История гражданской ядерной программы Франции прослеживает эволюцию, которая привела Францию к тому, что к концу XX века она стала вторым по величине производителем электроэнергии , вырабатываемой на атомных электростанциях, по развернутым установкам, установленной мощности и общему производству. С 1990-х годов ядерная энергия обеспечивала три четверти электроэнергии Франции ; к 2018 году эта доля достигла 71,7%. [1]
В начале 20-го века Франция внесла значительный вклад в открытие радиоактивности и ее первоначальное использование. В 1930-х годах французские ученые открыли искусственную радиоактивность и механизмы ядерного деления, что вывело страну на лидирующие позиции в этой области. Однако Вторая мировая война остановила амбиции Франции. Когда Германия оккупировала Францию , исследования переместились в Великобританию, а затем в США, где были разработаны первые ядерные реакторы и оружие .
После Второй мировой войны Франция инициировала обширную ядерную программу, создав Commissariat à l'Energie Atomique (CEA), но из-за ограниченности ресурсов потребовалось значительное время, чтобы достичь существенного прогресса. В 1950-х годах темпы ускорились, поскольку Франция инициировала военную ядерную программу, которая привела к созданию сдерживающих сил в последующем десятилетии. Одновременно Франция начала строительство своих первых атомных электростанций, которые были предназначены для производства плутония и электроэнергии.
В 1970-х годах, подстегиваемое нефтяными шоками , правительство Пьера Мессмера решило использовать «полностью ядерную» генерацию энергии во Франции. Это решение привело к строительству 58 стандартизированных ядерных энергетических реакторов по всей стране в течение следующих 25 лет. Несмотря на то, что отечественные технологии были заброшены, французские промышленники быстро внедрили выбранную ими американскую технологию и экспортировали ее в Южную Африку , Южную Корею и Китай . В то же время Франция развивала экспертизу в управлении ядерным топливным циклом, построив крупнейший в мире гражданский завод по переработке в Ла-Аге , а также экспериментальные реакторы на быстрых нейтронах .
Хотя антиядерное движение имело меньшее влияние во Франции, чем в других европейских странах, начиная с 1980-х годов, управление радиоактивными отходами стало важнейшей темой общественного обсуждения во Франции.
Кроме того, завершение фазы оборудования, наряду с либерализацией рынка электроэнергии и растущим антиядерным движением, подкрепленным ядерными катастрофами, такими как Чернобыль и Фукусима , вызывают изменения во французской ядерной промышленности. Соответственно, с 2015 года были предприняты инициативы по сокращению доли электроэнергии, вырабатываемой гражданской атомной энергетикой во Франции, с целью размещения возобновляемых источников энергии. Тем не менее, строительство французских реакторов нового поколения, включая Европейский реактор под давлением (EPR), продолжается как внутри страны, так и за рубежом.
Исследования будущих решений сосредоточены на реакторах IV поколения и ядерном синтезе . Между тем, остановка реакторов создает новые проблемы.
В феврале 2022 года президент Макрон объявил о своем плане перезапустить гражданскую ядерную программу, предусматривающую строительство от шести до четырнадцати новых реакторов, а также продлить срок службы существующих ядерных реакторов «насколько это возможно».
Всего за пятьдесят лет, от первого обнаружения рентгеновских лучей до разработки ядерных реакторов и оружия, научное исследование атома полностью изменило мир. Франция была видным игроком в этой области, благодаря вкладу семьи Кюри , пока Вторая мировая война не нанесла серьезный удар по национальным усилиям.
К концу 1895 года немецкий физик Вильгельм Рентген продемонстрировал, что электронно-лучевая трубка производит невидимое излучение, способное проникать сквозь вещество. [2] Это открытие, названное «рентгеновскими лучами», принесло ему первую Нобелевскую премию по физике и пробудило интерес научного сообщества. В следующем году французский физик Анри Беккерель искал связь между фосфоресценцией и рентгеновскими лучами. Впоследствии он заметил, что соли урана , также известные как фосфоресцирующие породы, испускают излучение, даже если они не подвергаются воздействию света. Эти излучения стали известны как лучи Беккереля или урановые лучи, поскольку они считались уникальными для этого элемента. [3]
Пьер и Мария Кюри обнаружили, что урановые лучи различаются по интенсивности в зависимости от урановой руды . Начиная с 1898 года, они стремились выделить элемент, ответственный за это явление. Вручную очищая сотни килограммов уранинита , они открыли первый элемент в июле, который они назвали полонием в честь родины Мари. В декабре они нашли второй, еще более реактивный элемент: радий . Кроме того, они совместно открыли активность тория . Кюри были удостоены Нобелевской премии по физике в 1903 году совместно с Анри Беккерелем за открытие естественной радиоактивности . В 1911 году Марии Кюри была вручена Нобелевская премия по химии за выделение радия и полония.
В 1899 году новозеландский физик Эрнест Резерфорд открыл два типа излучения, альфа- и бета-лучи , которые были менее проникающими, чем рентгеновские лучи. В 1903 году он связал эти лучи с открытиями Кюри и выдвинул гипотезу о том, что радиоактивные элементы в уране и тории были связаны между собой, причем более тяжелый элемент спонтанно терял свое вещество посредством распада, чтобы дать начало более легкому элементу и так далее. В 1911 году Резерфорд предложил новое описание структуры атома после известного эксперимента: ядро, которое несет положительно заряженные частицы, притягивающие отрицательные заряды, а именно электроны . Нильс Бор , датский физик, модифицировал модель Резерфорда, используя инициированную Максом Планком квантовую теорию , и показал, что электроны не коллапсируют по направлению к ядру из-за притяжения, а остаются на определенном уровне, который также известен как модель Бора . [4] Наконец, в 1919 году Резерфорд продемонстрировал, что ядро атома водорода присутствует во всех других ядрах , и назвал его протоном . Он также выдвинул гипотезу о наличии в ядре нейтральных, незаряженных частиц, наряду с протонами.
В 1930 году немцы Вальтер Боте и Герберт Беккер заметили, что когда альфа-лучи бомбардируют литий , бериллий и бор , эти элементы испускают «сверхпроникающие» лучи. Заинтригованные этими открытиями, Ирен Кюри , дочь Пьера и Марии Кюри, и ее муж Фредерик Жолио , отправились на миссию по пониманию природы излучения. Они обнаружили, что оно может приводить в движение протоны в январе 1932 года. После этого открытия Джеймс Чедвик , англичанин и бывший ученик Резерфорда, в следующем месяце раскрыл последнюю часть атомной головоломки: нейтроны . [5]
«Мы имеем полное право полагать, что исследователи, разрушая или создавая элементы по своему усмотрению, смогут найти средства для достижения настоящих превращений взрывного характера, настоящих химических цепных реакций».
— Фредерик Жолио-Кюри, Официальная речь при вручении Нобелевской премии по химии, 12 декабря 1935 года.
Ядерная физика родилась из работы Фредерика Жолио и Ирен Кюри. В конце 1933 года они использовали альфа-излучение для бомбардировки алюминиевой фольги и продемонстрировали получение радиоактивного фосфора-30, изотопа фосфора . Они пришли к выводу, что облучение может производить новые радиоактивные элементы. С самого начала они предвидели многочисленные применения в медицине, особенно с радиоактивными индикаторами . За свое новаторское открытие они были удостоены Нобелевской премии по химии 1935 года. [5]
В 1934 году Энрико Ферми из Италии обнаружил, что замедленные нейтроны (например, прошедшие через керосин ) более эффективны, чем обычные, что привело к необходимости использования «замедляющих» материалов, таких как тяжелая вода, в будущих установках. [6] Многочисленные европейские исследовательские лаборатории подвергали ядра бомбардировке для анализа их эффектов. В декабре 1938 года двое немецких эмигрантов, проживавших в Швеции, Лиза Мейтнер и Отто Фриш , открыли важнейшее объяснение ядерной энергии: явление деления . В феврале 1939 года Нильс Бор подтвердил, что внутри природного урана существуют два изотопа: 238 U и 235 U. Однако только уран 235 является «делящимся». Хотя он является более редким из двух, составляя всего 0,72% урана, обогащение урановой руды необходимо для увеличения доли делящегося материала и получения более реактивного топлива.
Наконец, в апреле 1939 года французские физики Фредерик Жолио-Кюри, Ганс фон Хальбан , Лев Коварски и Франсис Перрен [nb 1] опубликовали статью в журнале Nature . В статье было показано, что деление ядра урана сопровождается испусканием 3,5 нейтронов (позже исправленных до 2,4), которые впоследствии могут фрагментировать другие ядра, что приводит к явлению « цепной реакции ». Это фундаментальное открытие в ядерной физике было опубликовано незадолго до их американских конкурентов.
В мае 1939 года четыре французских частных лица подали три патента . Первые два патента касались производства энергии из урана, а третий, конфиденциальный патент, был направлен на улучшение взрывчатых зарядов . [7] [8] Жолио, который твердо верил в будущее значение атомной энергии, встретился с министром вооружений Раулем Дотри осенью того же года. Дотри оказал полную поддержку разработке взрывчатых веществ и производству энергии. [8]
В июле 1939 года в лаборатории Коллеж де Франс начались эксперименты по высвобождению энергии посредством цепных реакций, которые продолжились в Лаборатории атомного синтеза. [nb 2] [9] [10] Чтобы защитить свои патенты, Жолио создал вокруг себя промышленную сеть, в первую очередь посредством соглашения между CNRS и Union Minère du Haut-Katanga , которая владела ураном в Бельгийском Конго . [11]
Осенью 1939 года группа Жолио осознала, что Франция не имеет возможности обогащать природный уран до его расщепляющегося изотопа ( 235U ). В результате они решили использовать тяжелую воду для строительства атомного реактора . [12] По просьбе Коллеж де Франс в феврале 1940 года Рауль Дотри отправил Жака Алье в тайную экспедицию в Норвегию, чтобы вернуть полный запас тяжелой воды, хранившийся у Norsk Hydro , частично французской корпорации, которую Германия также жаждала заполучить. [13]
Вторжение Германии во Францию в мае 1940 года остановило работу. В начале июня лаборатория быстро переехала из Парижа в Клермон-Ферран , но война уже была проиграна. [14] 18 июня 1940 года, когда генерал де Голль выступил со своим знаменитым обращением по лондонскому радио , Ганс Хальбан и Лев Коварски отправились из Бордо в Соединенное Королевство с тяжеловодным складским реактором. Урановый складской реактор был спрятан в Марокко и Франции. [15] Жолио решил остаться на своей должности в Коллеж де Франс и заботиться о своей больной жене, [16] вместо того, чтобы уехать. В сложный период немецкие физики прибыли в его лабораторию, чтобы исследовать циклотрон Коллеж де Франс . После продолжительных допросов Жолио-Кюри согласился работать вместе с немецкими физиками во главе с Вольфгангом Гентнером , с которым он ранее учился в лаборатории Кюри, [17] , чтобы обеспечить продолжение своей лаборатории. В 1941–1942 годах он вступил в Национальный фронт освобождения и независимости Франции , также известный как Национальный фронт борьбы за освобождение и независимость Франции , подпольное движение сопротивления, созданное Французской коммунистической партией . [18] Он скрылся в апреле 1944 года. [19]
Члены Коллеж де Франс , которые были изгнаны, передают французские секреты союзникам , в первую очередь британцам, которые возглавляли проект атомной бомбы через Комитет MAUD . Однако ядерная программа США исключила их (за исключением Бертрана Гольдшмидта ) [20] по экономическим (относящимся к трем патентам) и политическим причинам (из-за недоверия к де Голлю и Жолио). [21] Изолированные в Кавендишской лаборатории в Кембридже , а затем в Монреальской лаборатории , начиная с конца 1942 года, они внесли свой вклад в работу, проводимую англо-канадской группой. [13] Луи Рапкин руководил созданием научного офиса для Делегации Свободной Франции в Нью-Йорке вскоре после того, как США вступили в войну в декабре 1941 года. Этот офис способствовал интеграции французских ученых в изгнании, включая Пьера Оже и Жюля Герона , в англо-канадский проект под руководством Хальбана, поскольку они отказались получить американское гражданство и работать с американскими командами. Этот офис способствовал интеграции французских ученых в изгнании, включая Пьера Оже и Жюля Герона, в англо-канадский проект под руководством Хальбана, [22] поскольку они отказались получить американское гражданство и работать с американскими командами. Их накопленные знания оказались решающими в возрождении французских исследований в этой области.
