CC BY
83
Анализ проблемы утилизации кораблей с ядерными энергетическими установками за рубежом и в России
Л.С. Баева, А.П. Грачев
Морская Академия МГТУ, кафедра технологии металлов и судоремонта
Аннотация. Статья посвящена проблемам морских держав, имеющих в составе своих флотов корабли с ядерными энергетическими установками, выслужившими срок своей службы. Анализируются процессы утилизации - завершающей стадии жизненного цикла корабля - включающей в себя совокупность организационно-технических мероприятий по выводу корабля из эксплуатации, сохранению, подготовке к разделке, реализации, захоронению радиоактивных отходов и обеспечение экологической безопасности на всех указанных этапах.
Abstract. The paper considers the problems of sea countries having ships and vessels with nuclear power units which service life comes to an end. The authors have analyzed the processes of decommissioning and dismantling - the completion phase of the vessel life cycle.
1. Введение
Выведенные из состава флота военные корабли традиционно разрезались, затапливались, превращались в музей или продавались другим странам - в зависимости от политических, технических и экономических причин. В последние годы появились трудности, связанные с утилизацией кораблей с ядерными энергетическими установками (ЯЭУ).
США, Россия, Великобритания, Франция и Китай начали свои военно-морские ядерные программы в период между концом 40-х и 60-ми годами прошлого века. К 1998 г. они построили в общей сложности 484 атомных подводных лодки (АПЛ или ПЛА), на которых установили 686 ядерных реакторов (ЯР). Окончание "холодной войны", старение АПЛ первых поколений, финансовые ограничения привели к тому, что 276 АПЛ выведены из состава флотов (по состоянию на 1998 г.), а из них 231 ед. выведена после 1990 г. До 2005 г. ожидается вывод еще дополнительно 70-75 АПЛ.
Когда были построены первые АПЛ, мало кто думал о необходимости их последующей утилизации. Однако в начале 90-х гг. США, Россия, Великобритания и Франция вынуждены были уделять значительное внимание планированию, созданию инфраструктуры и расходованию денежных средств (предполагается, что сумма затрат составила от 1.5-2.0 млрд долларов США без учета расходов на выгрузку отработанного ядерного топлива) для утилизации АПЛ.
Проблема утилизации АПЛ, которая возникла в России в связи с массовым их выводом из боевого состава, превратилась в проблему государственной важности. Следует особо отметить, что в силу ряда очевидных факторов утилизация АПЛ является крупной международной проблемой, которая непосредственно связана с экологической безопасностью как на региональном, так и глобальном уровнях.
Ученые и практики ряда стран мира признают, что решение этой проблемы, учитывая фактическое состояние дел и намечающиеся тенденции, может быть ускорено лишь посредством неотложной международной кооперации многих стран, причем, не только в научно-технической, но и экономической сфере.
2. Проблемы утилизации АПЛ за рубежом
2.1. Политика США в области утилизации АПЛ
Первая АПЛ США "Nautilus" (SSN-571) вышла в море в 1954 г. С тех пор в США построена 191 АПЛ. С окончанием "холодной войны" (к началу 90-х гг.) устаревание АПЛ 1-го поколений, бюджетные ограничения и снижение потребностей флота с уровня 100 до 40-45 единиц привели к росту темпов вывода устаревших многоцелевых АПЛ. К 1998 г. были выведены 95 АПЛ, еще около 2529 единиц подлежат выводу в ближайшее время.
ВМС США в конце 70-х гг. начали поиск способов их утилизации. В результате были определены 3 подхода к захоронению около 10 АПЛ:
- наземное хранение реакторного отсека (РО) с выгруженным отработанным ядерным топливом (ОЯТ), хранение в море и последующая разрезка остальных частей АПЛ;
- захоронение АПЛ целиком с выгруженным ОЯТ в международных водах с глубинами более двух миль (более 3700 м);
- хранение АПЛ в защищенных местах отстоя в ожидании решения о захоронении на суше или в море.
В 1984 г. в рамках программы EIS был сделан окончательный выбор в пользу наземного хранения РО, так как сочли что захоронение в море не обеспечит "удовлетворительный радиологический эффект для человечества" (Сутягин, 1992).
