Изменение экологических требований «возрождает интерес» к ядерным силовым установкам как к долгосрочному решению для декарбонизации морского транспорта. По мнению норвежского классификационного общества DNV, несмотря на растущий интерес, на пути к превращению атомной энергии в жизнеспособное решение для судоходства остаются серьезные препятствия.
Судоходная отрасль ежегодно потребляет около 350 миллионов тонн ископаемого топлива, что составляет примерно 3% от общего объема мировых выбросов углерода. В июле 2023 года отрасль через Международную морскую организацию (ІМО) утвердила новые цели по сокращению выбросов парниковых газов, стремясь достичь чистого нуля примерно к 2050 году.
«Ядерные двигатели, когда-то считавшиеся отдаленной перспективой, сейчас активно рассматриваются как реальный вариант для коммерческого морского флота, – отмечает старший научный сотрудник DNV Оле Кристен Рейстад в предисловии к новому аналитическому отчету. – Судоверфи и судовладельцы изучают их потенциал, взвешивая перспективы практически безэмиссионной энергии со сложностью внедрения столь революционной технологии в коммерческий флот».
В отчете DNV под названием Maritime nuclear propulsion: Technologies, commercial viability, and regulatory challenges for nuclear-powered vessels подчеркивается, чем морские ядерные технологии отличаются от наземных реакторов, и акцентируется внимание на необходимости решения технологических, нормативных и коммерческих вопросов. В документе рассматриваются основные элементы будущего морского топливного цикла – включая управление топливом, обращение с отходами, строительство и эксплуатацию судов, а также надзор за цепочками поставок – и представлены технологии реакторов, наиболее вероятные для внедрения судовладельцами. Достижения в области автоматизации, цифровизации и модульного проектирования определены как ключевые факторы обеспечения безопасности, защищенности и нераспространения будущих видов ядерного топлива и реакторов, что прокладывает путь к общественному признанию.
«Все морские ядерные технологии будут отличаться от наземных аналогов из-за ряда ключевых характеристик, таких как мобильность, воздействие суровых морских условий и эксплуатационный профиль, – отмечается в документе. – Кроме того, морские установки будут значительно различаться в зависимости от их назначения – двигательная установка (атомные суда) или выработка электроэнергии (плавучие атомные электростанции)».
По мнению DNV, отрасль должна разработать экономически эффективный и проверенный ядерный топливный цикл, адаптированный для морского использования. Это включает в себя четкое определение ролей и обязанностей по всей цепочке поставок – от производства топлива и интеграции реакторов до их загрузки, замены и утилизации. «Крайне важно, что хранение и захоронение отработавшего ядерного топлива являются основополагающими для функциональности и надежности цепочки поставок. Конструкция реактора и тип топлива будут напрямую влиять на эти требования, и эти факторы должны быть учтены до выдачи любой лицензии на эксплуатацию». Также отмечается, что положения по всему морскому топливному циклу, включая долгосрочное управление отходами, необходимы не только для соблюдения нормативных требований, но и для завоевания общественного доверия.
Развитие коммерческой морской атомной отрасли также должно поддерживаться «предсказуемой и международно признанной» нормативно-правовой базой. Такие организации, как ІМО и Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), должны возглавить усилия по созданию стандартов для управления топливом, строительства судов и эксплуатационных протоколов. «Классификационные общества сыграют решающую роль в обеспечении глобального внедрения, помогая преодолеть фрагментированный характер наземной атомной отрасли и способствуя стандартизированному подходу на море», – говорится в отчете.
Как отмечает DNV, «нормативно-правовая база для ядерного судоходства, вероятно, превзойдет то, к чему привыкла морская отрасль, открывая дверь для множества будущих конфигураций систем. Определяя ключевых участников, их полномочия и необходимость координации, предложенные в этом отчете дорожные карты регулирования предлагают важное руководство. По мере увеличения числа ролей уточнение взаимодействия становится все более важным – и эти дорожные карты помогают решить эту задачу, отображая ключевые взаимозависимости».