11 июля 1944 года Пьер Оже, Жюль Герон и Бертран Гольдшмидт конфиденциально сообщили генералу де Голлю, который находился с визитом в Оттаве (Канада), о Манхэттенском проекте США . [20] Вскоре после освобождения Парижа в августе 1944 года первая группа французских ученых, в которую входил Оже, вернулась из Монреаля. [23] В апреле 1945 года города немецких ученых-атомщиков были захвачены 1-й французской армией , в то время как операция «Алсос» совершила налет на лаборатории, включая атомный реактор Хайгерлох , арестовала ученых Рейха и оставила после себя лишь горстку техников. [24] Французской ядерной программе пришлось идти в одиночку, подвергшись остракизму со стороны англосаксов, лишившись источников урана и получив скудные военные награды. [25]
В марте 1945 года, во время продолжающейся войны, Рауль Дотри (министр реконструкции и городского планирования во Временном правительстве) сообщил генералу де Голлю (президенту Временного правительства ) о преимуществах ядерной энергетики для усилий по восстановлению. Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки 6 и 9 августа 1945 года продемонстрировали мировой общественности достижения американских исследований в этой области. 31 августа де Голль поручил Раулю Дотри и Фредерику Жолио (директору Национального центра научных исследований ) предложить организацию, которая могла бы объединить исследования для восстановления положения Франции в области мировой атомной науки. [26] [27]
«К сожалению, именно через сокрушительный взрыв Хиросимы нам открылось это новое завоевание Науки. Несмотря на это ужасающее явление, я убежден, что это завоевание принесет человечеству больше пользы, чем вреда».
— Фредерик Жолио-Кюри, Речь во Французской национальной медицинской академии, 18 декабря 1945 г.
Французская комиссия по атомной энергии (CEA) была создана генералом де Голлем 18 октября 1945 года. Ее целью было «проведение исследований по научным и техническим аспектам использования атомной энергии в различных областях, включая промышленность, науку и национальную оборону ». [28] [29] Подчиняясь непосредственно президенту Французского совета, CEA отвечала за управление атомной энергией, начиная с разведки урана и заканчивая строительством энергетических реакторов. Чтобы удовлетворить потребности как ученых, так и политиков, CEA была совместно организована Жолио, занимавшим пост Верховного комиссара по атомной энергии, и Дотри, заместителем генерального директора правительства. [30] [31]
По мере того, как Жолио, член Французской коммунистической партии, оказывал свое влияние, оппозиция военному применению атомной энергии набирала обороты в CEA. Будучи верховным комиссаром, он выступал за то, чтобы Франция заняла позицию против военной ядерной энергетики посредством глобального запрета на производство атомного оружия и отдала приоритет разработке крупномасштабных энергетических реакторов. Учитывая нейтральную позицию Франции между двумя сверхдержавами и потребность военных в ресурсах для управления деколонизацией, [32] посол Александр Пароди усилил эту политическую позицию 25 июня 1946 года во время первых слушаний Комиссии ООН по атомной энергии . [25] Это стало официальной позицией Четвертой республики , что позволило ей скрыть свои уязвимости, а позднее и секретную информацию. [33]
Несмотря на Квебекское соглашение, подписанное между Соединенными Штатами и Соединенным Королевством в августе 1943 года, которое запрещало раскрытие их ядерных исследований, британцы разрешили оставшимся французским ученым вернуться домой с несколькими записками в качестве жеста благодарности Франции. В 1946 году «канадцы» Лев Коварски, Жюль Герон и Бертран Гольдшмидт были включены в CEA, а их ценные заметки легли в основу французских ядерных знаний и позволили CEA подготовить первое поколение ученых-атомщиков, как гражданских, так и военных. [34] 8 марта 1946 года CEA обосновался в Форт-де-Шатийон в Фонтене-о-Роз , расположенном на юго-западе Парижа. Первоначальный план предполагал немедленное выполнение двух топливных элементов, один из которых использовал бы тяжелую воду, а другой — графит , и создание атомной электростанции мощностью 100 мегаватт (МВт) в течение десятилетия. [35] [36]
Для того чтобы реализовать программу CEA самостоятельно, Франция нуждалась в уране из источников, которые она могла контролировать. Разрешения на разведку не выдавались во французских колониях еще летом 1945 года. [37] Довоенный запас, тайно привезенный из Марокко, [38] соответствовал требованиям только для строительства начальной ячейки. Однако существование урановых руд на французской территории в регионе Морван и на Мадагаскаре было подтверждено в 19 веке. Начиная с марта 1946 года, обученные разведывательные отряды начали свои поиски в Laboratoire de Minéralogie Национального музея естественной истории . [39]
Первые старатели CEA, бывшие макисары , прочесывали территорию, оснащенную счетчиками Гейгера . В течение двух лет рабочая сила CEA's Direction des Recherches et Exploitations Minères (DREM) выросла с 10 до почти 300 сотрудников. [40] В конце концов, в ноябре 1948 года было обнаружено первое урановое месторождение в Сен-Сильвестре , расположенном в регионе Лимузен . [41] Месторождение Ла-Крузий начало добычу 10 июля 1950 года, [42] а затем последовали многочисленные другие месторождения в Вандее (1951), Бретани , Оверни (1954) и Лангедоке (1957). [43] Эти месторождения эксплуатировались либо CEA, либо частными фирмами. В течение десятилетия Франция стала ведущим производителем урана в Европе, [44] с общим количеством 217 действующих рудников по состоянию на 2001 год.
Исследования, проведенные за пределами материковой Франции , например, на Мадагаскаре и в Кот-д'Ивуаре (1946), Марокко (1947), Французском Конго (1948), а также в Алжире и Камеруне (1950), оказались безрезультатными. [45] Чтобы поощрить разведку в колониях, CEA отменила свою исследовательскую монополию в 1954 году. Воздушная разведка облегчила задачу, особенно над Сахарой . [46] Первое значительное месторождение было обнаружено в 1956 году в Мунане в Габоне . [47] [48] Крупнейшие запасы, в Арлите и Имурарене в Нигере , были обнаружены в 1965 году. [49] [50] Разведка даже вышла за пределы французских владений, включая озеро Клафф в Западной Канаде в 1968 году. [51] [52] Эти месторождения, основные источники поставок Франции, стали иностранными после деколонизации, но оставались под контролем CEA. Это способствовало успеху ее преемника, Compagnie Générale des Matières Nucléaires (Cogema), что сделало ее крупнейшим производителем природного урана в западном блоке к 1980 году. [53]
Французская комиссия по атомной энергии (CEA) создала установку в секции порохового рудника Буше около Балланкур-сюр-Эссон в январе 1948 года для очистки урановой руды в чистый оксид . [54] Однако преобразование этого вещества в металлический уран вызвало трудности, что привело к отсрочке строительства реактора. Чтобы быстро удовлетворить требования общественности и политиков и обеспечить необходимые субсидии CEA, было принято решение построить небольшой реактор, использующий в качестве топлива природный оксид урана, несмотря на его ограниченную техническую ценность. [55]
Поскольку французский графит оставался слишком нечистым для использования в качестве замедлителя, Коварскому, который использовал свои знания, полученные при строительстве канадского тяжеловодного атомного реактора ZEEP , было поручено построить сопоставимый реактор. Первый французский атомный реактор начал работать 15 декабря 1948 года с процессом, называемым «дивердж». [30] Обнинская атомная электростанция все еще оставалась секретом, но EL1 или « Zoé » был первым действующим атомным реактором за пределами англосаксонской нации и источником национальной гордости. [56] [57] Несмотря на то, что он производил всего несколько киловатт, он помог получить более глубокое понимание ядерных реакций в физических исследованиях, а также в производстве радиоизотопов для исследований и промышленности. [58]
20 ноября 1949 года Гольдшмидт и его коллеги в Канаде разработали процесс, который позволил выделить первые четыре миллиграмма плутония из облученного топлива и удалить его из топливного элемента Zoé. [59] Это событие стало важной вехой, поскольку синтетический элемент был необходим для проектирования первой атомной бомбы. [60] Строительство центра Сакле к югу от Парижа также началось в том же году, когда форт Шатийон стал переполнен. Центр был спроектирован Огюстом Перре. [61] [62] В 1952 году ускоритель Ван де Граафа был введен в эксплуатацию на том же месте, где начал работать второй тяжеловодный реактор (EL2). Этот новый ускоритель был более мощным, использовал металлический уран и охлаждался газом. Его цели включали проведение физических и металлургических экспериментов и производство искусственных радиоизотопов в больших количествах. [60] [63]
После пражского переворота и блокады Берлина Советский Союз взорвал свою первую атомную бомбу, ознаменовав начало Холодной войны . Фредерик Жолио намеренно инициировал Стокгольмское воззвание 19 марта 1950 года. [64] Однако в следующем месяце он перешел границы, заявив: «Прогрессивные и коммунистические ученые никогда не пожертвуют своими знаниями для ведения войны против Советского Союза». [nb 3] [65] В результате он был быстро уволен со своей должности. Рауль Дотри воспользовался возможностью реструктурировать CEA. В следующем году он выбрал Франсиса Перрена своим новым лидером, который не поддержал воззвание. Дотри скончался 21 августа 1951 года. 8 ноября его сменил Пьер Гийома , Соратник Освобождения. Гийома устранил коммунистических ученых и направил CEA в новом военно-промышленном направлении. [66] [67]
Поскольку у CEA не было необходимых технических и финансовых ресурсов для обогащения природного урана до его расщепляющегося изотопа ( 235 U), он был неспособен производить ядерное оружие или разрабатывать реакторы на легкой воде . Хотя технология тяжеловодных реакторов представляла собой одно из жизнеспособных решений, производство этого ядерного топлива было дорогостоящим начинанием. [68] Поэтому Франция решила пойти по стопам Великобритании и обратиться к технологии графитовых атомных ячеек для решения этой проблемы. [25] Эта ядерная технология использовала природный уран в качестве топлива, графит в качестве замедлителя нейтронов и газ в качестве теплоносителя для охлаждения активной зоны и отвода тепла в пароводяной контур, который приводил в действие турбогенератор . Первые три компонента могли бы обеспечить Францию средствами для создания бомбы, тогда как следующие три могли бы подтолкнуть страну к ядерной энергетике.
«Производство золота — ничто по сравнению с тем, чего достигла современная алхимия в производстве плутония, который стоит гораздо дороже золота и станет источником богатства и могущества страны раньше, чем золото».
— Феликс Гайяр, государственный секретарь финансов, 3 июля 1952 года.
24 июля 1952 года Национальная ассамблея одобрила первоначальный план ядерной энергетики сроком на пять лет. План предусматривал строительство двух экспериментальных реакторов на ядерной площадке Маркуль , строительство началось в 1955 году. Вскоре после этого началось строительство третьего реактора. Помимо выработки электроэнергии, эти реакторы будут производить плутоний в достаточных количествах для поддержки гражданской программы усовершенствованных реакторов и, возможно, военной, по цене в три раза ниже, чем высокообогащенный уран. [69] [70] [71]
Реактор G1, прототипный блок, оптимизированный для производства плутония, разошелся 7 января 1956 года, [72] вырабатывая 40 МВт энергии. Реактор G1, прототипный блок, оптимизированный для производства плутония, [73] разошелся 7 января 1956 года, вырабатывая 40 МВт энергии. Однако он потреблял больше электроэнергии, чем вырабатывал. Этот запуск ознаменовал начало сотрудничества между CEA и отраслью, подкрепленного соглашением с Électricité de France (EDF) [74] о производстве электроэнергии, начавшемся 28 сентября, с мощностью 2 МВт. [75] [76] Реакторы G2 и G3, введенные в эксплуатацию в 1958 и 1959 годах соответственно, использовали сжатый диоксид углерода для охлаждения и были значительно более мощными (150 МВт, 40 МВт), чем предыдущие модели. Эти реакторы были готовы установить эталон в отрасли производства электроэнергии. [71] В 1958 году также был введен в эксплуатацию завод по переработке (UP1) для извлечения плутония из отработанного топлива.