Первоначально хранили выведенные АПЛ с выгруженным ОЯТ на плаву в верфях ВМС. Следует отметить, что усредненные затраты в течение года на хранение на плаву каждой выведенной АПЛ составляли 40-45 тыс. долларов. Однако к концу 80-х гг. акватории верфей, пригодные для хранения выведенных АПЛ были исчерпаны. По мере накопления производственного опыта был отработан оптимальный технологический процесс, состоящий из четырех этапов: выгрузка ОЯТ и его утилизация, удаление РО и его транспортировка к месту захоронения. Стоимость одного цикла - 30 млн долларов. С 1980 по 1992 гг. на судоверфях ВМС были удалены РО с 42-х АПЛ, стоимость проводимых в доках работ составила 1.2 млрд долларов.
По расчетам американских специалистов при организации этих работ на судоверфи ВМС в Пьюджет-Саунд (штат Вашингтон) и транспортировке вырезанных реакторов речными судами к месту их захоронения в ядерном производственном центре Хэнфорд (штат Вашингтон) экономия средств на каждой лодке составила от 4.5 до 11.5 млн. долларов. Продолжительность работ на каждой лодке составляет 6-8 месяцев при общем темпе удаления РО на 6 лодках в год. Планируемые затраты до 2000 г. составили 1.5 млрд долларов.
После вырезки РО носовая и кормовая оконечности АПЛ вновь сваривались и также хранились на плаву. В цельном виде АПЛ на утилизацию не продавались, так как их конструкция и оборудование содержали элементы секретных технологий. По этой причине ВМС начали в1991 г. утилизацию сваренных секций АПЛ путем их разрезки. Отмечается разделка бывших АПЛ в сухом доке сразу же после удаления РО на судоверфи ВМС в Пьюджет-Саунд. Полностью разрезаны 3 единицы. Стоимость дезактивации и разрезки АПЛ, а также хранение их РО с учетом стоимости последней выгрузки ОЯТ составили сумму более 4.0 млрд долларов, без учета стоимости последующего хранения их ОЯТ. Стоимость дезактивации 100 РО с АПЛ потребует еще дополнительно 1.5 млрд долларов. Транспортировка и хранение радиоактивных отходов низкого уровня и ОЯТ потребует еще дополнительно десятки млн. долларов в год. К началу 90-х гг. ВМС уже расходовали в год около 80 млн долларов на транспортировку и хранение ОЯТ.
Следует также отметить, что процесс вывода из состава ВМС кораблей с ЯЭУ продолжает вызывать повышенное беспокойство населения. Ведутся постоянные протесты общественности вокруг транспортировки вырезанных РО по рекам страны, их хранения в хранилищах, против опасности остаточной радиоактивности вырезанных РО, против перегрузок ЯТ на верфях и других опасных для окружающей среды технологических операций. Однако важнейшей проблемой для ВМС, касающейся правительства США и гражданской ядерной индустрии, является обеспечение безопасного хранения ОЯТ, образующегося как при выводе кораблей с ЯЭУ из состава флота, так и в процессе перезарядки активных зон (A3) работающих ЯЭУ (Соколов, 1996).
2.2. Проблемы утилизации АПЛ в Великобритании
Первая АПЛ "Drednought" была введена в состав ВМС Великобритании в 1963 г. К 1998 г. было построено 26 АПЛ.
В 1982 г. "Drednought" была выведена из состава флота, и с тех пор еще 10 АПЛ были списаны. ВМС Великобритании пока не объявили о программе вывода АПЛ, хотя известно, что флот полагает, что захоронение в море или на суше не представит угрозы для окружающей среды. До 1983 г. Минобороны хоронило в море радиоактивные отходы, появлявшиеся в результате ремонтных работ. Однако позже ВМС Великобритании отказались от этого намерения, т.к. в 1983 г. Лондонская конвенция по проблеме отходов наложила запрет на захоронения в море, и было принято решение придерживаться международных правил.
Со списанных АПЛ выгружены A3, а сами АПЛ хранятся на плаву в верфях ВМС. Минобороны считает, что они могут "безопасно храниться на плаву в месте, где они были выведены из состава флота, в ожидании своей участи". Также рассматривается другая возможность - вырезка РО и хранение его в наземных условиях. Если Минобороны придет к решению хранить РО в наземных условиях, то это не означает, что РО сразу же будут вырезаться для хранения. АПЛ будут храниться на плаву в течение 15 лет, пока их радиоактивность не снизится до уровня, при котором они могут быть разрезаны и помещены в планируемые к созданию хранилища для отходов с низким уровнем радиоактивности - все это без выполнения работ в условиях высокого излучения. Имеющиеся хранилища не пригодны для приема отходов с габаритами и массой РО.
