Как США планируют ослабить лидерство России в ядерном топливе
Спрос на атомную энергию растет, и Россия доминирует в мировых поставках обогащенного урана.
Вскоре после того, как Россия начала СВО на Украине в 2022 году, США запретили импорт российской нефти, сжиженного природного газа и угля.
Но не все энергетические поставки были включены в санкции США, а также их европейских союзников. Напротив, западные державы позаботились о том, чтобы не прерывать поток сырья и услуг от российского государственного ядерного гиганта Росатом и его дочерней компании Техснабэкспорт (Tenex).
Экономические последствия конфликта на Украине выявили множество уязвимостей в американских и европейских энергетических поставках, не в последнюю очередь в ядерном секторе, где более пятой части обогащенного уранового топлива, необходимого для работы ядерного флота обоих регионов, поступает из России.
Для энергетического сектора США это был призыв к действию. Коммунальные компании потратили два года, накапливая ядерное топливо на случай, если российские поставки прекратятся. В то же время Вашингтон предпринимает многомиллиардный рывок, чтобы восстановить свой канал поставок ядерного топлива, который сильно пострадал в результате сильного спада спроса на топливо после аварии на АЭС Фукусимы в 2011 году.
Землетрясение и цунами, которое поразило восточное побережье Японии, вызвали самую серьезную ядерную катастрофу за четверть века и побудили многие страны переосмыслить развитие ядерной технологии.
Внезапное сокращение инвестиций в атомную энергетику вызвало кризис у многих частных компаний, осуществляющих поставки урана и предоставляющих сопутствующие услуги в этом секторе, такие как конверсия и обогащение, которые необходимы для снабжения реакторов топливом.
Цены на уран превысили порог в $100 впервые с 2007 года ($ за фунт).
«У нас был огромный канал поставок до того, как авария на Фукусима опустошила рынок», - говорит Даниэль Понеман, бывший исполнительный директор Centrus Energy Corp, американской компании по атомному топливу.
Спад на рынке привел к зависимости от России. Например, Техснабэкспорт имеет монополию на коммерческие продажи высокопробного низкообогащенного урана Haleu, использующегося как топливо для реакторов последнего поколения.
Понеман говорит, что США были единственной страной в мире, которая приватизировала свой «чувствительный» сектор ядерных технологий двойного назначения, оставив его открытым. Затем конфликт на Украине перевернул «весь мир ядерной энергетики с ног на голову», побудив Вашингтон к перезагрузке отрасли.
После первоначального отказа Вашингтона от введения санкций, ядерная отрасль США взяла на себя обязательство положить конец зависимости от услуг по обогащению и конверсии топлива из России. И хотя этот поэтапный процесс займет годы, Конгресс обдумывает законодательство о запрете импорта от Росатома и Техснабэкспорта.
СВО на Украине совпала с ростом спроса на ядерную энергию в качестве альтернативы ископаемому топливу. Климатическая команда Джо Байдена назвала ее ключевой технологией, которая может помочь миру достичь целей Парижского соглашения. В прошлом месяце Вашингтон присоединился к 21 стране, включая Великобританию, Францию и Японию, пообещавших к 2050 году увеличить ядерные мощности в три раза.
Планы США в отношении внутренней промышленности получили поддержку со стороны Франции, Канады, Японии и Великобритании, которые совместно пообещали выделить $4.2 млрд. на повышение мощности обогащения и конверсии ядерного топлива в мировом масштабе.
Они планируют построить новые ядерные реакторы и изучают перспективы малых модульных реакторов (SMR), которые считаются более безопасными и эффективными, чем существующая технология. Частные инвесторы, в том числе Билл Гейтс и руководитель OpenAI Сэм Альтман, поддерживают стартапы, разрабатывающие SMR.
Спрос на уран и ядерное топливо также вырос, потому что США, Великобритания и несколько других западных стран продлили срок использования существующих ядерных реакторов, а Китай и Россия расширили строительство новых реакторов.
Этот поворот вызвал сильный скачок цен на уран, которые утроились с начала 2021 года до $106 за фунт, достигнув 16-летнего максимума.
Но успех не гарантирован. Некоторые аналитики отмечают, что растущие затраты, высокие процентные ставки и задержки в проектах вызвали резкое падение рыночной поддержки ядерных стартапов.