С военной стороны, решение о разработке атомной бомбы было принято правительством Пьера Мендеса Франса [77] в конце 1954 года, но стало официальным только после инаугурации Шарля де Голля в качестве президента Совета 1 июня 1958 года. [78] Во время первоначального Совета обороны 17 июня де Голль прекратил проект военного ядерного сотрудничества, начатый между Францией, Германией и Италией в 1955 году, [79] и ускорил национальную программу, подтвердив график первых военных испытаний Франции. Ядерный контроль и обладание атомным оружием в качестве сдерживающего фактора легли в основу политики национальной независимости Де Голля. [80] Оно применялось как в военном, так и в энергетическом секторе. Франция взорвала свою первую атомную бомбу, « Gerboise bleue », как и планировалось, 13 февраля 1960 года на испытательном полигоне Регган в Алжире. [81]
В июле 1957 года [82] Сакле открыл свой третий тяжеловодный реактор (EL3), который использовал обогащенный уран, поставленный Соединенными Штатами, которые смягчили свою политику нераспространения после принятия Закона об атомной энергии 1954 года . [44] Тем не менее, достижение самодостаточности в производстве топлива имело решающее значение для освоения всего ядерного цикла как для военных, так и для гражданских целей. Поэтому в апреле 1958 года Сакле начал эксплуатацию пилотной установки по обогащению урана методом газовой диффузии (PS1). После того, как план франко-британского, а затем и европейского завода был отменен из-за национальной независимости, в конце 1958 года началось строительство военного завода по обогащению урана. Выбранный процесс требовал значительных затрат электроэнергии, поэтому промышленный комплекс был возведен недалеко от плотины Донзер-Мондрагон в Пьерлатте. Обогатительные каскады , которые были введены в эксплуатацию с 1964 по 1967 год, производили высокообогащенный уран (20% или более изотопа 235) для термоядерного оружия . [83] [84]
После успеха экспериментальных реакторов в Маркуле, EDF было поручено создать французскую программу ядерной энергетики с использованием того же типа реакторов, Uranium naturel graphite gaz (UNGG). Чтобы быстро достичь конкурентоспособности, государственная компания запустила реакторы возрастающей мощности, извлекая уроки из конструкции предыдущих моделей, не дожидаясь их ввода в эксплуатацию. [85] Чтобы минимизировать расходы, была построена серия прототипов: три на площадке в Шиноне (EDF1, EDF2 и EDF3), а затем два в Сен-Лоран-де-О (EDF4 и EDF5). [86] Самый последний прототип, расположенный в Бюже , был направлен на начало комплекса из шести идентичных электростанций, которые проложат путь к 1000 МВт энергии с использованием новых видов топлива.
Однако по мере развития Bugey-1 стало ясно, что технология UNGG имеет свои ограничения. [87] В период с 1957 по 1965 год выходная мощность блока увеличилась с 70 МВт (EDF1) до 540 МВт (Bugey-1). Однако любое дальнейшее увеличение сделало бы реактор трудноуправляемым. [88] Чтобы конкурировать с отечественными тепловыми электростанциями и американскими легководными реакторами, которые внедряют наши европейские соседи, единственным способом является увеличение выходной мощности и снижение стоимости за киловатт-час (кВт·ч) произведенной продукции. В противном случае новые UNGG не были построены, и только один был экспортирован в Вандельос , Испания. [89] [90] К концу десятилетия ядерная энергетика на графитовом газе обеспечивала только 5% электроэнергии, вырабатываемой во Франции. Будущее этого источника энергии стало еще более неопределенным, когда цены на нефть достигли дна. [91]
Тем временем компания EDF изучала другие технологии наряду с французской линией UNGG .
CEA, доверявшая своим UNGG, решила сделать то же самое, но с намерением подготовиться к созданию самой UNGG:
Центр Кадараш, расположенный недалеко от Маноск, был создан в 1960 году для размещения Рапсодии и изучения ядерных двигателей для кораблей. Он стал пятым ядерным исследовательским центром, не зарезервированным для военных целей, после Форт-де-Шатийон, Сакле, Маркуля и Гренобля . На протяжении 1960-х годов в каждом центре было построено в среднем два исследовательских реактора, всего десять. Minerve (1959), Marius (1960), Peggy (1961), César (1964), Éole (1965) и Isis (1966) были моделями, критически важными для нейтронных расчетов в топливных сетях различных ядерных реакторов. Cabri (1963) исследовал «мощностные скачки», [95], в то время как Pégase (1963) и Osiris (1966) сосредоточились на материалах и топливе для атомных электростанций. Osiris также производил легированный кремний и радиоэлементы для промышленных и медицинских целей, включая технеций-99m , среди трех эксклюзивных производителей которого он находится в мире. Harmonie (1965) и Masurca [96] (1966) проводили эксперименты по сверхгенерации. Реактор High Flux (RHF), самый мощный в мире источник нейтронов, способствовал исследованию основных материалов, начиная с 1971 года. Phébus и Orphée были добавлены в 1978 и 1980 годах, соответственно, для моделирования аварий, которые могли бы повлиять на PWR, и для поддержки RHF. [97]
В начале 1960-х годов Комиссия по производству электроэнергии ядерного происхождения (Комиссия Пеона), созданная в 1955 году для оценки расходов на строительство ядерных реакторов, рекомендовала развивать ядерную энергетику для решения проблемы нехватки внутренних энергетических ресурсов. Возникли две противоположные позиции: позиция CEA, которая поддержала национальный реактор двойного назначения UNGG (гражданский и военный [nb 4] ), и позиция EDF, которая выступала за разработку более конкурентоспособного «американского» реактора (обогащенный уран и легкая вода). [98] В январе 1967 года [nb 5] технический отчет, совместно подготовленный CEA и EDF, показал, что стоимость производства кВт·ч реактором UNGG была почти на 20% выше, чем у реактора с водой под давлением (PWR) той же мощности (500 МВт). [99] Однако в декабре генерал де Голль санкционировал строительство двух реакторов UNGG в Фессенхайме , регион Верхний Рейн , одновременно сотрудничая с Бельгией по PWR для сохранения национальной независимости. Это сотрудничество привело к созданию атомной электростанции Tihange в 1975 году после Chooz . [100] [101] Часть успешной передачи технологий , эта установка мощностью 950 МВт была полностью спроектирована французскими и бельгийскими конструкторскими бюро, что сделало ее чрезвычайно мощной для своего времени, что позволило обеим странам доминировать в отрасли. [102]
«Продолжать во Франции, в пределах наших небольших границ, развивать технологию, которая не интересует мир, сегодня не имеет смысла».
— Марсель Буато, генеральный директор EDF. Торжественное открытие реактора EDF4, 16 октября 1969 г.
Процесс торгов на оборудование для UNGG в Фессенхайме был катастрофой, поскольку каждый производитель представил завышенное предложение, чтобы снизить свой собственный риск. [103] 15 ноября 1968 года Энергетическая комиссия предложила выбрать поставщика на основе экономических критериев, что заставило де Голля признать неизбежный результат. [104] Однако ответственность за официальный отказ от национальной линии в пользу легководных реакторов легла на его недавно избранного преемника Жоржа Помпиду и правительство Жака Шабана-Дельмаса . 13 ноября 1969 года они приняли межминистерское решение, сославшись на два аргумента: простота и безопасность этих реакторов, а также техническая и финансовая компетентность американских компаний, продвигающих их. [105] Неудача, с которой столкнулась Великобритания с AGR , и частичное расплавление активной зоны, которое произошло в реакторе A1 на электростанции Сен-Лоран-де-О месяцем ранее, также сыграли значительную роль в решении, принятом государственными органами.
Комиссия Пеона предложила ввести в эксплуатацию четыре или пять легководных реакторов к 1976 году, поскольку закупка урана, включая обогащенный уран из Соединенных Штатов, была бы менее затратной, чем импорт нефти. [90] Две компании, Framatome и Compagnie Générale d'Electricité (CGE), конкурировали за поставку EDF своих «атомных котлов». Framatome [nb 6] использовала патент Westinghouse на технологию реактора с водой под давлением (PWR) [nb 7] [106] , в то время как CGE использовала патент General Electric на технологию реактора с кипящей водой (BWR). В области турбогенераторов технология Alsthom — дочерней компании CGE — конкурирует с технологией Compagnie Électro-Mécanique , дочерней компании, контролируемой швейцарской компанией Brown, Boveri & Cie (BBC). [107]
Это решение было принято после нового тендера, поскольку предложение Framatome было более рентабельным, чем предложение CGE. [108] В 1970 году EDF выбрала предложение Framatome для строительства двух франкоязычных копий реактора Beaver Valley с водой под давлением, оснащенных турбинами Alsthom, в Фессенхайме. Следовательно, первоначальный план строительства двух UNGG был отменен. В следующем году в Бюже было разрешено строительство четырех дополнительных реакторов, в результате чего общее число реакторов достигло шести. Эти шесть реакторов были введены в эксплуатацию между 1977 и 1979 годами, и позже они были известны как этап CP0 ( contrat program zéro ). [100] [109] [110] Отныне французские атомные электростанции больше не будут производиться по отдельности, а будут производиться траншами одинакового уровня мощности, как тепловые электростанции. Это стандартизирует производство и снизит затраты. [111]
В сентябре 1972 года CGE представила BWR-6, кипящий реактор General Electric, который мог похвастаться большей мощностью (995 МВт) за счет усовершенствования топлива. Впоследствии, 4 февраля 1974 года, EDF сообщила CGE о заказе на восемь реакторов, который включал два подтвержденных заказа для Saint-Laurent-des-Eaux 3 и 4, в то время как BBC приобрела соответствующие турбогенераторные установки. [107] Для CGE контракт был оценен в 3,5 миллиарда франков (без учета налогов), и General Electric имела право на роялти в размере 2,5%, что эквивалентно 87,5 миллионам франков. Прогресс в проекте продвигался быстро, и к 1 марта 1975 года General Electric уже передала 10 000 документов. Кроме того, более 200 миссий были проведены в Соединенных Штатах техническими специалистами, проходившими обучение, и 388 сотрудников CGE были полностью посвящены проекту. Однако 4 августа 1975 года EDF отменила заказ из-за резкого увеличения стоимости и передала его Framatome. Это стало серьезным ударом для CGE, приведшим к ее уходу из французской атомной промышленности. Однако CGE получила крупную компенсацию; они обеспечили Alsthom место в центре национальной атомной промышленности. К концу 1976 года Alsthom-Atlantique фактически имела монополию на французском рынке турбогенераторов. [112] Турбины BBC и сопутствующие им водонапорные станции являются единственными остатками предполагаемых установок BWR в Сен-Лоран-де-О. Вместо этого они были использованы для оснащения реакторов PWR, которые заменили их на месте. [113]
6 августа 1975 года Совет министров принял решение сохранить только один тип реактора: PWR. Правительство постановило провести полную консолидацию отечественной ядерной промышленности, заявив, что выгоды от стандартизации превосходят те, которые можно было бы получить за счет конкуренции между несколькими поставщиками. Наличие единственного поставщика и оператора в сочетании с ограничениями, налагаемыми лицензией Westinghouse, которая не позволяет EDF или CEA [nb 8] вносить дестабилизирующие изменения в конструкцию реактора, будет способствовать упорядоченному производству предстоящих крупномасштабных серий. [114]
«У Франции нет угля, у Франции нет нефти, у Франции нет газа, у Франции нет выбора».
— Лорд Уолтер Маршалл, председатель Центрального совета по производству электроэнергии (CEGB), 1986 г.