В среднем ежегодные расходы на хранение A3 с АПЛ составляют 1.4 млн ф. ст. (2.3 млн долл.). Средние ежегодные расходы на транспортировку A3 в хранилища составляют до 78 тыс. ф. ст. (100 тыс. долл.).
Согласно данным Минобороны, процедура вывода 1 АПЛ обходится в 10.6-18.7 млн ф. ст. (17-30 млн долл.), общая сумма расходов на вывод 7 АПЛ составила 90.3 млн ф. ст. (146 млн долл.). В среднем ежегодные расходы на хранение каждой АПЛ на плаву составляют 93 тыс. ф. ст. (150 тыс. долл.).
Таким образом, краткосрочная программа вывода 11 АПЛ и обеспечения хранения их A3 потребует более 100 млн ф. ст. (160 млн долл.).
Предполагается, что программа Великобритании по выводу АПЛ будет сопровождаться некоторыми политическими затруднениями, поскольку жители и политические деятели, проживающие в районах верфей ВМС, выражают беспокойство по поводу радиоактивных загрязнений (Информационный..., 1995).
2.3. Политика Франции
Первая АПЛ Франции ПЛАРБ "Le Redoutable" была введена в строй в 1969 г. К 1998 г. во Франции построено 13 АПЛ.
К 1996 г. из состава ВМС выведены 3 АПЛ, еще 3 должны быть выведены до 2006 г., по мере ввода в состав флота новых.
После удаления ракетного оружия ВМС переводят АПЛ к месту выгрузки A3, после чего вырезают и герметизируют РО. Далее РО поступает в защищенное наземное хранилище.
Планируется, что вырезанный РО будет храниться в течение 10-20 лет, пока его радиоактивность не снизится до уровня, позволяющего резку РО на более мелкие части для транспортировки и хранения в могильнике.
ОЯТ хранится в бассейне в течение 5-20 лет, пока его радиоактивность не снизится до уровня, позволяющего "сухое" хранение, которое будет продолжаться еще 5-10 лет. До сих пор отсутствует решение в отношении длительного хранения или переработки A3 с объектов ВМС.
После вырезки РО носовая и кормовая оконечности АПЛ свариваются. В таком виде они могут в дальнейшем поступать на разрезку, использоваться в качестве мишени, либо превратиться в музей. Согласно сообщениям, стоимость дезактивации, выгрузки A3 и вырезки РО на ПЛАРБ "Le Redoutable" составила 18.7 млн франков (25 млн долл.) (Информационный..., 1995).
3. Проблемы отечественной утилизации ПЛА
Отечественная программа атомного кораблестроения с самого начала была ориентирована на ускоренное строительство ПЛА с целью достижения в кратчайшие сроки стратегического паритета с вероятным противником. Вопросы утилизации их после завершения сроков эксплуатации из-за недостаточного финансирования почти не прорабатывались: не проводились соответствующие НИОКР, не готовилась соответствующая проектная и нормативно-техническая документация, медленно создавалась требуемая технологическая инфраструктура для утилизации отслуживших свой срок кораблей и судов с ЯЭУ.
Проблема утилизации ПЛА впервые возникла в середине 80-х годов, когда из состава ВМФ стали выводить лодки 1 и 2-го поколения. Это в первую очередь связано:
- с пересмотром взглядов на характер военной доктрины и строительство Вооруженных Сил России;
- с необходимостью выполнения международных обязательств России по сокращению и уничтожению установленных объемов стратегических наступательных вооружений;
- с выводом из состава ВМФ большого количества морально и технически устаревших АПЛ.
Далее, после распада СССР, из-за финансовых проблем, неразвитости инфраструктуры и ремонтной базы начался ускоренный вывод ПЛА 2-го и даже 3-го поколения.
Планы дальнейших действий в отношении выведенных ПЛА первоначально были составлены в 80-х гг., но реально они никогда не выполнялись. Инфраструктура ядерного подводного флота, и без того недостаточно развитая, страдала от недостаточности финансирования, что вызвало чрезмерную нагрузку на нее от находящихся в эксплуатации ПЛА. С 1991 г. принят ряд решений, приказов и постановлений правительства, а также программ по проблемам вывода ПЛА, но все они либо не были обеспечены финансированием, либо не выполнялись.
Таблица 1. Количество выведенных ПЛА по состоянию на 1 июля 2000 г.
