Згідно з щорічними даними, що публікуються Інформаційною системою МАГАТЕ з енергетичних реакторів (PRIS), у 2021 році атомна енергетика забезпечила безпечне і надійне виробництво електроенергії з низьким рівнем викидів в умовах глобальних криз, досягнувши другого за величиною річного показника за останнє десятиліття.
Комплексні дані показують, що ядерна енергетика відіграла ключову роль у відновленні світової економіки у 2021 році, забезпечивши швидке зростання вироблення електроенергії після її різкого падіння під час пандемії у 2020 році. Найбільше зростання відзначалося в Азії, де виробництво атомної енергії збільшилося на 10% і досягло найвищого рівня за останнє десятиліття.
Коли в 2021 році вибухнула енергетична криза на тлі світового попиту, що росте (після року пандемії), ядерна енергетика продемонструвала свою незмінну надійність. За останні п'ять років на атомних станціях було заплановано перевантаження та зупинки на технічне обслуговування навесні та восени, щоб забезпечити максимальне вироблення електроенергії в зимовий період. Дані про відключення PRIS підтверджують, що коефіцієнт доступності ядерної енергії (EVF) у Західній та Східній Європі з 2017 року залишається незмінно високим – від 83% до 90%.
Стан та тенденції розвитку атомної енергетики.
Наприкінці 2021 року світова діюча потужність ядерної енергетики становила 389,5 ГВт (ел.), що забезпечували 437 діючих реакторів у 32 країнах. За останнє десятиліття ядерна енергетика демонструвала тенденцію до поступового зростання, включаючи збільшення потужності на 20,7 ГВт за рахунок нових енергоблоків, введених в експлуатацію, або модернізованих існуючих реакторів.
У 2021 році загальна світова потужність знизилася на 3 ГВт (ел.) (1%) порівняно з 2020 роком, але вироблення електроенергії збільшилося на 4%.
У 2021 році 447 ядерних енергетичних реакторів виробили - 397,6 ГВт(е) із загальної експлуатаційної ядерної потужності.
У 2021 році атомні енергетичні реактори поставили 2653,1 ТВт-год електроенергії з низьким рівнем викидів та можливістю диспетчеризації, що трохи більше, ніж у 2020 році, і становить близько 10% від загального обсягу виробництва електроенергії у світі та понад чверть виробництва електроенергії з низьким рівнем викидів вуглецю у світі.
Найбільше зростання відбулося на Близькому Сході та в Південній Азії, де було вироблено на 20% більше ядерної електроенергії, ніж у 2020 році. Другий рік поспіль Китай генерує більше електроенергії, ніж Франція, таким чином Китай є другим за величиною виробником ядерної енергії після США.
Виробництво ядерної електроенергії у Східній Європі було найвищим за останнє десятиліття, на 6% більше, ніж у 2020 році та приблизно на 15% вище за рівень 2010 року. Зниження відбулося лише в Північній Америці, що пов'язане зі зниженням попиту та виведенням з експлуатації потужностей. Загалом виробництво електроенергії на АЕС останніми роками демонструє стійке зростання, збільшившись більш ніж на 13% із 2012 року.
Будівництво нових об'єктів.
Станом на 31 грудня 2021 р. у 19 країнах велося будівництво 56 реакторів загальною потужністю 58,1 ГВт (ел.). Встановлена потужність АЕС, що будуються, в останні роки залишалася в основному стабільною, за винятком постійного зростання в Азії, де з 2005 р. до мережі було підключено 63,6 ГВт (ел.) (70 реакторів).
У 2021 р. у Китаї розпочалося будівництво шести реакторів, загальна потужність яких становитиме 5,6 ГВт (ел.): Чанцзян-3 (1000 МВт (ел.)), Чанцзян-4 (1000 МВт (ел.)), Лінлонг- 1 (100 МВт (ел.)), Санаокун-2 (1117 МВт (ел.)), Тяньвань-7 (1171 МВт (ел.)) та Сюдабу-3 (1200 МВт (ел.)). Розпочато будівництво двох нових реакторів PWR в Індії: Куданкулам-5 та Куданкулам-6 потужністю по 917 МВт (ел.) кожен.