Международные события привели к резкому ускорению ядерной программы Франции. Арабо-израильский конфликт , в частности война Судного дня , привели к первому нефтяному шоку , который увеличил цены на нефть в четыре раза в период с октября 1973 года по март 1974 года. Это резко подчеркнуло энергетическую зависимость и хрупкость западных стран в то время, когда их экономический рост начал замедляться. [110]
В условиях снижения объемов добычи угля внутри страны и близящегося к завершению строительства гидроэлектростанций на заседании межведомственного комитета 22 мая 1973 года, которое состоялось за пять месяцев до кризиса на Ближнем Востоке , уже было принято решение об увеличении числа атомных электростанций в рамках «Плана VI» с 8000 до 13 000 мегаватт (МВт). Эти события побудили правительство Пьера Мессмера еще больше ускорить программу, что привело к созданию «Плана VII» или «Плана Мессмера» [115] 5 марта 1974 года. [nb 9] 13 000 мегаватт, которые должны были быть построены с 1972 по 1977 год, будут полностью освоены к концу 1975 года. После этого EDF будет поддерживать свои инвестиции, строя от шести до семи реакторов ежегодно, [116] что эквивалентно обязательству в 50 000 МВт ядерной энергии между 1974 и 1980 годами. [117] Эта установленная мощность, которая представляет собой дополнительные 55 900 МВт реакторов в эксплуатации, наряду с текущими шестью, по оценкам, обойдется в общую сумму в 83 миллиарда евро (2010). [118] В течение следующего десятилетия EDF необходимо будет занять более 100 миллиардов евро, в основном на международных рынках, под гарантию французского правительства. [119] [120]
Contract-Program 1, запущенная в 1974 году, состояла из 16 900 МВт блоков: Blayais (1–4), Dampierre (1–4), Gravelines (B1-B4) и Tricastin (1–4). Еще два блока (C5 и C6) были добавлены в Gravelines в 1979 году, в результате чего общее количество блоков CP1 составило 18. Во время президентства Валери Жискар д'Эстена , несмотря на стагнацию национального потребления электроэнергии, план Помпиду-Мессмера продолжался полным ходом из-за приоритета снижения зависимости от импортируемой нефти. Второй нефтяной кризис укрепил эту решимость. Contract-Program 2, запущенная в 1976 году, состоит из десяти блоков: Chinon (B1, B2, B3, B4), Cruas (1, 2, 3 и 4) и Saint-Laurent-des-Eaux (B1 и B2). [121] Главное отличие ступени CP2 от ее предшественника — радиальное расположение машинного зала относительно ядерного острова. Такое расположение предотвращает повреждение защитной оболочки реактора обломками, возникающими в результате отказа турбины . [122] [123]
Строительство флота PWR требовало значительных объемов низкообогащенного урана , закупаемого как в США, так и в СССР, начиная с 1971 года. [124] Франция стремилась установить европейский контроль над ядерным циклом, а также конкурировать с инициативой по обогащению газовыми центрифугами Urenco в англо-германо-голландском партнерстве. С этой целью Франция сотрудничала с Бельгией, Италией, Испанией и Швецией для строительства гражданского газодиффузионного обогатительного предприятия. 25 февраля 1972 года была создана группа Eurodif Production. В 1974 году началось строительство ядерного объекта Tricastin. Впоследствии была построена атомная электростанция Tricastin для обеспечения объекта электроэнергией (3600 МВт). Eurodif, позже переименованный в Georges Besse , официально открылся 9 апреля 1979 года в качестве обогатительного завода на этом объекте. [117] [125] Расположенный рядом с военным обогатительным заводом Пьерлатт , он использовал часть его мощностей, пока не достиг полной мощности в 1982 году. [83]
В то же время, в течение нисходящего топливного цикла, завод по переработке La Hague претерпел изменения для переработки высокоактивных радиоактивных отходов из новой линии реактора с водой под давлением. В результате к заводу UP2-400 был добавлен цех HAO (High Activity Oxide), который был введен в эксплуатацию в апреле 1966 года для оказания помощи заводу Marcoule (UP1) в извлечении плутония из отработанного топлива UNGG. В 1976 году CEA передала ответственность за эксплуатацию комплекса компании Cogema. В 1981 году Cogema получила разрешение на строительство двух заводов для управления растущим объемом отходов. Заводы UP2-800 и UP3-A были спроектированы для переработки до 800 тонн отработанного легководного топлива в год. UP3-A финансировался иностранными заказчиками и был введен в эксплуатацию в 1990 году, тогда как UP2-800 был введен в эксплуатацию в 1994 году. [126] [127]
Подобно EDF, французские производители поддержали вариант с легкой водой, поскольку его принятие позволило им извлечь выгоду из опыта, полученного по ту сторону Атлантики, избежав при этом технических и финансовых рисков, связанных с разработкой новой технологии. Строительство ядерного флота страны предоставило возможность для развития крупных промышленных групп, которые могли бы офранцужить и экспортировать американские ядерные технологии. [128]
Framatome получила свой первый крупный международный контракт на вторую атомную электростанцию в Южной Африке. Первоначально южноафриканские власти заключили контракт с американской General Electric в апреле 1976 года. Однако ограничения Вашингтона в отношении режима апартеида заставили их пересмотреть свое решение, в результате чего 19 мая была выбрана Framatome. Поскольку Претория потребовала участия EDF в строительстве, французская электроэнергетическая компания и Framatome создали SOFINEL. В любом случае, Framatome, которая имеет лицензию Westinghouse, нуждалась в экспертизе EDF для строительства полноценной станции и получения лицензии оператора для начала эксплуатации. Несмотря на террористическую атаку, два реактора на объекте Koeberg к северу от Кейптауна , смоделированные по образцу реакторов в Bugey, были введены в коммерческую эксплуатацию в 1984 и 1985 годах. [129]
Последующее соглашение было подписано с Ираном , основным поставщиком нефти во Францию, который уже выразил заинтересованность в развитии гражданской и военной ядерной энергетики. США не поддерживали амбиции шаха , поэтому он обратил взор на Францию и подписал с ними соглашение о партнерстве 27 июня 1974 года. Иран приобрел шведскую часть Eurodif стоимостью в миллиард долларов и заказал два реактора у Framatome/SOFINEL. Строительство началось в Дарховине в 1977 году, а компоненты были изготовлены в следующем году во Франции. Однако проект закончился с Исламской революцией 1978 года. Завершенные компоненты добавили два блока к электростанции Gravelines, которая начала работать в 1985 году. [130] Обогащенный уран, предназначенный для доли Ирана на заводе Tricastin, так и не был доставлен исламскому режиму. Только после нескольких атак и захватов заложников 29 октября 1991 года было подписано соглашение о возврате средств. [131]
Третья сделка была заключена в Южной Корее. После двух неудачных попыток в 1976 и 1977 годах Framatome получила контракт на девятый и десятый ядерные реакторы Южной Кореи, расположенные в Ульджине 7 ноября 1980 года. Вместе с контрактом была также осуществлена передача технологий, и южнокорейская компания осуществила строительство. АЭС Ханул начала работу в 1988 году. [132]
CEA продавала исследовательские реакторы через свою дочернюю компанию Technicatome . Компания подписала свой самый заметный контракт в 1976 году на сумму 1,45 млрд франков с Ираком на строительство реакторов Isis ( Tammuz II ) и Osiris ( Tammuz I или Osirak ) в Сакле. [133] Это соглашение стало результатом переговоров, которые начались два года назад между Ираком и тогдашним премьер-министром Жаком Шираком об обмене нефти на ядерные реакторы. После того, как французское правительство отклонило запрос Саддама Хусейна на реактор UNGG во время его визита в центр Кадараш 6 ноября 1975 года, [134] это соглашение было достигнуто. Израиль был против иракской программы, ссылаясь на свои военные цели. 6 апреля 1979 года Моссад уничтожил реакторные корпуса, строившиеся на заводе Constructions industrielles de la Méditerranée (CNIM) в Ла-Сейн-сюр-Мер . Тем не менее, контракт все еще продолжался. 7 июня 1981 года воздушная атака ( операция Opera ) уничтожила Osirak до того, как он начал функционировать. Несмотря на то, что Франция прекратила свое сотрудничество с Ираком в 1984 году, Tammuz II/Isis продолжал работать в 1980-х годах. Реактор был в конечном итоге уничтожен в 1991 году. [135]
В 1960-х годах, когда военная ядерная энергетика была в центре внимания страны, гражданская ядерная энергетика считалась прекрасной возможностью для развития сельской экономики, [136] и мало кто беспокоился об этом. [137] [138] В начале 1970-х годов экологическая осведомленность привела к обсуждению последствий внедрения ядерной энергетики. В 1974 году большая часть общественности поддерживала гражданскую ядерную энергетику (76% «за»). Однако после первой демонстрации в Фессенхайме в апреле 1971 года [139] оппозиция быстро росла среди французского населения. К началу 1975 года 4000 ученых подписали петицию [nb 10], осуждающую преуменьшение рисков и безрассудство плана Мессмера, и создали ассоциацию GSIEN для информирования общественности. Первоначальный смысл был сохранен, при этом улучшились ясность, краткость, формальность, точность, структура, словарный запас и грамматическая правильность в американском английском. [138]
В 1977 году общественное мнение изменилось, и 53% выступили против проекта «Суперфеникс». В июле манифестация в Крей-Малвилле переросла в насилие, в результате чего погиб один человек из 40 000–90 000 участников. [140]
В ответ государственные органы призвали к расширению существующих площадок и строительству более надежных объектов для снижения потребности в новых электростанциях. В конечном счете, из 43 площадок, рассмотренных в 1974 году, [nb 11] [141] 19 будут размещать французские PWR, четыре из которых в настоящее время являются местом расположения реакторов UNGG. Помимо проблем, связанных с французской энергосистемой, выбор площадки является стратегическим: 17 из 19 коммун (исключая Гравлин и Ножан-сюр-Сен), предназначенных для размещения электростанций, имеют схожий сельский профиль и столкнулись с депопуляцией и отсутствием промышленности. [142] Доход, развитие и возможности трудоустройства, возникающие в результате работы электростанций, создадут значительную зависимость от близлежащих территорий. Кроме того, EDF привлекает услуги архитекторов и ландшафтных архитекторов на этапе P4, чтобы уменьшить воздействие своих объектов на окружающую среду. Социологи, психологи и семиологи также работают над улучшением социальной приемлемости ядерной энергетики путем изменения ее общественного имиджа . [143] С апреля 1975 по 1982 год «ядерная информационная группа» EDF получала и отвечала на до 500 писем ежедневно. Они успешно организовывали посещения электростанций. Эти информационные кампании в сочетании с радикализацией определенных антиядерных групп перевернули общественное мнение, заставив оппозицию ослабнуть. [144] [145] [146]
Оппозиция атомной энергетике стала локальной, особенно в Бретани и Луаре-Атлантик . Эта местная оппозиция привела к отказу от проектов электростанций Плогофф и Пеллерин в 1983 году соответственно после многочисленных демонстраций. [147] Однако в Арденнах оппозиция не смогла предотвратить расширение атомной электростанции Chooz.
В начале 1980-х годов во Франции преобладали проатомные настроения, 65% поддерживали их в 1982 году [144] и 67% в 1985 году. [148] И это несмотря на многочисленные аварии, потрясшие отрасль и подчеркнувшие настоятельную необходимость уделять первостепенное внимание безопасности на протяжении всего ядерного цикла. В частности, ядерная катастрофа на Три-Майл-Айленде в 1979 году, когда расплавилась активная зона PWR, что привело к минимальным радиоактивным выбросам в окружающую среду. [149] В 1980 году на атомной электростанции Сен-Лоран-де-О произошла самая серьезная ядерная авария во Франции на сегодняшний день, когда расплавились два топливных элемента в реакторе A2 (UNGG). Инцидент был классифицирован как 4-й уровень по шкале INES , что означает «авария, не влекущая за собой какого-либо значительного риска за пределами площадки». [150] Тем не менее, недавно обретенная французами вера в ядерную энергетику и обеспокоенные власти оказалась недолговечной.
В противовес растущему движению за охрану окружающей среды Франсуа Миттеран ( Социалистическая партия ) выступил на президентских выборах во Франции в 1981 году (предложение 38) с заявлением о том, что «ядерная программа будет ограничена строительством электростанций до тех пор, пока нация не сможет проголосовать за нее, после того как будет по-настоящему информирована на референдуме». В преддверии выборов Франсуа Миттеран признал, что использование ядерной энергии в наши дни неизбежно. Однако он подчеркнул необходимость ограничения и контроля ее развития, чтобы предотвратить технический и экономический тупик, подобный тупику эпохи «всей нефти» в 1960-х годах. Он также выступил против всей ядерной программы, которая была навязана французскому народу. [151]
Хотя нефтяные шоки стали сигналом к началу существенных программ по оборудованию в странах, пострадавших от импорта нефти, таких как Франция и Япония, они парадоксальным образом привели к прекращению инвестиций в ядерную энергетику. Соединенные Штаты были первыми, кто прекратил такие инвестиции, в основном по экономическим причинам, [nb 12] [152] за ними последовала Европа из-за политического давления со стороны антиядерных движений, воодушевленных значительными авариями. [153] Во Франции, где экологическое движение имело минимальный эффект, расширение атомных электростанций продолжалось, несмотря на возросшие затраты. [154] Однако потенциал для избыточного производства продолжал существовать. В это время ранее упускаемая из виду тема устойчивого управления радиоактивными отходами стала заметной в восприятии общественностью ядерной энергетики.
