоги. Міжнародне енергетичне агентство та спеціалізовані ядерні організації у своїх прогнозах малюють картину, де до 2050 року значна частина нових ядерних потужностей буде припадати саме на SMR. Водночас розвинені економіки прагнуть відновити свою частку в ядерному будівництві, яку вони раніше поступили Китаю та Росії.

Погляд інвесторів став більш об'єктивним.

З одного боку, малий модульний реактор -- це теоретично менша вартість входження в проєкт, ніж будівництво класичної АЕС. А, значить, шанс увійти на ринок ядерної генерації як портфельний гравець, а не як держава з необмеженим бюджетом.

З іншого боку, перші значні проєкти малих модульних реакторів (SMR) вже виявили певні ризики, такі як збільшення витрат, відмова замовників (наприклад, у США було скасовано проєкт NuScale) та тривалі терміни будівництва, які вкрай чутливі до інфляційних коливань. У результаті інвестори готові вкладати кошти лише в ті ініціативи, що мають надійні державні гарантії, які можуть проявлятися у вигляді прямих субсидій або довгострокових контрактів на постачання електроенергії.

Тож які перспективи малих модульних реакторів?

Справжня масовість SMR можлива лише тоді, коли з'являться не поодинокі рішення, а пакети типових проєктів, які можна ліцензувати за спрощеною процедурою. Саме на це розраховують американські та канадські ініціативи: вони намагаються довести перші блоки до комерційної експлуатації у 2030-х роках, щоб потім перейти до серії.

Наразі світ перебуває в стадії трансформації: багато хто обговорює малі модульні реактори, проте поза кількома експериментальними майданчиками ця технологія ще не стала широко впровадженою, виступаючи радше як політична та інвестиційна прогноза на майбутнє.

На фоні цих подій ініціативи Росії виглядають як віддзеркалення, однак в напрямку військової ескалації. РФ яскраво демонструє свої інвестиції в "малі реактори" в контексті озброєнь, а не енергетичних потреб: ядерні установки, призначені для крилатої ракети "Бурєвєснік" та підводного безпілотника "Посейдон", подаються як суперзброя з безмежним радіусом дії, розроблена завдяки "унікальним малим" реакторам російського виробництва.

Ймовірний вигляд 9М730 "Буревестник" і ТПК до неї, скрін з відео міноборони РФ

Отже, мова йде не про стандартні енергетичні установки, призначені для міст чи промислових зон, а про специфічні, вкрай дорогі та ризиковані системи, які функціонують в рамках логіки залякування, а не в контексті декарбонізації чи модернізації енергетичних технологій. Інакше, чому ж Росія не почне просувати ці реактори як джерела енергії для населених пунктів і промислових підприємств?

До недавнього часу Російська Федерація намагалася перетворити свій імідж на "ядерну державу, що приносить світло в Африку". Компанія "Росатом" пропонувала африканським країнам різноманітні пакети, які включали не лише великі ядерні реактори, а й маломасштабні та плавучі рішення, а також послуги з постачання пального, регулювання та підготовки фахівців. І, як особливий бонус, модульні установки, які "скромно" рекламувалися як ідеальні для "інфраструктурних реалій Африки". Ці пропозиції з'явилися в той час, коли російські військові найманці посилювали свою присутність у кількох країнах континенту. Для деяких місцевих еліт ядерна програма стала частиною ширшої політичної угоди — енергетичні ресурси в обмін на безпеку, що, в свою чергу, призводило до тривалої залежності від російських технологій та політичного впливу.

Цікаво, що остання хвиля інформаційного галасу навколо "запусків" "Бурєвєсніка" і "Посейдона" з "надмалими реакторами Путіна" активізувалася в той момент, коли інтерес до російських "ядерних ініціатив в Африці" почав зменшуватися. Це свідчить про те, що ці російські проекти не мають істотного комерційного потенціалу.

В Україні питання малих модульних реакторів активно обговорюється протягом деякого часу.

У 2018 році "Енергоатом" разом з компанією Holtec уклали меморандум про впровадження технології SMR-160, передбачивши можливість перетворення України на виробничу базу для компонентів цих реакторів. У 2023 році угоду було модернізовано: тепер йдеться про можливе розгортання до двадцяти SMR-160, з першим пілотним проектом, який планують підключити до електромережі приблизно у 2029 році. А влітку 2025 року на конференції, присвяченій відновленню України, сторони підписали ще один важливий документ, що стосується створення в Україні заводу для виробництва малих модульних реакторів і контейнерів для відпрацьованого ядерного пального за технологією Holtec.

Паралельно триває розвиток співпраці з компанією Westinghouse. У 2023 році "Енергоатом" та американська фірма уклали угоду щодо потенційного впровадження AP300 — малих модульних реакторів потужністю 300 мегаватів, які базуються на вже затвердженій технології AP1000. Westinghouse має намір отримати сертифікацію дизайну AP300 до 2027 року і розпочати будівництво в наступні десятиліття. У ряді своїх заяв компанія визначає Україну як один із перших можливих майданчиків для реалізації цього проекту.

На території будівництва першого у світі комерційного маломасштабного модульного реактора Linglong One в Китаї, зображення: gettyimages.

На папері це виглядає переконливо: до 2035 року Україна офіційно планує поетапно відмовитися від вугілля в енергетиці, і для регіонів, що залежать від видобутку вугілля, необхідно знайти альтернативу великим тепловим електростанціям — з новими робочими місцями, податковими надходженнями та точками економічного зростання. У такій ситуації маломасштабні модульні реактори (SMR) можуть стати не лише "новими атомними електростанціями", а й важливою частиною ядерної інфраструктури для промислових агломерацій. Уявіть собі компактні реактори поряд з індустріальними парками, логістичними центрами та модернізованими містами шахтарів, де застарілі вугільні котли більше не відповідають потребам. Чи не захоплює ця перспектива? Політичний підтекст також очевидний: замість будівництва ще одного величезного блоку радянського зразка, держава інвестує в атомну установку для потреб конкретного регіону.

Переваги малих модульних реакторів стають дедалі очевиднішими в умовах сучасної війни. Цей конфлікт яскраво продемонстрував вразливість радянських ядерних об'єктів. Запорізька АЕС, найбільша в Європі, потрапила під окупацію і неодноразово втрачала зовнішнє електропостачання, змушуючи перейти на аварійні дизель-генератори. Це підкреслює, що атомні електростанції радянського зразка не забезпечують належного захисту від російської агресії. Навпаки, такі об'єкти стають мішенню для Росії, яка прагне "повернути" українські атомні станції, навіть якщо вони зазнали руйнувань.

Звісно, кардинальна зміна моделі не можлива в короткотерміновій перспективі. Очевидно, що поки наявні АЕС не відпрацювали всі зроблені багаторічні інвестиції, вони продовжуватимуть працювати. Але стратегічний погляд уперед має включати й інші, вже близькі технологічні опції. І серед них малі модульні реактори виглядають найбільш реалістичним напрямом для майбутньої ядерної енергетики України.