Многокритериальная оценка и ранжирование возможных сценариев развития российской двухкомпонентной ядерной энергетики с тепловыми и быстрыми натриевыми реакторами

18.03.2021 2021 - №01 Актуальные проблемы ядерной энергетики

В.И. Усанов С.А. Квятковский А.А. Андрианов И.С.Купцов

https://doi.org/10.26583/npe.2021.1.02

Приводятся результаты многокритериальной сравнительной оценки возможных сценариев развертывания российской ядерной энергетики с тепловыми и быстрыми натриевыми реакторами в замкнутом ядерном топливном цикле (так называемая двухкомпонентная ядерно-энергетическая система). Сопоставление и ранжирование выполнены с учетом рекомендаций и с использованием инструментария МАГАТЭ/ИНПРО для сравнительной оценки ядерно-энергетических систем, включающих в себя средства проведения анализа чувствительности (неопределенностей) в отношении весовых факторов. Рассмотрены 10 возможных сценариев развертывания российской ядерной энергетики с различными долями тепловых и быстрых натриевых реакторов, включая варианты, предполагающие использование МОКС-топлива в ВВЭР. Задействовано восемь ключевых показателей, оцененных по состоянию на 2100 г. и структурированных в трёхуровневое дерево целей. Сравнительная оценка и ранжирование проводились на основе мультиатрибутивной теории ценности. Модель для оценки ключевых показателей разработана с использованием инструмента ядерно-энергетического планирования МАГАТЭ/ИНПРО MESSAGE-NES. Информационную базу исследования составили публикации специалистов из АО «ГНЦ РФ-ФЭИ», НИЦ «Курчатовский институт», НИЯУ «МИФИ». Представленные результаты продемонстрировали, что существенное повышение устойчивости российской ядерно-энергетической системы при рассмотрении нескольких критериев эффективности системы может быть обеспечено за счет интенсивного развертывания быстрых реакторов с натриевым теплоносителем и перехода к замкнутому ядерному топливному циклу. Намечены задачи для дальнейшего исследования, решение которых позволит получить более строгие выводы относительно предпочтительных вариантов развития двухкомпонентной ядерно-энергетической системы.

Ссылки

1. Двухкомпонентная ядерная энергетическая система с тепловыми и быстрыми реакторами в замкнутом ядерном топливном цикле. / Под ред. Н.Н. Пономарева-Степного – М.: Техносфера, 2016. – 160 С.
2. Алексеев П.Н., Асмолов В.Г., Гагаринский А.Ю. и др. О стратегии развития ядерной энергетики России до 2050 г. // Атомная энергия. – 2011. – T. 111. – Вып. 4. – С. 183-196.
3. Алексеев П.Н., Гагаринский А.Ю., Кухаркин Н.Е. и др. Стратегический взгляд на ядерную энергетику России на современном этапе // Атомная энергия. – 2017. – Т. 122. – Вып. 3. – С. 123-126.
4. Гулевич А.В., Декусар В.М., Каграманян В.С., Клинов Д.А., Усанов В.И. Вызовы и стимулы развития натриевых быстрых реакторов в современных условиях // Атомная энергия. – 2018. – T. 125. – Вып. 3. – С.131-135.
5. Kuznetsov V., Fesenko G., Schwenk"Ferrero A., Andrianov A., Kuptsov I. Innovative nuclear energy systems: state of the art survey on evaluation and aggregation judgment measures applied to performance comparison. // Energies. – 2015. – Vol. 8. – PP. 3679-3719.
6. Kuznetsov V., Fesenko G., Andrianov A., Kuptsov I. INPRO activities on development of advanced tools to support judgement aggregation for comparative evaluation of nuclear energy systems. // Science and Technology of Nuclear Installations. – 2014. – Vol. 2014. – Article ID 910162. – 15 pages. DOI: https://doi.org/10.1155/2014/910162.
7. Schwenk"Ferrero A., Andrianov A. Nuclear waste management decision-making support with MCDA. // Science and Technology of Nuclear Installations. – 2017. – Vol. 2017. – Article ID 9029406. – 20 pages. DOI: https://doi.org/10.1155/2017/9029406.
8. Schwenk"Ferrero A., Andrianov A. Comparison and screening of nuclear fuel cycle options in view of sustainable performance and waste management. // Sustainability. – 2017. – Vol. 9(9). – P. 1623.
9. Andrianov A.A., Andrianova O.N., Kuptsov I.S., Svetlichny L.I., Utianskaya T.V. Multi-criteria Comparative Evaluation of Nuclear Energy Deployment Scenarios with Thermal and Fast Reactors, Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology. – Vol. 17. – No. 1. – PP. 47-58.
10. IAEA. MESSAGE – Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General Environmental impacts. User manual (DRAFT). –Vienna, Austria: IAEA, 2016.
11. IAEA. Modelling Nuclear Energy Systems with MESSAGE: A User’s Guide. IAEA Nuclear Energy Series NG-T-5.2. – Vienna, Austria: IAEA, 2016. – 126 p.
12. Андрианов А.А., Коровин Ю.А., Федорова Е.В. Оптимизация систем ядерной энергетики в среде энергетического планирования MESSAGE. – Обнинск: ИАТЭ, 2012 – 132 с.
13. IAEA. Application of Multicriteria Decision Analysis Methods to Comparative Evaluation of Nuclear Energy System Options: Final Report of the INPRO Collaborative Project KIND. IAEA Nuclear Energy Series NG-T-3.20. – Vienna, Austria: IAEA, 2019. – 229 p.
14. Кузнецов В., Фесенко Г., Жеребилова А., Филлипс Дж.Р. Средства анализа сценариев развития и поддержки принятия решений по устойчивости систем ядерной энергетики. / Тезисы докладов V Международной научно-технической конференции «Инновационные проекты и технологии ядерной энергетики» 2 – 5 октября 2018 г. – Москва: НИКИЭТ – 2018, c. 40-42.
15. Андрианов А.А., Андрианова О.Н., Купцов И.С., Осипова Т.А. Утянская Т.В. Оптимизационные модели двухкомпонентной ядерной энергетики с тепловыми и быстрыми реакторами в замкнутом ядерном топливном цикле. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 3. – С. 100-112. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2018.3.09.
16. Zardari N.H., Ahmed K., Shirazi S.M., Yusop Z.B. Weighting methods and their effects on multi-criteria decision-making model outcomes in water resources management. – Springer International Publishing. – 2015.
17. Wigeland R. et al. Nuclear fuel cycle evaluation and screening. Final Report «Fuel Cycle Research & Development», October, 2014. – Department of Energy (DOE), FCRD-FCO-2014-000106.

тепловые реакторы быстрые реакторы замкнутый ядерный топливный цикл МОКС-топливо неопределенность MAVT MESSAGE-NES

Ссылка для цитирования статьи: Усанов В.И., Квятковский С.А., Андрианов А.А., Купцов И.С. Многокритериальная оценка и ранжирование возможных сценариев развития российской двухкомпонентной ядерной энергетики с тепловыми и быстрыми натриевыми реакторами. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2021. – № 1. – С. 16-28. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.1.02 .