Начало 1980-х годов ознаменовалось коммерческим запуском ядерных реакторов CP1, работавших с 1980 по 1985 год, и реакторов CP2, работавших с 1983 по 1988 год. В это время ядерная энергетика составляла 37% национального производства электроэнергии Америки, и эта цифра выросла до 55% три года спустя. [155] Однако из-за инициатив по энергосбережению и снижения экономического роста потребление электроэнергии остановилось, что привело к опасениям по поводу избыточных мощностей программы ядерной энергетики. В 1983 году президентство Франсуа Миттерана привело к сокращению темпов строительства до одного блока в год. Чтобы оправдать развитие флота, EDF увеличила свой экспорт и стала основным экспортером в Европе. Кроме того, продвижение электрического отопления подстегнуло его принятие в качестве стандарта в новом жилье. [156]
Основные строительные проекты продолжились на этапе P4, состоящем из четырехконтурных реакторов (по сравнению с трехконтурными реакторами, отсюда и название) с выходной мощностью 1300 МВт. Этот проект был результатом сотрудничества Framatome и Westinghouse с 1972 года. [nb 13] [157] Целью было компенсировать расширенные графики строительства и расходы, понесенные на предыдущих этапах, что является причиной увеличения мощности блока. [158] Восемь блоков, которые были заказаны в период с 1975 по 1982 год, были введены в эксплуатацию с 1984 по 1987 год. Первыми были построены реакторы Flamanville (1 и 2), Paluel (1-4) и Saint-Alban (1 и 2). [159] После этого был уровень P'4 (гибрид P4), который включал поэтапное строительство 12 новых блоков между 1979 и 1984 годами и ввод в эксплуатацию с 1987 по 1994 год. [160] Наконец, были построены реакторы в Бельвилле (1 и 2), Каттеноме (1, 2, 3 и 4), Ножане (1 и 2), Пенли (1 и 2) и Гольфехе (1 и 2). По сравнению с P4, системы электропитания и безопасности остались прежними, а здания были уменьшены в размерах для сокращения расходов.
Тем не менее, переход от CP0 к P'4 не дал ожидаемой экономии за счет масштаба , в первую очередь из-за введения более строгих правил, как было заявлено Французской счетной палатой в 2012 году. [nb 14] [161]
Framatome достигла поворотного момента в 1981 году, подписав долгосрочное Соглашение о техническом сотрудничестве в ядерной области ( NTCA) с Westinghouse. Соглашение было основано на восхищении Westinghouse навыками французского производителя, при этом имели место взаимные обмены. Несмотря на то, что роялти были существенно сокращены, платежи все равно должны были быть сделаны. Эта техническая и коммерческая независимость позволила Westinghouse полностью выйти из капитала Framatome. Это позволило французской компании создать собственные модели реакторов, включая серию N4. [162] Серия N4 состоит из четырех блоков мощностью 1500 МВт, полностью спроектированных французами, разработка которых началась в 1977 году. Реакторы Chooz B (1 и 2) и Civaux (1 и 2) были частью этого проекта, строительство которого проходило с 1984 по 1991 год, а коммерческий ввод в эксплуатацию — с 1996 по 1999 год. В 1992 году соглашение между Westinghouse и Framatome закончилось, что привело к прекращению роялти и полной францизации реакторов, построенных Framatome. [162] Улучшения в конструкции этих новых реакторов учитывали обратную связь от уже работающих реакторов мощностью 900 и 1300 МВт, а также уроки, извлеченные из ядерной катастрофы на Три-Майл-Айленде. [163] Помимо внедрения турбин «Arabelle» и новых первичных насосов, основным усовершенствованием серии P'4 стала полная компьютеризация диспетчерской. Chooz B была первой электростанцией в мире, которая была оснащена этой технологией. [164] Civaux была второй электростанцией, которая была оснащена компьютеризацией, и это была последняя атомная электростанция, построенная во Франции. Коммерческий запуск в 1999 году ее второго реактора, 58-го после Fessenheim, ознаменовал конец почти тридцати лет непрерывной строительной деятельности, которая обошлась EDF в 106 миллиардов евро в 2018 году. [nb 15] [165]
В то время доля ядерной энергетики в общем объеме производства электроэнергии во Франции составляла 76%, что было больше, чем в любой другой стране. [166]
Чернобыльская катастрофа 26 апреля 1986 года ознаменовала поворотный момент в истории гражданской ядерной энергетики. Инцидент привел к расплавлению активной зоны реактора , вызвав взрыв и значительный выброс радиоактивности в окружающую среду, что привело к бесчисленному количеству смертей, в том числе в результате воздействия радиации. Чернобыльская катастрофа стала первым инцидентом, которому был присвоен уровень 7 по Международной шкале ядерных событий (INES), и она остается самой серьезной ядерной аварией до инцидента на Фукусиме в 2011 году. Последствия катастрофы были обширными, охватывающими сферу здравоохранения, экологию, экономику и политику. Более 300 000 человек были перемещены из близлежащего региона. [167]
В то время как соседние страны быстро приняли превентивные меры, такие как запрет на потребление определенных продуктов питания, [168] французские государственные органы предоставили минимальную коммуникацию и попытались преуменьшить последствия катастрофы [169] , признав при этом рост радиоактивности. [170] Некоторые СМИ интерпретировали выброшенное радиоактивное облако от взрыва как остановившееся на границе. [171] Аномальные уровни радиоактивности были обнаружены на объектах CEA и атомных электростанциях EDF еще 28 апреля, но SCPRI не признавал, что шлейф частиц достиг Франции, до 1 мая и не публиковал первую карту загрязнения почвы до 10 мая . [172] [173] После Чернобыля имидж ядерной энергетики в Европе был навсегда затронут, что привело к изменениям в национальных программах. Новые проекты по строительству электростанций, как правило, были приостановлены, и были завершены только те, которые в настоящее время находятся в стадии реализации. Италия вышла из ядерной энергетики , за ней последовали Югославия , [ 174] Нидерланды , Бельгия и Германия в последующие годы. Во Франции отсутствие прозрачности среди властей повлияло на общественное мнение, что привело к возрождению антиядерного движения [175] и формированию автономных групп мониторинга радиоактивности, таких как CRIIRAD и ACRO. Однако сам инцидент не побудил к каким-либо расследованиям энергетической политики. [148] Когда произошла авария, строительство реакторов P'4 и нового N4 все еще продолжалось и было далеко не завершено.
Франция участвовала в обсуждениях, которые начались в 1992 году, чтобы определить обязательные международные обязательства по ядерной безопасности. Франция подписала Международную конвенцию о ядерной безопасности 20 сентября 1994 года [nb 16] [176] и ратифицировала ее в следующем году. Конвенция вступила в силу после указа от 24 октября 1996 года. [177] Первый отчет Франции о безопасности ее атомных электростанций был выпущен в сентябре 1998 года. [178] В 2001 году начал работу Институт радиозащиты и ядерной безопасности (IRSN), взяв на себя функции по обеспечению безопасности, ранее выполнявшиеся Министерством здравоохранения и CEA. [179]
«Франция была первой страной, которая вступила в переговоры с Китаем по проекту атомной электростанции, первой, которая выразила готовность продать нам реакторы, и первой, которая заявила о готовности передать нам свои технологии без последующего контроля за их использованием».
— Ли Пэн, министр энергетики, 1984 год.
В 1970-х годах Дэн Сяопин стремился модернизировать Китай, в том числе реализовать гражданскую программу ядерной энергетики. Хотя военные предпочитали реакторы на тяжелой воде, Министерство электроэнергетики выбрало иностранные реакторы с водой под давлением, в частности, из Франции. Будучи первой западной страной, признавшей Китайскую Народную Республику в 1964 году, Франция, по-видимому, была единственной страной, готовой поделиться своим ядерным опытом.
После нескольких безуспешных попыток сотрудничество с Китаем по строительству ядерных реакторов и передаче технологий началось во время визита президента Франсуа Миттерана в Пекин в мае 1983 года. [180] Первый завод планировалось построить в быстроразвивающемся регионе Гуандун, а именно в заливе Дая, и финансировать его пришлось при содействии Гонконга . Это финансирование привело к франко-британскому сотрудничеству в производстве турбин для завода, что затем привело к слиянию GEC и Alsthom . Китайские власти хотели реакторы N4, однако они одобрили модель, полученную на основе слегка улучшенных блоков CP1 5 и 6 завода Gravelines. 19 января 1985 года соглашение было подписано, и строительство началось под надзором EDF в следующем году. Несмотря на события на площади Тяньаньмэнь и дело тайваньского фрегата , которые обострили отношения с Пекином, завод был открыт 10 февраля 1994 года.
Тем временем Framatome построила завод по производству топлива в Ибине в 1995 году и объявила о разработке второго завода в том же районе под названием Лин Ао . Новый объект будет состоять из двух реакторов, параллельных тем, что на заводе в Дайя Бэй. EDF, Framatome (ядерный остров) и GEC-Alsthom (турбины) были выбраны без тендера, в обмен на кредит под низкий процент, полученный от восьми французских банков. Контракт был подписан 25 октября 1995 года. Строительство велось китайской компанией CGNPC . Реакторы были введены в эксплуатацию раньше срока, в 2002 и 2003 годах. К разочарованию французских лидеров промышленности, Китай позже решил расширить свой спектр ядерных технологий, включив канадские ( CANDU ) и российские ( ВВЭР ) модели. Однако после визита президента Жака Ширака в 1997 году Китай разработал собственный реактор CPR-1000 на основе французских проектов CP1 [181] и N4 при содействии EDF, Framatome и GEC-Alsthom. [182] [183]
Чернобыльская катастрофа и избыток нефти заставили многие страны замедлить или полностью отказаться от своих ядерных программ, что оказало давление на ядерную промышленность. В ответ на это отрасль переключила свое внимание на экспорт, высококонкурентный рынок, который потребовал консолидации европейской промышленности. На этом фоне Framatome и Siemens подписали соглашение о сотрудничестве 13 апреля 1989 года и создали совместную компанию. Целью этого партнерства, поддержанного соответствующими правительствами, было создание реакторов с водой под давлением с использованием франко-германской технологии. Первоначально это было на благо обеих стран, а впоследствии и всех организаций по всему миру, которые производят ядерную энергию. [184]
Тем временем EDF исследовала варианты устойчивости французской ядерной программы и разработала планы по строительству нового реактора с водой под давлением (PWR), который заменит оригинальные реакторы, начатые в 1970-х годах. Ожидаемая дата завершения строительства нового реактора была установлена около 2010 года. В 1986 году EDF инициировала проект REP 2000, новую эволюционную фазу моделей реакторов, которые, как ожидалось, будут введены в эксплуатацию между 2000 и 2015 годами. [185] Первоначально проект REP 2000 был задуман для Франции с целью улучшения мер безопасности и снижения производственных затрат, а также оптимизации использования урана. [186] Однако из-за рецессии в начале 1990-х годов и последующего улучшения доступности завода было определено, что дополнительные реакторы N4 не нужны. В результате строительство блоков 3 и 4 на заводах Penly , Flamanville и Saint-Alban было отменено, а проект REP 2000, также известный как N4+, был объединен с франко-германским проектом. 23 февраля 1995 года EDF и девять немецких предприятий совместно с Framatome и Siemens начали инженерные исследования для Европейского реактора под давлением (EPR), ядерного реактора третьего поколения, предназначенного для модернизации ядерного парка. Этот «эволюционный» реактор с запланированной единичной мощностью 1450 МВт, которая будет увеличена до 1650 МВт для большей конкурентоспособности, может включать в себя технологические достижения как реакторов Konvoi [187] , так и реакторов N4, чтобы обеспечить улучшенную безопасность ( уловитель активной зоны , здания, более устойчивые к падениям самолетов, отсутствие нижних проходок и дополнительные системы безопасности), увеличенный срок службы, более эффективное использование топлива MOx [188] и повышенную тепловую эффективность. [189] [190] Предварительный проект был представлен французским и немецким органам безопасности в октябре 1997 года. [184]
EDF выбрала площадку Le Carnet, недалеко от Le Pellerin, для строительства прототипа EPR. Несмотря на значительную местную оппозицию, премьер-министр Ален Жюппе одобрил проект. Выборы правительства Плюрал-левых привели к отмене проекта в 1997 году. [191] [192] В 1999 году Германия решила отказаться от ядерной энергетики, а десять лет спустя Siemens прекратила сотрудничество с Framatome, теперь Areva NP. [187] Европейский реактор, который всегда был франко-германским, теперь полностью французский.
«С этим типом реактора [реакторы-размножители] и запасами плутония Франция будет иметь столько же энергии, сколько Саудовская Аравия со всей ее нефтью».
- Валери Жискар д'Эстен, президент Франции, Европа 1, 25 января 1980 г.