Критики также утверждают, что огромные расходы на ядерную инфраструктуру, проблемы с перерасходом выделенных средств, наблюдавшиеся в этой отрасли, а также проблемы безопасности означают, что государственные деньги лучше потратить на развертывание возобновляемых источников энергии.
«Отрасль борется с общественным мнением, чтобы убедить людей в том, что она может сыграть роль в снижении выбросов углерода. Но ситуация на самом деле не изменились: ядерная энергетика дороже, чем большинство других форм электроэнергии», - говорит Эдвин Лиман, директор по безопасности ядерной энергетики в Союзе заинтересованных ученых (UCS).
«Существует риск, что государственные субсидии, поддерживающие серию разовых проектов, по существу вкладываются в громкие научные проекты, а не закладывают основы для безопасного и экономического развертывания ядерной энергетики во всем мире».
Цепочка поставок ядерного топлива начинается с добычи и обогащения урановой руды.
Американское производство руды достигло пика в 1980-х годах. В то время как в США оставались неиспользованные месторождения, внутренняя промышленность изо всех сил пыталась соперничать с зарубежными конкурентами с более низкими затратами.
Теперь американские АЭС импортируют большую часть уранового топлива, получая почти половину поставок из России, Казахстана и Узбекистана.
См. также:
Химический процесс преобразования руды в газ и затем обогащения изотопами урана-235 до уровня около 5% (необходимый уровень, чтобы запустить процесс распада и высвобождения энергии) - все еще очень специализированный процесс.
Процесс создания уранового топлива.
Есть только два крупных западных поставщика услуг по обогащению урана - французская Orano и консорциум Британии, Германии и Нидерландов Urenco. Китай создал свои производственные мощности по обогащению, чтобы удовлетворить внутренние потребности.
Это оставляет Россию в качестве доминирующего игрока, с почти половиной мирового коммерческого потенциала.
Более пятой части топлива, используемого 93 ядерными реакторами в США, поставляется через контракты на обогащение с российскими поставщиками, в основном с Росатомом.
Европейский союз еще больше зависит от Росатома из-за его 18 российских реакторов в Финляндии, Болгарии, Словакии, Венгрии и Чехии, которые до недавнего времени полагались на российское топливо.
«В мире есть альтернативные источники добычи урана, такие как Австралия и Канада, но самым слабым звеном в канале ядерных поставок является обогащенное топливо», - говорит Кевин Бук из Clearview Energy Partners, исследовательской фирмы из Вашингтона.
Монопольный контроль Техснабэкспортом над рынком высокопробного низкообогащенного топлива Haleu, которое является более эффективным, чем стандартное ядерное топливо и используется в малых реакторах SMR, уже вызывает проблемы для некоторых атомных проектов США.
В декабре 2022 года компания Terrapower, основанная Гейтсом, объявила о двухлетней задержке строительства запланированного нового реактора на 345 мегаватт в Вайоминге, ссылаясь на топливные ограничения.
«Кризис на Украине привел к тому, что единственный коммерческий источник топлива Haleu перестал быть жизнеспособной частью канала поставок Terrapower, а также для других участников нашей отрасли», - заявил Крис Левеск, исполнительный директор Terrapower, в своем заявлении от декабря 2022 года.
Администрация Байдена занимается трехсторонней стратегией по восстановлению каналов поставок обогащения и конверсии: субсидирует внутреннюю промышленность; привлекает международных партнеров в «дружественную стратегию»; и накладывает санкции на российский импорт для защиты своих инвестиций.
Кэтрин Хафф, помощник секретаря по ядерной энергии в Министерстве энергетики США, говорит, что эта стратегия жизненно важна для защиты национальной безопасности, энергетической независимости и климатических целей Америки.
По словам аналитиков, ядерный экспорт приносит России чуть менее $1 млрд. в год, в основном за счета урана, его обогащения и конверсии.
Это только часть десятков миллиардов долларов, которые зарабатывают российские нефтяные и газовые фирмы, но этот экспорт оставляет американские коммунальные предприятия уязвимыми для внезапных и длительных перерывов в поставках.