Объекты ВМФ СФ ТОФ
Выведено объектов из состава ВМФ 185 ед. 110 ед. 75 ед.
Объекты с выгруженными активными зонами 68 ед. 41 ед. 27 ед.
Объекты с невыгруженными активными зонами 117 ед. 69 ед. 48 ед.
Из 68 ПЛА с выгруженными активными зонами подготовлено к хранению на плаву блок-модулей 51 ед. 33 ед. 18 ед.
Количество невыгруженных блок-модулей 5 ед. 2 ед. 3 ед.
Принятая ранее практика захоронения определенной части радиоактивных отходов в море создавала видимость простого способа решения этой проблемы, заморозив на долгие годы разработку соответствующих технологий. С 1988 г. осуществлялась практика долговременного хранения на плаву отслуживших ПЛА. С лодки снималось основное оборудование, герметизировался прочный корпус и она в виде 8-10-ти отсечного блока отводилась к месту отстоя. С 1989 г. осуществляется более эффективная утилизация ПЛА: вырезается трехотсечный блок (реакторный и смежные с ним отсеки), который герметизируется, буксируется к месту отстоя для длительного хранения на плаву, а носовая и кормовая оконечности разделываются на металлолом.
Сегодня, в результате выработки ресурса основного оборудования, истечения установленных сроков эксплуатации, а также выполнения договорных обязательств по сокращению стратегического вооружения выведено из состава ВМФ 185 единиц ПЛА (табл. 1), которые находятся в "отстое" в специально отведенных для этого местах (Концепция..., 2000).
Длительное ожидание утилизации ПЛА является мероприятием далеко небезопасным и дорогостоящим. Выявлены основные проблемы, связанные с хранением выведенных ПЛА в "отстое":
- скопление значительного количества ПЛА с выгруженными и невыгруженными активными зонами в пунктах базирования, ремонта и временного хранения ПЛА на плаву, потенциально представляющее радиационную или ядерную опасность для окружающей среды и населения;
- опасность затопления (некоторые ПЛА находятся в таком состоянии, что остаются на плаву только за счет постоянного поддува ЦГБ и могут затонуть в результате столкновения);
Таблица 2. Смета финансовых затрат Минобороны России на содержание береговых технических баз (тыс. рублей в год) {Справка-доклад..., 2003)
Всего по ст. расходов (тыс. руб. в год) Принадлежность и наименование объекта
Северный флот Тихоокеанский флот
569 БТехБ гб. Андреева 574 БТехБ п. Гремиха 375 БТехБ б. Сысоева 4299 БТехБ б. Горбушечья
Денежное довольствие 16161 3300 3650.0 7026.0 2185.0
Заработная плата 4369 490.0 1100.0 1351.0 1428.0
Командировочные расходы 549 40.0 65.0 397.0 47.0
Продовольствие 7721 660.0 1600.0 4731.0 730.0
Мед. сан. курортное обеспечение 3952 225.0 245.0 3019.0 463.0
Транспортные расходы 5306 260.0 300.0 4201.0 545.0
Общехозяйственные расходы 387 165.0 115.0 100.0 7.0
Коммунальные расходы 2290 45.0 80.0 1140.0 1025.0
Льгота 50 % коммунальных услуг 875.0 - - 796.0 79.0
Топливо (уголь) 1170 - - - 1170.0
Боевая подготовка 24.0 - - 24.0 -
Мебель и инвентарь 140.0 - - 120.0 20.0
Текущий ремонт сооружений 11055 2440 2300.0 2900.0 3415.0
Физ. подготовка и спорт 174.0 - - 173.0 1.0
Культ. просвет. имущество 70.0 20.0 25.0 20.0 5.0
Повышение служебной квалификации 54.0 - - 54.0 -
Содержание средств РХБЗ 4727. - - 3928.0 799.0
Содержание спецсредств 7679. 1800.0 1800.0 2943.0 1136.0
Обеспечение энергосредами 21202.0 - - 16673.0 4529.0
Содержание техники связи 120.0 - - 120.0 -
Шкиперское имущество 2480. 620.0 620.0 620.0 620.0
Содержание техники 628.0 150.0 350.0 128.0 -
Вещевое обеспечение 6246.0 360.0 715.0 4626.0 545.0
Текущий ремонт техники 6296.0 - - 4410.0 1886.0
Услуги связи 38.0 - - 15.0 23.0
Обеспечение электроэнергией 13539 445.0 445.0 10120.0 2529.0
Обеспечение водой 8540.0 - 40.0 6500.0 2000.0
Обеспечение ГСМ 11702 2870 2970.0 5399.0 463.0
Расходы спецназнач. (чернобыльские) 699.0 216.0 - 200.0 283.0
Компенсация за поднаем жилья 466.0 - - 442.0 24.0