В начале 1950-х годов уран был достаточно редким, чтобы заставить нас думать, что вскоре его будет не хватать. Разработка реакторов с использованием плутония рассматривалась как гарантия от возможного дефицита. [193] Французская ядерная промышленность должна была основываться на первичных ячейках, использующих природный уран для производства электроэнергии и плутония, который вторичные ячейки «сжигали» бы для производства электроэнергии, производя больше расщепляющегося материала, чем потребляли, отсюда и название реакторы-размножители. С целью сделать французский ядерный цикл самодостаточным, CEA ввел в эксплуатацию два экспериментальных реактора этого типа с быстрым натриевым охлаждением: Rapsodie в 1967 году в Кадараше, за которым последовал более мощный Phénix (250 МВт) в 1973 году в Маркуле .
Хотя в 1960-х годах уран оказался более распространенным, чем ожидалось, нефтяной кризис 1970-х годов и быстрое развитие ядерной программы во всем мире возродили опасения по поводу нехватки расщепляющихся элементов. В результате реакторы на быстрых нейтронах вновь обрели известность. После прекращения работы линии UNGG CEA прекратило функционировать в качестве национального проектировщика реакторов и переключило свое внимание на освоение топливного цикла. Они также работали над разработкой линии, способной перерабатывать плутоний, причем Rapsodie III, позже переименованная в Superphénix , служила промышленным прототипом. [194] 15 апреля 1976 года премьер-министр Франции Жак Ширак дал зеленый свет проекту стоимостью 4,4 миллиарда франков, который стал результатом европейского сотрудничества. [nb 17] С выходной мощностью 1200 МВт будущий завод Creys-Mépieu должен был стать самым мощным в мире реактором-размножителем. Реактор впервые отклонился 7 сентября 1985 года, и был окончательно подключен к сети 14 января. [186] Трудоемкий девятилетний период строительства сопровождался массовыми демонстрациями в 1977 году, что сделало его одним из самых значительных событий в истории французского антиядерного активизма. Кроме того, завод стал свидетелем атаки ракетной установки в 1982 году, и окончательная стоимость выросла до 25 миллиардов франков, как указали источники.
8 марта 1987 года утечка натрия привела к остановке реактора до января 1989 года. Этот инцидент оказал длительное влияние на репутацию «Суперфеникса», произошедший всего через год после Чернобыля. Американцы первыми отказались от варианта с быстрым реактором-размножителем, после чего последовали немцы и британцы. В декабре 1990 года из-за снегопада обрушилась крыша машинного зала. Реактор возобновил работу только 4 августа 1994 года после многочисленных задержек и изменения его классификации на исследовательский реактор в соответствии с законом Батая. 25 декабря того же года произошла новая утечка, которая привела к остановке на 7 месяцев. 1996 год стал первым годом, когда реактор работал эффективно и вырабатывал значительные объемы электроэнергии. Однако, проигнорировав рекомендации CEA, [195] премьер-министр Лионель Жоспен принял окончательное решение о закрытии завода 30 декабря 1998 года, сославшись на низкую цену урана по сравнению с общей стоимостью эксплуатации Superphénix (60 миллиардов франков в 1994 году, что эквивалентно 13 миллиардам евро в 2018 году). [186] [196]
В 1982 году падение цен на уран и задержки в проекте Superphénix привели к длительной отсрочке промышленной разработки быстрых реакторов-размножителей. В результате EDF рассмотрела другой вариант переработки плутония, ранее исследованный CEA и их бельгийскими и немецкими коллегами в начале 1960-х годов: смешанные оксиды (MOx), [197] топливо для PWR, состоящее из 8,6% плутония и обедненного урана . Смешанные оксиды (MOx), топливо для PWR, состоящее из 8,6% плутония и обедненного урана. Смешанные оксиды (MOx), топливо для PWR, состоящее из 8,6% плутония и обедненного урана. Испытания на франко-бельгийской электростанции Chooz, начавшиеся в 1974 году, подтвердили эффективность концепции. В 1987 году EDF модернизировала свои заводы CP1 и CP2 для этой цели и развернула технологию сначала в Сен-Лоран-де-О, а затем в пяти других местах (Гравелин, Дампьер, Блайе, Трикастен и Шинон). [198] MOx производился в цехе по производству плутония в Кадараше с 1967 по 2005 год и на предприятии Melox в Маркуле с 1995 года. Переработка отработанного топлива в MOx была бы такой же дорогой, как и его хранение. Поскольку переработка имеет экономический смысл только в том случае, если полученные материалы будут повторно использоваться, преимуществом MOx было бы только обеспечение выхода для продуктов перерабатывающего завода в Ла-Аге, особенно его блока UP2-800, поскольку вариант с реактором на быстрых нейтронах был заброшен. [199]
Во Франции отработанное топливо ядерных реакторов не считается отходами, поскольку оно содержит уран и плутоний, которые могут быть переработаны для создания МОХ-топлива или топлива для будущих реакторов-размножителей. Поэтому отработанное топливо может храниться «временно» в бассейнах , независимо от того, перерабатывается ли оно в настоящее время. Только неизвлекаемые ядерные материалы классифицируются как отходы и проходят постоянные решения по хранению либо на месте, либо в стадии изучения. Однако с 1978 года отходы подвергались остекловыванию в Маркуле [200] , а с 1989 года в Ла-Аге [201] .
В настоящее время он хранится на месте, пока не будет найдено постоянное решение для хранения. Высокоопасные, долгосрочные отходы, образующиеся в результате переработки, сначала хранились в жидком виде в резервуарах. Поиск такого решения начался на ранней стадии. Подобно утилизации устаревших боеприпасов с обеих мировых войн , рассматривалось море. Оно разбавляло загрязнение. [202] С 1950 по 1963 год Великобритания и Бельгия сбрасывали отходы в впадине Хердс у полуострова Котантен , а Франция участвовала в этой политике, координируемой Европейским агентством по ядерной энергии (ENA), путем погружения жидких и твердых низкоактивных радиоактивных отходов из Маркуля в глубины Атлантического океана. [203] Эта практика закончилась в 1969 году с открытием хранилища Манш рядом с заводом Ла-Аг. После января 1992 года его заменили хранилищем Об из-за насыщения. [204] [205]
Развертывание атомных электростанций в 1970-х годах и последовавший за этим объем отработанного топлива кардинально изменили ситуацию. Лондонский договор , который был принят в 1975 году, запретил сброс высокорадиоактивных отходов. Чтобы навсегда избавить мир от этих отходов, Франция инициировала исследования по захоронению, что привело к консенсусу в 1977 году, который вызвал значительный прогресс. Несколько кампаний были проведены между 1979 и 1988 годами у берегов Кабо-Верде , а затем в Северной Атлантике. Эти экспедиции были направлены на оценку возможности захоронения его глубоко в морских отложениях и были частью международной программы по морскому дну. [206] [207] [208] 12 ноября 1993 года страны, подписавшие Конвенцию, решили запретить захоронение любых видов радиоактивных отходов в море после десятилетней паузы, [209] и, следовательно, это решение было отклонено. [210] Тем не менее, некоторые низкоактивные радиоактивные отходы от переработки топлива, такие как тритий [211] и йод-129 , все еще сбрасываются у мыса Аага . [212] [213]
Поиск подходящего места захоронения во Франции начался с создания в 1979 году в рамках CEA Национального агентства по управлению утилизацией радиоактивных отходов (ANDRA). [214] С 1982 по 1984 год Комиссия Кастена [nb 18] предлагала в качестве решения глубокую геологическую утилизацию , а также изучала другие альтернативы. Разведка подземных лабораторий, начавшаяся в 1987 году, [215] столкнулась с сильным сопротивлением в департаментах, выбранных из-за их разнообразной геологии [216] ( Эн , [217] Эна , [218] Де-Севр [219] и Мен-и-Луар [220] ), что привело к тому, что правительство Мишеля Рокара прекратило работы в начале 1990 года. [221] [222] Закон об исследованиях в области управления радиоактивными отходами (закон Батая), [nb 19] принятый в 1991 году, успокоил дебаты, определив исследования в трех дополнительных областях: трансмутация , долгосрочное хранение и геологическое захоронение. В том же году ANDRA получила независимость от CEA и возобновила свою разведывательную деятельность. 9 декабря 1998 года ANDRA выбрала геологический участок в регионе Маас во Франции в Буре. Лаборатория была построена ANDRA между 1999 и 2004 годами на глубине 490 метров в непроницаемом и стабильном слое аргиллита для исследования жизнеспособности промышленного, обратимого геологического центра утилизации, известного как Cigéo. 28 июня 2006 года закон Батая был заменен новым законом, который подтвердил выбор этого решения для хранения. [223] [224]
После аварии на АЭС «Фукусима» в 2011 году французское правительство обратилось в Счетную палату с просьбой подготовить отчет об общей стоимости государственных и частных инвестиций во французскую атомную энергетику с самого начала, включая все расходы. [225] В отчете оценивается, что отрасль обошлась примерно в 228 миллиардов евро при годовом производстве около 400 ТВт·ч, с совокупным производством около 11 000 ТВт·ч. Среди расходов Счетная палата выделяет 55 миллиардов евро, потраченных на исследования с 1950 года (что эквивалентно примерно миллиарду долларов в год), и 121 миллиард евро, потраченных на строительство, включая 96 миллиардов евро на 58 реакторов.
После 1990-х годов глобальная борьба с изменением климата , широко поддержанная Киотским протоколом , и растущие потребности в энергии развивающихся стран оживили ядерную энергетику в мировом масштабе. В начале 2000-х годов Франция стала свидетелем либерализации своего рынка электроэнергии для европейской конкуренции. Однако нынешний местный деловой климат не поддерживал развитие ядерной энергетики из-за ее потребности в значительных инвестициях, что делало ее менее конкурентоспособной в краткосрочной перспективе по сравнению с более быстрыми в строительстве технологиями, такими как газовые турбины . [226]
С 1 февраля 1999 года Électricité de France (EDF), квазигосударственная монополия , была постепенно дерегулирована, чтобы разрешить конкуренцию в производстве и поставках электроэнергии в соответствии с директивами Европейского союза . [nb 20] Первоначально французский рынок электроэнергии был открыт для крупнейших потребителей [nb 21], потребление которых превышало порог, установленный указом. [227] Позднее, после решений Европейского совета в Барселоне от марта 2002 года, рынок был открыт для всех потребителей. [nb 22] С 1 июля 2007 года французский рынок электроэнергии, охватывающий около 450 ТВт-ч, стал открытым для конкуренции. [227]
Тем не менее, французский рынок остается высоко консолидированным в рамках Европейского союза, при этом EDF сохранила 85% доли бытовых клиентов в 2017 году. [228] Закон разрешил бытовым потребителям перейти на регулируемые тарифы на продажу электроэнергии с определенными условиями, чтобы противодействовать резкому росту цен на энергию с 2004 года. Кроме того, был временно введен переходный тариф на корректировку рынка (TaRTAM) для оказания помощи промышленным потребителям. Способность EDF вернуться к регулируемому тарифу, даже когда рыночные цены были выше, позволила компании сохранить свое доминирующее положение. [229] [227] В результате Европейская комиссия инициировала два юридических иска в 2006 и 2007 годах, оспаривая французскую систему регулируемых тарифов за ее ограничение конкуренции. Чтобы выполнить это предписание, 1 июля 2011 года компания EDF, владелец атомных электростанций Франции, была обязана в соответствии с Законом об организации рынка электроэнергии Франции (loi NOME) продавать конкурентам максимум 100 ТВт·ч электроэнергии в год со своих реакторов на условиях, которые точно отражают экономические обстоятельства производства электроэнергии. [230] Эти условия оцениваются Французской комиссией по регулированию энергетики (CRE) и устанавливаются через механизм регулируемого доступа к исторической ядерной электроэнергии (ARENH). [231]
Либерализация французского энергетического рынка привела к изменению статуса действующих операторов, EDF и Gaz de France (GDF). Закон, принятый 9 августа 2004 года, для коммунальных служб электроснабжения, а также для электро- и газоснабжающих организаций, преобразовал их из государственных организаций в компании с ограниченной ответственностью, одновременно внедряя обязательства ЕС во французское законодательство. Французское государство через Agence des parties de l'État продолжает оставаться мажоритарным акционером этих компаний. Однако это новое обозначение разрешает им вести бизнес на европейском рынке. [232] В 2008 году GDF-Suez приобрела семь ядерных реакторов Бельгии, купив Electrabel . В следующем году EDF Energy приобрела 16 ядерных реакторов Великобритании, купив British Energy . [233] Поскольку реакторы AGR Великобритании приближаются к концу своего срока службы, британское дочернее предприятие французской коммунальной компании предложило построить пары реакторов EPR в местах расположения Hinkley Point и Sizewell, чтобы заменить их. [183]
С 2014 года General Electric , американский конгломерат, стремился приобрести Alstom Power и Alstom Grid. Это были дочерние компании компании из Белфорта, которая специализировалась на производстве турбин Arabelle. В связи со стратегической важностью деятельности [234] для выкупа требовалось разрешение французского государства. Оно было предоставлено 4 ноября 2014 года Эммануэлем Макроном, [235] [236] министром экономики, промышленности и цифровой экономики. В 2020 году General Electric стремилась к ликвидности, продавая активы, включая бывшую ядерную деятельность Alstom. [237] [238] В конечном итоге EDF купила бизнес GE по производству турбин, который теперь называется GE Steam Power , с объявлением, сделанным в феврале 2022 года. [239]
«Одной из самых сильных сторон нашей группы является ее интегрированная модель, то есть ее способность присутствовать на протяжении всего ядерного цикла — от добычи до переработки».