Успех будущих морских ядерных установок также будет зависеть от разработки убедительных бизнес-моделей. Они должны отражать коммерческие реалии судоходства и обеспечивать четкое понимание общей стоимости владения, особенно в рамках всего топливного цикла. «Конкурентоспособность по стоимости может быть значительно повышена за счет модульных и стандартизированных подходов, которые оптимизируют строительство, упрощают техническое обслуживание, обеспечивают независимую экспертизу и облегчают получение разрешений в различных юрисдикциях».
Приведенные в документе примеры DNV показывают, что атомная энергия может превзойти другие технологии как при низких, так и при высоких ценах на топливо. Стоимость реактора ниже 18 000 долларов/кВт может быть конкурентоспособной, если полная декарбонизация будет достигнута к 2050 году, в то время как стоимость ниже 8 000 долларов/кВт может быть рентабельной даже без полной декарбонизации.
«Реализация потенциала ядерных силовых установок на море требует большего, чем технологическая готовность, – заключает DNV. – Это требует скоординированных глобальных действий с участием широкого круга субъектов морской отрасли, регуляторов и общества в целом. При стратегических инвестициях и международном сотрудничестве ядерная энергия может стать краеугольным камнем энергетического перехода на море, обеспечивая безопасные, эффективные и безэмиссионные двигатели для мирового флота».
Публикация отчета совпала с выдачей DNV южнокорейской компании HD Korea Shipbuilding & Offshore Engineering (HD KSOE), дочерней компании HD Hyundai, Одобрения в принципе (AiP) на новый проект контейнеровоза класса 15 000 TEU, оснащенного технологией малого модульного реактора (ММР). Концепция судна включает в себя систему выработки электроэнергии на основе сверхкритического CO2, которая может обеспечить более высокий тепловой КПД и меньшие габариты оборудования по сравнению с традиционными паровыми системами.
Одобрение в принципе (AiP) – это независимая оценка концепции в рамках определенного набора требований. Оно подтверждает осуществимость проекта и удостоверяет отсутствие серьезных технических препятствий для его реализации. В ходе разработки концепции судна команда DNV тесно сотрудничала с HD KSOE для оценки общей безопасности судна и конструкции усовершенствованной энергосистемы. Этот анализ включал основные функции судна, систему энергоснабжения и общий подход к безопасности. В мае 2025 года HD KSOE и DNV также провели семинар HAZID (идентификация опасностей) в штаб-квартире DNV в Осло для выявления потенциальных рисков и сценариев аварий для атомных судов и разработки улучшений в проекте.
«Эта концепция контейнеровоза с ММР является ключевой вехой в наших усилиях по изучению альтернативных видов топлива для декарбонизации судоходства, – заявил главный технический директор HD KSOE Чанг Квангпил. – Проект уделяет пристальное внимание безопасности судна и совершенствованию двигательной установки при применении технологии ММР. Кроме того, мы разработали новую систему экранирования и защитной оболочки, предназначенную для поддержания безопасности реактора и живучести судна даже в случае столкновений, посадки на мель или затопления. Мы продолжим сотрудничество с мировыми партнерами для продвижения морских ядерных технологий».
«Учитывая небольшой недавний опыт использования ядерной энергии для грузовых судов, это Одобрение в принципе представляет собой важный первый шаг в создании процесса технической верификации для судов с ядерными установками, – сказал Гейр Дугстад, технический директор DNV. – Мы очень рады выдать HD KSOE это новое Одобрение в принципе, которое является заслуженным результатом интенсивного и продуктивного сотрудничества, и мы с нетерпением ждем его продолжения по мере развития этой захватывающей технологии».
Ранее HD KSOE уже получила Одобрение в принципе от Американского бюро судоходства на модель проекта контейнеровоза класса 15 000 TEU с применением технологии ММР.