Туреччина розпочала будівництво третього блоку (1114 МВт (ел.)) на майданчику Аккую, розташованому на узбережжі Середземного моря. У Росії розпочалося будівництво реактора на швидких нейтронах зі свинцевим теплоносієм потужністю 300 МВт (ел.) Брест-ОД-300.
Додавання потужності та підключення енергоблоків до мережі.
У 2021 р. до мережі було підключено 5,2 ГВт потужностей атомної енергетики (6 нових реакторів). Всі вони розташовані в Азії, у тому числі 2,3 ГВт (ел.) (3 реактори) у Китаї: 1000 МВт (ел.) на Тяньвань-6 (PWR), 1061 МВт (ел.) на Hongyanhe-5 (PWR ) та 200 МВт (ел.) на Шідао Бей-1, модульному високотемпературному газоохолоджувальному реакторі нового покоління. В Індії була підключена АЕС Kakrapar-3 (PHWR) потужністю 630 МВт (ел.), а потім пакистанська Kanupp-2 (PWR) потужністю 1017 МВт (ел.). Нарешті, в Об'єднаних Арабських Еміратах до мережі було підключено АЕС Barakah-2 (PWR) потужністю 1310 МВт(е).
Виведення потужностей та постійні відключення.
У 2021 р. остаточно було зупинено 8,7 ГВт (ел.) – 10 ядерних реакторів. Три реактори в Німеччині 5,1 ГВт (ел.) - Брокдорф (PWR, (1410 МВт (ел.)), Grohnde (PWR, 1360 МВт (ел.)), Gundremmingen-C (BWR, 1288 МВт (ел.) ) Три реактори в Сполученому Королівстві: реактор з газовим охолодженням Dungeness (GCR), блоки B-1 і B-2 (кожний 545 МВт (ел.)) та Hunterston B-1 (GCR, 490 МВт (ел.)). У Пакистані був виведений з експлуатації перший енергетичний реактор Канупп-1 (PHWR, 985 МВт (ел.)), підключений до мережі понад 50 років тому, після 45 років експлуатації в Росії був зупинений Курск-1 (LWGR, 925 МВт (ел .)), а в Тайвані - Kuosheng-1 (BWR, 985 МВт (ел.)).
Експлуатаційні типи діючих реакторів.
Наприкінці 2021 р. 89,9% діючих потужностей атомної енергетики становили реактори з легководним сповільнювачем та теплоносієм; 6,2% - з важководним сповільнювачем і реактором, що охолоджується; 1,9% - реактори з легким водяним охолодженням та графітовим сповільнювачем; 1,6% - реактори з газовим теплоносієм та 0,4% - швидкі реактори з рідкометалевим теплоносієм загальною потужністю 1,4 ГВт (ел.).
У 2021 році також було підключено Шидао Бей-1, китайський модуль високотемпературного реактора з гальковим шаром, який є частиною нового покоління модульних високотемпературних газоохолоджувальних реакторів загальною потужністю 200 МВт (ел.).
Неелектричні застосування.
У 2021 році 61 ядерний енергетичний реактор у 10 країнах виробив 2167,2 ГВт-год електричного еквівалента тепла для підтримки неелектричних застосувань ядерної енергії. Більше 89% неелектричних додатків було використано в Європі, де 40,6 ГВт (ел.) потужності ядерної енергетики (54 реактори) виробили 3007,4 ГВт-год електричного еквівалента тепла для підтримки централізованого теплопостачання та підігріву води для технічних потреб. 11%, що залишилися, були вироблені на 4,5 ГВт (ел.) (7 реакторів) в Азії для вироблення 249 ГВт-год електричного еквівалента тепла для опріснення та технологічного нагрівання води.
Термін експлуатації.