— Энн Ловержон, генеральный директор Areva, 18 мая 2009 г.
Ядерная промышленность претерпела реструктуризацию для повышения конкурентоспособности Франции и содействия международным альянсам для Framatome. [240] Cogema взяла на себя роль основного акционера Framatome в 1999 году. [nb 23] [241] К 2001 году слияние между немецкими Siemens и Framatome, которое было в разработке с конца 1980-х годов, завершилось созданием совместного предприятия Framatome ANP ( Advanced Nuclear Power ), в котором Framatome владела 66% акций, а Siemens — 34%. Эта компания в настоящее время является мировым лидером в строительстве ядерных котлов, представляя 21% установленной базы. Кроме того, компания предоставляет услуги установленным установкам и занимает 41% доли на мировом рынке ядерного топлива . [242]
В июне 2001 года из CEA Industrie вышла новая компания Topco , которая позже была переименована в Areva в сентябре. Она состояла из Cogema, Framatome ANP, Technicatome и холдингов в секторе новых технологий , таких как FCI и ST-Microelectronics . [242] Целью этой новой французской электростанции было укрепление ее ядерного подразделения, для чего она приняла новую структуру акционерного капитала. Значительный шаг к этой цели был сделан 24 ноября 2003 года, когда она подписала соглашение со своим британским конкурентом Urenco, что позволило ей получить доступ к технологии газовых центрифуг . Этот проверенный метод обогащения урана был выбран вместо альтернативных процессов Chemex и AVLIS [243], разработанных CEA для объекта Georges-Besse II [244] . После четырех лет строительства первый каскад на новом объекте Tricastin был запущен 18 мая 2009 года. В 2012 году он навсегда заменил своего предшественника Eurodif, который потреблял чрезмерное количество электроэнергии. [245] В качестве решения проблемы глобального потепления и третьего нефтяного кризиса реорганизованная ядерная промышленность с оптимизмом смотрела в будущее, даже называя это «ядерным ренессансом». [246] В этот период Areva зафиксировала рост прибыли с 2002 по 2010 год и увеличила свои инвестиции. Особенно в возобновляемые источники энергии, с закупками ветровой и солнечной энергии еще в 2005 году, и в горнодобывающую промышленность, с приобретением трех африканских урановых месторождений в 2007 году. Тем временем все ведущие дочерние компании Группы приняли торговое название Areva. Cogema теперь Areva NC, Framatome ANP теперь Areva NP, а Technicatome теперь называется Areva TA. [247]
В 2000-х годах Areva стала ведущей мировой компанией в области атомной энергетики и единственной, которая полностью интегрирует отрасль. [248] Однако дополнительные расходы финского проекта EPR, дело UraMin , [249] последствия катастрофы на Фукусиме, неспособность использовать возобновляемые источники энергии [250] и возросшая международная конкуренция [251] — все это повлияло на финансы французской группы, [252] что привело к убыткам, превышающим 10 миллиардов евро в период с 2011 по 2016 год. [253] Чтобы спасти государственную компанию, 28 июля 2015 года французское правительство потребовало ее разделения и приобретения EDF бизнеса по строительству реакторов (Areva NP). [254] Таким образом, 30 марта 2017 года Areva продала большую часть своей доли в Areva TA, которая впоследствии сменила название на TechnicAtome и теперь на 50% принадлежит Agence des parties de l'État . [255] В июле того же года французское правительство влило 4,5 миллиарда евро в Areva. Из этой суммы 2 миллиарда ушли в AREVA SA, которая фокусируется на самых рискованных активах группы, включая Olkiluoto EPR. Оставшиеся 2,5 миллиарда ушли в New Areva, [256] недавно созданную дочернюю компанию, которой поручено консолидировать деятельность в области топливного цикла. [257] EDF, пострадавшая от неудач французского EPR, получает 3 миллиарда евро от французского правительства и берет на себя владение Areva NP, [258] переименовывая ее в Framatome. В январе 2018 года New Areva переименовывается в Orano , [259] достигая полного роспуска организации.
«Строительство АЭС Фламанвиль [...] можно считать неудачей для EDF».
— Жан-Мартен Фольц, Отчет Министерству экономики и финансов, 28 октября 2019 г.
В декабре 2003 года [260] Siemens убедила TVO , финскую коммунальную компанию, выбрать EPR, реактор третьего поколения, который они совместно разработали, для расширения своей АЭС Olkiluoto. Хотя работа началась в феврале 2005 года, [261] она была отложена из-за того, что реактор под ключ был прототипом. [262] Только в следующем году EDF решила построить «производственный демонстратор» EPR на АЭС Flamanville во Франции. [263] После принятия решения последовали публичные дебаты, [nb 24] в ходе которых сторонники антиядерной энергетики критиковали тот факт, что выбор уже был сделан. Законопроект, разрешающий строительство EPR, был принят 23 июня 2005 года, более чем за три месяца до начала дебатов. [264] [265] Год спустя началось строительство с бюджетом в 3,3 млрд евро и датой завершения, установленной на 2012 год. Однако к июлю 2009 года проект уже отставал от графика на два года. Стоимость строительства третьего реактора во Фламанвиле претерпела несколько пересмотров в сторону увеличения: с 5 млрд евро в 2010 году [266] до 6 млрд евро в 2011 году, 8,5 млрд евро в 2012 году и 10,9 млрд евро в 2018 году. [267] [268] В конечном итоге завершение строительства Нормандии EPR было отложено до 2023 года с ошеломляющей стоимостью в 12,4 млрд евро, что почти в четыре раза превышало запланированные расходы и на десятилетие просрочено. [269] В Китае, где Areva получила контракт на 8 миллиардов евро на два EPR в Тайшане в 2007 году, строительство в настоящее время отстает от графика и превышает бюджет, но в меньшей степени, чем в предыдущие годы. Первоначальный китайский EPR начал работу 6 июня 2018 года, раньше своих финских и французских коллег, строительство которых началось на четыре и три года раньше соответственно. [270]
В январе 2009 года французское правительство выбрало Пенли в качестве места для строительства второго французского EPR. Проект возглавит консорциум, состоящий из EDF (основной акционер), GDF Suez , Total , Enel и E.ON. [271] Публичные дебаты [272], проходившие с 24 марта по 24 июля 2010 года, [273] закончились тупиком два месяца спустя. Сторонники проекта были убеждены в его необходимости, в то время как противники оставались стойкими против. [274] Проект был остановлен в июле 2012 года после того, как Франсуа Олланд был избран президентом Французской Республики. [275] Однако в 2019 году EDF возобновила проект, объявив тендер на строительство двух EPR на этом месте. [276]
Отчет Франсуа Руссели о будущем французской атомной промышленности, опубликованный 16 июня 2010 года, показал, что перспективы французских атомных электростанций со сроком службы более 40, не говоря уже о 50 годах, в первую очередь зависят от экспорта в среднесрочной перспективе. Areva, извлекшая уроки из проблем EPR и приспособившаяся к внешнему рынку, предложила реакторы меньшей мощности. [277] Один из ядерных реакторов, Atmea1 , который разрабатывался совместно с Mitsubishi Heavy Industries с 2007 года, [278] был предложен в 2010 году компанией GDF Suez для установки на ядерных объектах Маркуль или Трикастен. [279] У EDF было негативное восприятие Areva, своего поставщика, за сотрудничество с конкурентами с целью прямой конкуренции с EDF на внутреннем и международном рынках. Это связано с тем, что в то же время французская коммунальная компания разрабатывала новый реактор совместно со своим гуандунским коллегой CGNPC для замены CPR-1000. Конкуренция между двумя французскими организациями, контролируемыми правительством, привела к прекращению этих инициатив. [280] Тем не менее, несмотря на то, что Китай самостоятельно разработал свой реактор третьего поколения ( Хуалун-1 ), он работал с EDF над строительством двух EPR в Хинкли-Пойнт . [281]
Французская отрасль топливного цикла получила мировое признание благодаря экспорту своих технологий и формированию партнерских отношений с 1950-х годов, причем в большей степени, чем в строительстве реакторов.
В 1973 году правительство Пакистана обратилось за экспертизой к Saint-Gobain Nucléaire (SGN) для создания завода по переработке топлива в Чашме мощностью 100 тонн в год. Была надежда, что Франция, которая отказалась подписать Договор о нераспространении ядерного оружия , не потребует помещения завода под международный надзор. Контракт был выполнен в октябре 1974 года. Однако взрыв первой атомной бомбы Индии подчеркнул необходимость экспортного контроля. В ответ на настойчивость Парижа Исламабад в марте 1976 года согласился поместить завод под международное наблюдение, пока давление со стороны Соединенных Штатов и шаха Ирана в конечном итоге не прекратило проект в 1978 году. [282] [283]
В 1977 году, когда Соединенные Штаты отказались экспортировать свои технологии, Япония обратилась к SGN с предложением построить испытательный завод по переработке в Токае . Годовая мощность завода составляла 200 тонн. Спустя десятилетие Франция согласилась на сделку по передаче технологий для строительства значительно более крупного завода по переработке на севере Японии. Последний был смоделирован по образцу установки UP3, расположенной в Ла-Аге. [284] Строительство началось в 1993 году, а первые пучки отработанного топлива прибыли на хранение в 1998 году. Несмотря на трехкратное увеличение затрат и многочисленные задержки, атомная электростанция Роккашо должна начать переработку хранящегося топлива в 2022 году. На комплексе будет установлена установка по изготовлению МОХ, строительство которой ведется с 2010 года. [285] Между тем, с 1999 года [286] Франция производит это топливо для Японии в Маркуле, перерабатывая японское отработанное топливо, которое она перерабатывала в Ла-Аге с 1982 года. [287] [288]
С помощью MOx компания Areva стремится сделать плутониевую промышленность своим международным экономическим лидером. [289] После окончания холодной войны Франция участвовала в разработке процесса утилизации военного плутония, полученного в результате демонтажа арсеналов двух великих держав. Это было продемонстрировано в России в рамках программ обучения Aida I (франко-российская) и Aida-Mox II (франко-германо-российская) с 1992 по 2002 год, [290] а также в Соединенных Штатах в рамках программы MOx для мира . [291] [292] Успешная переработка американского военного плутония в MOx в Маркуле в 2005 году положила начало строительству Areva специализированного завода на ядерном объекте Саванна-Ривер два года спустя. Однако из-за задержек и роста затрат завершение строительства завода по производству смешанного оксидного топлива , близнеца завода Melox, было прекращено в конце 2018 года. [293] [294] Также в Соединенных Штатах Areva с 2004 года участвовала в дезактивации военного комплекса в Хэнфорде , в частности, посредством строительства крупнейшего в мире завода по остекловыванию ядерных отходов. [295] [296]
В Китае Areva с 2007 года пытается заключить соглашение о строительстве перерабатывающего завода, аналогичного установке UP3 в Ла-Аге, вместе с установкой по производству МОХ. [297] Китайская национальная ядерная корпорация (CNNC), со своей стороны, пытается приобрести долю в своем французском аналоге. [280]
«Ядерная политика Франции — один из активов Франции, мы не должны его трогать».
— Николя Саркози, президент Республики, 9 февраля 2012 года.