Капитальное строительство 3970.0 - - 3970.0 -
Детские пособия 423.0 93.0 29.0 251.0 50.0
ИТОГО: содержание 4-х береговых технических баз и их личного состава составляет в год 138 млн 775 тыс. рублей
- вероятность аварий с ЯТ, так как выработан ресурс и срок службы систем ЯЭУ, систем обеспечения живучести большинства кораблей, выводимых из состава ВМФ (некоторые ПЛА хранятся на плаву более 10 лет с невыгруженными реакторами из-за технической невозможности вследствие аварийного состояния ядерного горючего. 5 ожидающих вывода ПЛА перенесли тяжелые аварии: 2 на СФ и 3 на ТОФ);
- опасность потери или затопления РО, хранящихся на плаву у побережья;
- необходимость осуществления значительных единовременных и ежегодных материальных, трудовых и финансовых затрат на подготовку и проведение работ по утилизации ПЛА, только частично компенсируемых реализацией металла их носовых и кормовых оконечностей.
Содержание ПЛА в "отстое" обходится государству 100-120 млн долларов ежегодно. Только СФ тратит на эти цели ежегодно около 59-67 млн долларов, кроме того, требуется около 2500 человек для обеспечения безопасности списанных ПЛА. Содержание 4-х береговых баз технического обслуживания АПЛ и их личного состава составляет в год 138 млн 775 тыс. рублей (табл. 2) (Постановление..., 1998).
Подсчитано, что для снижения уровня этих расходов необходимо утилизировать ежегодно в среднем 20-25 ПЛА, однако наши производственно-технические возможности ограничены восемью -десятью лодками в год, причем говорить о их полной комплексной утилизации пока не приходится.
При утилизации ПЛА образуется большое количество материалов, которые могут быть реализованы как на внутреннем, так и на международных рынках. Реализованы могут быть материалы как корпусных конструкций, устройств и систем, так и корабельного оборудования, поскольку оно практически выработало свой ресурс, к дальнейшему использованию в народном хозяйстве непригодно и подлежит разборке, сортировке по маркам материала и последующей продаже узлов и деталей. По самым скромным оценкам реализация Федеральной программы утилизации вооружения и военной техники может вернуть государству 5 млн тонн черных, 1.3 млн тонн цветных, около 5 тыс. тонн драгоценных металлов.
3. Заключение
Российская программа вывода ПЛА из состава флота порождает множество общих и местных проблем. Прежде всего, проблема утилизации ПЛА связана с обеспечением экологической безопасности. Отслужившие свой срок ПЛА являются ядерно-опасными объектами. Внутри страны регулярно возникает обеспокоенность на местном, региональном и государственном уровне по поводу устрашающей обстановки с выведенными ПЛА и их радиоактивными отходами. Международная обеспокоенность привела к возникновению кооперации и взаимопомощи. В соответствии с Программой США (US Cooperative Threat Reduction Programme) по совместному сокращению угрозы поставляется оборудование для резки ПЛА и оказывается помощь в транспортировке отработанных сборок тепловыделяющих элементов с объектов ВМФ. Экологическая безопасность населения и окружающей природной среды при утилизации ПЛА может быть обеспечена только лишь при создании специализированных предприятий, что в виду объективности существующих проблем должно стать темой дальнейших разработок в научно-исследовательских центрах России и зарубежных стран.
Литература
Концепция комплексной утилизации АПЛ и НК с ЯЭУ. М., Министерство атомной энергетики РФ, 2000.
Справка-доклад "Состояние инфраструктуры и предложения по обеспечению выгрузки ОЯТ АПЛ класса
Альфа", "Сев РАО", Мурманск, 2003. Постановление правительства РФ № 518 от 28.05.98 г. с приложениями. Сутягин И. Утилизация корабельных ЯР в США. ЗВО, № 11, с.8-12, 1992. Информационный сборник "Вооруженные силы иностранных государств", № 1, с.23-25, 1995. Соколов А. Утилизация ПЛА ВМС США. Морской сборник, № 1-2, с.44-46, 1996.