«Я думала об этом каждый день еще до кризиса на Украине: Россия могла бы в любой момент отрезать нас или наших союзников от поставок этого материала», - говорит Хафф.
Стремясь ослабить контроль России над поставками топлива для малых реакторов, Министерство энергетики США финансирует демонстрационный проект в Пайктоне, штат Огайо, который ведет компания Centrus Energy Corp.
В ноябре 2023 года ученые, работающие в компании, сделали прорыв. Используя каскадную систему из 16 центрифуг, они обогатили уран до более высокого уровня, чем обычно, и получили 20 кг топлива Haleu. Это был первый опыт производства этого топлива в США.
По заявлению компании, всего трех столовых ложек Haleu достаточно, чтобы обеспечить энергией среднего потребителя США на всю жизнь.
После успеха этого проекта Centrus заявила, что будет добиваться увеличения государственного финансирования для расширения производства Haleu, чтобы стать альтернативой иностранным конкурентам.
Меры Вашингтона по восстановлению канала поставок уранового топлива отражают опасения, что Россия и Китай получат технологическое превосходство в условиях, когда мировой ядерный сектор процветает, с 60 строящимися и 100 запланированными реакторами.
Российские и китайские соперники успешно разрабатывают и строят малые модульные реакторы, в то время как американские компании до сих пор не смогли составить планы по развитию.
Между тем, Росатом строит более 30 стандартных ядерных реакторов за рубежом, в том числе в Китае, Вьетнаме, Венгрии и Бангладеш. В декабре 2022 года Росатом похвастался, что в течение следующего десятилетия получит зарубежные заказы на $200 млрд.
Эксперты отрасли предупреждают, что долгосрочные отношения, которые Росатом строит с иностранными правительствами, дает Москве потенциальный инструмент мягкой силы. Это также вызывает у США обеспокоенность по поводу распространения ядерного оружия в нежелательных для них странах.
«Ядерные технологии, как правило, сильно укрепляют дипломатические связи. Вот почему нам нужны друзья и союзники, чтобы создать устойчивый и экономически эффективный канал поставок, который поможет построить устойчивую отрасль», - говорит Бук из ClearView.
Администрация Байдена начала поддерживать эту стратегию. В ноябре она попросила Конгресс одобрить дополнительные $2.2 млрд., чтобы стимулировать американские компании повысить производственные мощности по обогащению и конверсии урана.
Она пообещала выделить миллиарды долларов нескольким разработчикам малых модульных реакторов, и в этом месяце запросила $500 млн. на финансирование предложений от компаний по обогащению урана.
Эти правительственные программы предлагают сделать Министерство энергетики долгосрочным покупателем для этих компаний, чтобы обеспечить адекватное снабжение топливом для существующего ядерного флота и передовых реакторов, разрабатываемых Terrapower Гейтса и Oklo Альтмана, которые работают на Haleu.
Хафф утверждает, что это необходимо для защиты внутренней отрасли США от Росатома, который ранее обеспечил рынок дешевыми продуктами обогащения. По ее словам, запрет на импорт урановых продуктов из России станет опорой стратегии нынешней администрации США.
В прошлом месяце Палата представителей приняла такой законопроект, хотя в нем были исключения, позволяющие импортировать определенные материалы, если не будет альтернативного предложения до 2028 года. Аналогичный законопроект все еще должен быть принят в Сенате, но он уже получил двухпартийную поддержку.
В свою очередь, ядерная промышленность США ожидает, что запрет на импорт будет принят законодателями в этом году. По оценкам бюджетного управления Конгресса, это повысит расходы на топливо для американских реакторов на 13%.
Коммунальные предприятия также готовятся к сценарию, при котором Росатом приостановит поставки американским электростанциям в рамках ответных санкций Москвы.
«Это реальный риск. Есть шансы 50 на 50, что Россия или прекратит или продолжит поставки», - говорит Малкольм Кричли, исполнительный директор ConverDyn, американского поставщика услуг по конверсии урана.
По его словам, в ядерном секторе Россия исторически была надежным поставщиком, который соблюдал свои контракты. Но если Москва решит, что в будущем будет мало шансов вернуться на рынок США, она может прекратить поставки.