Станом на грудень 2021 року 67 років сукупного світового досвіду експлуатації становили понад 19 170 реакторо-років у 35 країнах від 637 реакторів загальною потужністю 485,4 ГВт(е). З них 199 реакторів потужністю 95,8 ГВт (ел.) було зупинено остаточно.
Близько 66 % загальної встановленої потужності реакторів (257 ГВт (ел.), 289 реакторів) перебувають у експлуатації понад 30 років. Понад 23% світових діючих ядерних потужностей (91,2 ГВт (ел.), 117 реакторів) експлуатуються понад 40 років; а 1,9% наявних потужностей (7,3 ГВт (ел.), 13 реакторів) експлуатуються понад 50 років.
Старіння реакторів наголошує на необхідності встановлення нових або модернізації ядерних потужностей для компенсації запланованого виведення з експлуатації, сприяння сталому розвитку та досягненню глобальних цілей енергетичної безпеки та зміни клімату. Комунальні підприємства, уряди та інші зацікавлені сторони інвестують у програми довгострокової експлуатації та управління старінням реакторів для забезпечення сталої роботи та плавного переходу до нових потужностей.
Продуктивність енергоблоків.
Але навіть з урахуванням старіння експлуатовані ядерні енергетичні реактори продовжують демонструвати високий рівень загальної надійності та продуктивності. Коефіцієнт навантаження, званий також коефіцієнтом потужності, є відношенням фактичного вироблення енергії реактором до вироблення енергії, яка була б вироблена, якби реактор працював на номінальній потужності (еталонна потужність блоку) протягом всього року. Коефіцієнт навантаження чи коефіцієнт потужності свідчить про хороші експлуатаційні характеристики. У 2021 році глобальний медіанний коефіцієнт використання потужності становив 85,6%, що відповідає показникам останніх років. Реактори з водою під тиском (PWR) та реактори з важководним сповільнювачем та теплоносієм під тиском (PHWR) показали кращу продуктивність з 2011 року із середнім коефіцієнтом потужності 82% та 81% відповідно.
Іншим показником, що вимірює продуктивність ядерних реакторів, є коефіцієнт доступності енергії (EAF), що представляє собою відношення енергії, яку потужність могла б виробити протягом певного періоду часу, порівняно з енергією, яку могла б виробити еталонна одиниця потужності. У 2021 році середньозважена EAF склала 77,6%, причому половина ядерних реакторів також працювала з EAF вище 86%. Оператори електростанцій зазвичай планують перерви на дозаправку та технічне обслуговування у періоди низького попиту, щоб максимізувати доступність енергії у сезони високого попиту.
Статистика PRIS показує, що середня тривалість повних відключень у 2021 році була найкоротшою за останнє десятиліття завдяки оптимізації перевірок та технічного обслуговування, а також покращенню управління операціями, культури безпеки та кадрової політики.
Середня тривалість повних планових простоїв у 2021 році склала 24 дні порівняно з 51 днем у 2020 році, і в основному були пов'язані з оглядом, технічним обслуговуванням чи ремонтом у поєднанні з дозаправкою паливом. Тривалість незапланованих відключень з причин, що знаходяться під контролем керівництва станції, скоротилася в 2021 році в середньому на 4 дні порівняно з 8 днями в 2020 році. Основними причинами незапланованих відключень було названо проблеми чи відмови обладнання. Незаплановані відключення із зовнішніх причин здебільшого були пов'язані з регулюванням навантаження або відключенням резерву через зниження попиту на енергію та скоротилися до 4 днів у середньому у 2021 році порівняно з 9 днями у 2020 році.
Гнучка робота атомних електростанцій підтримувала потреби мережевих операторів та демонструвала здатність атомної енергетики інтегруватися у стійкі енергетичні системи майбутнього, які, як очікується, значною мірою спиратимуться на гнучкі технології генерації базового навантаження. Дані звіту показують, що надійність та безпека ядерних енергетичних реакторів залишалися на високому рівні.
За даними МАГАТЕ.