После Чернобыля еще один инцидент вызвал опасения по поводу ядерной энергетики, что помешало восстановлению отрасли. 11 марта 2011 года землетрясение магнитудой 9 баллов вызвало цунами , которое опустошило регион Тохоку на тихоокеанском побережье Японии и привело к ядерной катастрофе на Фукусиме. Неспособность охладить остановленные реакторы на АЭС Фукусима-1 привела к расплавлению активной зоны в трех из них, что привело к значительным выбросам радиоактивности и эвакуации более 150 000 человек.
Премьер-министр Франсуа Фийон назначил Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN) 23 марта 2011 года для проведения аудита французских ядерных объектов. Аудит оценивал риски наводнений, землетрясений, потери электроэнергии и систем охлаждения, а также оперативное управление аварийными ситуациями. ASN, созданный в 2006 году, отвечает за обеспечение ядерной безопасности и радиационной защиты во Франции. [298] По завершении аудита 3 января 2012 года ASN предложил усилить безопасность объекта, добавив аварийные генераторы, бункерные объекты управления кризисами и усилив контроль за субподрядчиками. [299] Следовательно, усиленное наблюдение выявило несколько производственных нарушений на заводе Areva в Ле-Крезо , который производит компоненты ядерного острова. [300] [301] Это привело к остановке 18 реакторов в 2016 году для проверки. [302]
После катастрофы на Фукусиме EDF ежегодно инвестирует 3,7 млрд евро, что в общей сложности составит 55 млрд евро к 2025 году, в модернизацию и поддержание своих электростанций в соответствии с ужесточенными стандартами ASN и продление срока их эксплуатации до 50 или 60 лет. Эта инициатива, называемая программой «Grand Carénage», [303] оценивается Французской счетной палатой в 75 млрд к 2030 году, что будет дополнительно усугублено 25 млрд эксплуатационных расходов. [304] Продление срока службы реакторов позволит французской коммунальной компании выделить необходимые средства на финансирование их демонтажа, что может превысить 100 млрд евро. [305]
В августе 2015 года французский Закон об энергетическом переходе предусматривал ограничение установленной мощности в 63 ГВт и 50% доли ядерной энергетики в национальном производстве электроэнергии к 2025 году. Этот срок был перенесен на 2035 год три года спустя. [306] Électricité de France (EDF) считает, что поддержание этой мощности потребует строительства новых реакторов в период до 2030 года, чтобы компенсировать сопутствующее закрытие старых. Для второго этапа обновления парка, после EPR, будут развернуты реакторы четвертого поколения, которые в настоящее время находятся в стадии разработки, в ожидании термоядерного синтеза.
Чтобы снизить стоимость производства электроэнергии, используя при этом входные данные существующих реакторов EPR , исследователи изучают новую усовершенствованную конструкцию, известную как EPR-NM, позже обозначенную как EPR2. В конце 2015 года EDF прогнозировала, что к 2050 году ее ядерный флот будет состоять из 30–40 таких реакторов, заменив 58 действующих на тот момент. [307] Чтобы сохранить французский ядерный опыт в отсутствие нового экспорта, в отчете 2018 года содержался призыв к строительству шести реакторов, начиная с 2025 года. [nb 25] [308] EDF оценивает стоимость проекта в 46 миллиардов евро на срок 20 лет. [309]
Важным аспектом развития ядерной промышленности является корректировка мощности электростанций для включения прерывистых возобновляемых источников энергии в электросеть , тем самым участвуя в энергетическом переходе . [310]
Эммануэль Макрон объявил в ноябре 2018 года, что закрытие АЭС Фессенхайм начнется в 2020 году, как было санкционировано в апреле 2017 года. [311] Первый реактор должен был быть остановлен 22 февраля, а второй — 29 июня. [312] Французское правительство согласилось компенсировать EDF потерю доходов, возникшую в результате раннего закрытия электростанции, которая ранее была запланирована к эксплуатации до 2041 года. [313] В январе 2020 года в Национальном собрании Франции была введена информационная миссия относительно «закрытия АЭС Фессенхайм». [314] [315] [316]
В 2019 году в рамках первой многолетней энергетической программы правительство объявило о закрытии еще 12 реакторов в период с 2027 по 2035 год, которые будут обозначены EDF. 21 января 2020 года EDF предложила изучить возможность закрытия пар реакторов на семи площадках: Бюже (CP0), Трикастен, Гравелин, Дампьер, Блайе (CP1), Шинон и Круа (CP2). Поскольку все эти атомные электростанции имеют по крайней мере четыре реактора, это решение позволило бы коммунальному предприятию избежать закрытия на этих площадках. В настоящее время французское правительство не намерено предоставлять EDF компенсацию за потерю доходов из-за преждевременного закрытия рассматриваемых реакторов. Это решение основано на том факте, что все реакторы уже достигли своего 50-летнего срока амортизации . [317]
Президент Макрон объявил 10 февраля 2022 года о своем решении «продлить период использования всех ядерных реакторов [насколько это возможно] [...] и начать новую реакторную программу сегодня», которая включает шесть EPR2 сейчас и потенциально восемь дополнительных реакторов в будущем. Несмотря на добавление 14 дополнительных реакторов EPR и продление срока службы текущих реакторов, ожидается, что вклад ядерной энергетики в электроэнергетический баланс Франции снизится с 70% в 2021 году до 40% к 2050 году. [318]
В соответствии с новой энергетической стратегией Франции строительство первого из шести реакторов EPR2 начнется в 2028 году, а ввод в эксплуатацию запланирован на 2035 год. Национальная комиссия по общественным дебатам (Commission nationale du débat public) будет консультироваться по проекту со второй половины 2022 года. В рамках программы «Франция 2030» глава государства объявил о программе стоимостью 1 миллиард долларов по разработке новых типов реакторов для добавления 25 ГВт производственных мощностей к 2050 году. Половина из 500 миллионов долларов пойдет на финансирование проекта Nuward, который будет сосредоточен на малых модульных реакторах под руководством EDF. Первый прототип планируется выпустить в 2030 году. Оставшиеся 250 миллионов долларов будут использованы для продвижения разработки инновационных реакторов, которые генерируют меньше отходов. [319] [320]
В сентябре 2022 года генеральный директор группы Électricité de France Жан-Бернар Леви подверг сомнению стратегию правительства, заявив, что его собственный подход руководствуется законом, который сокращает использование ядерной энергии в электроэнергетическом балансе до 50%. Он поясняет, что нанял сотрудников для закрытия двенадцати электростанций, а не для строительства новых. Он сделал эти заявления в период закрытия 32 реакторов и исторически низкой доступности EDF, что усугубило энергетический кризис в стране. [321] Вскоре после этого Эммануэль Макрон яростно раскритиковал комментарии Жана-Бернара Леви и поддержал ядерную стратегию своей администрации, в частности закрытие объекта в Фессенхайме. [321]
В августе 2022 года 32 из 56 реакторов были дезактивированы [322] , 12 из-за проблем с коррозией и 18 для целей технического обслуживания. [323] Обычно ежегодное техническое обслуживание сосредоточено на летнем сезоне. Однако французский орган по ядерной безопасности ( Autorité de sûreté nucléaire ) запросил продление графика для восстановления объектов и продления срока службы реакторов сверх 40-летней отметки, по крайней мере, еще на десять лет использования. Кроме того, была обнаружена непредвиденная проблема коррозии на кованой нержавеющей стали [324] , представляющая угрозу для труб безопасности, используемых для охлаждения реактора во время аварии. Для решения этой проблемы EDF инициировала программу ультразвукового обнаружения трещин, направленную на решение этой проблемы к 2025 году. [322] [324]
Вывод из эксплуатации ядерных объектов — это область, в которой Франция оттачивает свое мастерство с конца 1980-х годов, учитывая масштабы и разнообразие задействованных национальных объектов. Они состоят из девяти реакторов UNGG, вывод из эксплуатации которых сталкивается с наибольшим препятствием в виде облученного графитового ядра, отдельного тяжеловодного реактора (Brennilis) и трех реакторов на быстрых нейтронах (Rapsodie, Phénix, Superphenix), которые требуют принятия новых методов обращения с натрием. Демонтаж влечет за собой вывод из эксплуатации начальных объектов топливного цикла, включая завод по переработке UP1 в Маркуле, завод UP2 в Ла-Аге и завод по обогащению Eurodif в Трикастене. Вышеупомянутый объем охватывает два целых центра CEA, расположенных в Гренобле и Фонтене-о-Роз, в дополнение к исследовательским реакторам Комиссариата (Ulysse и Phébus). [325]
Ожидается, что все реакторы с водой под давлением (PWR), построенные в период с 1977 по 1999 год по плану Мессмера, будут дезактивированы к 2050 году. Этот процесс должен был начаться с атомной электростанции Фессенхайм в 2020 году. [326] Фессенхайм послужит моделью для будущих PWR, но это будет не первый PWR, демонтированный во Франции. Честь быть первым будет отдана франко-бельгийскому реактору Chooz A, который был остановлен в 1991 году и будет демонтирован в течение 15 лет, прежде чем ему будет присвоено это звание в 2022 году.
Французское управление по ядерной безопасности (ASN) рекомендовало немедленный демонтаж остановленных реакторов. Однако EDF хочет отложить это на десятилетия, пока не будет достигнуто достаточное снижение накопленной радиоактивности ядерных островов для облегчения операций. [327]
В 2000 году США запустили международный форум Generation IV для установления сотрудничества в разработке инновационных ядерных реакторов. Два года спустя были выбраны шесть основных концепций: три из них — реакторы на тепловых (медленных) нейтронах и три — реакторы на быстрых нейтронах. Франция, которая только что закрыла быстрый реактор Superphénix, обратилась к технологии высокотемпературного призматического реактора с программой Antares ( Areva New Technology на базе Advanced gas cooled Reactor for Energy Supply ). Framatome участвовала в разработке этого типа реактора совместно с General Atomics в течение 20 лет. [328]
В январе 2006 года президент Жак Ширак решил начать разработку прототипа реактора четвертого поколения. Под влиянием CEA, используя свой опыт в этой области, Франция вернулась к реакторам на быстрых нейтронах с натриевым охлаждением, как к единственной концепции, достаточно зрелой для создания прототипа в среднесрочной перспективе. [329] Начался проект демонстрации технологии Astrid ( Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial ). В 2010 году, когда исследовательский реактор Phénix был окончательно закрыт, Astrid получила грант в размере 651 миллиона евро в рамках программы « Investments d'avenir ». Затем начинаются проектные исследования. В 2014 году к проекту присоединилась Япония, [330] оцениваемая в пять миллиардов евро, [331] но спустя четыре года была отодвинута на второй план, когда CEA сократила проект, чтобы снизить расходы. В начале 2019 года исследовательская программа была возобновлена, однако строительство нового реактора на быстрых нейтронах было прекращено из-за отсутствия конкурентоспособной цены на уран. [332] [333]
После отказа от Astrid CEA обратила свое внимание на малые модульные реакторы (SMR) с исследовательской программой Initiatives Usine Nucléaire du Futur в партнерстве с EDF и Framatome. [334] В 1981 году CEA и EDF уже сотрудничали в разработке NP-300, модульного реактора мощностью 300 МВт, созданного на основе военно-морских реакторов K15. [335] [336] Малый модульный реактор с водой под давлением Nuward также использовал опыт, приобретенный при работе с военно-морскими реакторами. [337] [320] Framatome также разрабатывает еще один высокотемпературный газовый SMR в сотрудничестве с General Atomics. [338]
Усилия Франции по разработке технологии ядерного синтеза начались в 1957 году со строительства объекта Tore TA 2000 в Фонтене-о-Роз . Хотя изначально проект был окутан тайной, работы по гражданскому строительству стали достоянием общественности в 1958 году после конференции «Атом для мира» . Замечательные успехи, достигнутые Советским Союзом в этой области, обнародованные в конце 1960-х годов, оказали длительное влияние на будущие исследования, приведшие к технологии токамаков . Токамак Фонтене-о-Роз (TFR) был первым в своем роде во Франции и начал работу 22 марта 1973 года. Это был самый мощный токамак в мире на тот момент. После TFR в апреле 1988 года в Кадараше начал работать Tore Supra. Кроме того, Франция является соавтором Объединенного европейского торуса (JET), расположенного в Англии с 1983 года. [339]
28 июня 2005 года Кадараш был выбран местом проведения международного токамака ИТЭР. Строящийся с 2007 года, ИТЭР стремится продемонстрировать технические возможности реактора, способного производить в десять раз больше энергии, чем потребляет, в течение реалистичных временных рамок, с целью проложить путь к промышленному прототипу (Demo). [340]