Хафф говорит, что внутренние коммунальные компании создали достаточные запасы обогащенного ядерного топлива, и будут использовать их, пока не появится больше возможностей для обогащения урана своими силами.
По ее словам, администрация США также тесно сотрудничает с партнерами по отрасли из Великобритании, Франции и других стран, чтобы ускорить инвестиции в наращивание мощностей.
В настоящее время осуществляется первая стадия этих инвестиций, хотя для наращивания дополнительного производства европейским союзникам по-прежнему требуется несколько лет.
В то же время, США имеют ограниченную внутреннюю производственную мощность. Centrus закрыла каскад из 120 центрифуг на своем заводе в Пайктоне в 2016 году из-за сокращения финансирования от Вашингтона.
Это произошло после спасения Centrus от банкротства в 2014 году, которое стало следствием глубокого спада рынка после аварии на Фукусиме. В настоящее время Centrus работает только над демонстрационным проектом по топливу Haleu.
За последние семь месяцев компания Urenco одобрила три инвестиции, направленные на повышение производственной мощности обогащения, в том числе на своем заводе в Юнисе, Нью-Мексико, а также на заводах в Германии и Нидерландах.
Французская государственная компания Orano инвестирует €1.7 млрд. в расширение мощности одного из своих французских заводов примерно на 30%. Дополнительное производство должно быть запущено к 2028 году.
Эти две группы планируют заменить дополнительной мощностью примерно половину того, что Россия продает сегодня в США и Европу. Но полная замена российских поставок, вероятно, потребует открытия совершенно новых заводов и разработки новых месторождений.
Чтобы это произошло, требуется больше промежуточных контрактов с клиентами, по словам вовлеченных компаний.
По словам директора по стратегии Orano Жака Пейтиу, в последнее время Orano была воодушевлена спросом в США, возобновившимся по начала конфликта на Украине, а также потерей Россией некоторых клиентов в Восточной Европе. Большая политическая или нормативная ясность, в том числе в ЕС, также окажет влияние.
Хотя некоторые крупные ядерные страны ЕС, такие как Франция, не полагаются на российское топливо напрямую, они понимают, что попытки добиться утверждения блоком запрета на поставки топлива из России практически неосуществимы, в условиях, когда так много заводов на востоке по-прежнему нуждаются в нем.
Такие компании, как Orano, утверждают, что перед инвестициями в крупные новые проекты им нужны гарантии того, что в течение многих лет российские поставки не заполнят рынок, как раньше.
«Политика квот создаст основу для инвестирования без риска создания чрезмерных мощностей», - говорит Пейтие.
Есть признаки того, что некоторые технологические проблемы, препятствующие отказу от российских поставок (такие как проектирование топливных стержней, соответствующих российским реакторам), преодолеваются.
Атомная электростанция Vogtle вблизи Уэйнсборо, штат Джорджия.
«Мы единственный игрок на рынке, у которого есть технология, полностью независимая от России, которая позволяет снабжать топливом российские реакторы», - утверждает Патрик Фрагман, исполнительный директор Westinghouse.
Но производственные мощности обогащения остаются на уровне, который требует от Запада двигаться быстрее, чтобы «смягчить российский риск», по его словам, - «Если вы хотите двигаться быстро, если вы хотите наращивать масштаб, то вам нужно вмешательство правительства».
Несмотря на подталкивание политиков, многие руководители ядерной энергетики остаются осторожными, учитывая историю взлетов и падений в отрасли.
Неспособность компании X-Energy, разрабатывающей технологии малых реакторов, заключить в конце прошлого года сделку на $1.8 млрд., чтобы выйти на биржу, оказало негативное влияние на рынок. Как и последующая отмена планов NuScale Power Corp по строительству первого в США малого модульного реактора в Айдахо.
Компания ConverDyn была вынуждена законсервировать единственный в США завод по конверсии урана в 2017 году из-за спада на рынке. Она вновь открыла этот завод в прошлом году, но Кричли говорит, что компании необходимо будет связать будущие инвестиционные решения с повышением спроса от клиентов.
«Мы не будем занимать спекулятивную позицию. Когда коммунальные предприятия предоставят реальные заказы и обеспечат реальный спрос, мы всерьез рассмотрим добавление мощности - но пока мы все еще не видим этих намерений».
