магистрант
Master's student
профессор НИЯУ МИФИ, д.ф.-м.н., заслуженный работник высшей школы
Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor
Актуальность темы обусловлена развертыванием работ в России по формированию двухкомпонентной атомной энергетики с замкнутым ядерным топливным циклом на основе конкурентоспособных тепловых и быстрых реакторов. Одним из вариантов переработки ОЯТ быстрых реакторов рассматривается пристанционный завод на площадке АЭС. Цель настоящего исследования заключается в разработке методики расчета критериев микроэкономической конкурентоспособности АЭС с быстрыми реакторами в зависимости от капитальных, эксплуатационных и де-комиссионных затрат на сооружение реакторов и пристанционного завода. Расчеты приведенной стоимости электроэнергии АЭС, суммарной стоимости переработки ОЯТ и фабрикации ТВС, рентабельности инвестиций в АЭС и в пристанционный завод (для обоснования выбора ставки дисконтирования) проводились на основе усовершенствованной авторской модели, основанной на рекомендациях экспертов Организации по промышленному развитию ООН (ЮНИДО). В качестве базового варианта рассмотрена двухблочная АЭС, состоящая из двух быстрых реакторов с установленной электрической мощностью W=1200 МВт каждый (с параметрами, близкими к БР-1200) и из пристанционного завода, обеспечивающего оба реактора переработкой облученного ядерного топлива (ОЯТ) и фабрикацией тепловыделяющих сборок (ТВС) для ежегодной перегрузки топлива. Определены ежегодные потребности реакторов в топливе и в переработке ОЯТ в замкнутом ЯТЦ. При заданном наборе экономических параметров пристанционного завода определены стоимость электроэнергии АЭС и суммарная стоимость переработки ОЯТ и фабрикации ТВС в зависимости от ставки дисконтирования. Показано, что даже при высоких затратах на пристанционный завод, обуславливающих и высокую суммарную стоимость переработки ОЯТ и фабрикации ТВС на уровне 8000 долл./кг т.м., приведенная стоимость электроэнергии оказывается вполне конкурентоспособной LCOE=60 долл./МВт·ч при ставках дисконтирования не более 5 % в год.
The research relevance lies in the active development in Russian Federation of a dual-component nuclear power system based on a closed nuclear fuel cycle (NFC) incorporating both competitive thermal and fast neutron reactors. Among the considered approaches to spent nuclear fuel (SNF) management from fast reactors is the deployment of a plant located on the site of a Nuclear Power Plant (NPP). The aim of this study is to develop a methodology for assessing the microeconomic competitiveness of fast reactor NPPs with taking into account capital, operational, and decommissioning costs associated with the construction and operation of the reactors and the on-site plant. Calculations of the levelized cost of electricity, the total cost of SNF reprocessing and fuel assembly fabrication as well as the return on investment in both the NPP and the on-site plant (used to substantiate the choice of the discount rate), are conducted using an enhanced proprietary model developed by the authors and based on recommendations of UNIDO experts. The reference case involves a nuclear power plant comprising two fast reactors, each with an installed electrical capacity of W=1200 MW (with parameters similar to those of the BR-1200 design), and a co-located on-site plant responsible for both SNF reprocessing and the fabrication of fuel assemblies for annual reactor refueling. The study quantifies the annual demand for fuel and SNF reprocessing for the reactors operating within a closed NFC. The cost of electricity from a nuclear power plant and the total cost of SNF processing and fuel assembly fabrication are determined for a given set of economic parameters of an on-site plant depending on the discount rate. The analysis demonstrates that, even under scenarios involving high capital expenditures for the on-site plant —resulting in total SNF reprocessing and fuel fabrication costs of up to 8,000 $/kg of heavy metal – the LCOE remains economically viable at approximately 60 $/MW*h, provided the discount rate does not exceed 5 %/year.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.