Архив «Экологической гласности». 1988-2016

В общем суть идеи, проектно-документальное оформление которой началось в 2003 г., может быть представлена следующим образом. Подводный буровой комплекс (ПБК) состоит из донной опорной плиты (ДОП) и подводного бурового судна (ПБС). ДОП устанавливается на морском дне стационарно и на этапе бурения служит опорой для ПБС, а после завершения бурения на ней устанавливается оборудование для промышленной добычи природного газа и его передачи на сушу для дальнейшей транспортировки потребителям. ПБС (в проектных материалах проходящее под названием «Аквабур») имеет на борту оборудование для бурения куста из 8 скважин глубиной до 3.500 м каждая при глубинах моря от 70 до 400 м. На борту имеется буровая установка и запас расходных материалов достаточных для бурения одной скважины. Для дальнейшего бурения расходные материалы на борт судна предполагается доставлять в контейнерах. На ранних этапах проекта энергоснабжение ДОП и ПБС предполагалось осуществлять с берега по электрическому кабелю. В последних проектных материалах определенно говорится о применении ЯЭУ в качестве основной энергетической установки на всех плавучих объектах – подводных и надводных судах.

ДОП планируется строить и испытывать в заводских условиях, после чего буксировать в надводном положении к месторождению. Там её предполагается устанавливать на дно, подсоединять к транспортным трубопроводам и подключать к внешнему энергоснабжению. ПБС должно передвигаться по поверхности плиты как по рельсам от одного устья скважины к другому и производить бурение. Отработанный буровой шлам от всех восьми проектных скважин предполагается хранить в ёмкостях, расположенных в основании донной опорной плиты. Срок службы ДОП проектировщиками не оговаривается. По всей видимости одна плита используется до полной выработки запасов восьми скважин, которые бурятся с её поверхности, после чего она остается лежать на дне моря.

ПБС первоначально проектировалось как несамоходное плавсредство, буксируемое в надводном положении с завода-изготовителя (предположительно завода «Севмаш») в регион базирования. Позиционирование ПБС над плитой и его затопление («посадка») на ДОП предполагалось как сложная многофазовая операция с большим количеством непроработанных деталей, которые предполагалось выяснять и детализировать в процессе проектирования. То есть схема создания ПБС представляется сходной схеме создания боевых АПЛ, когда задача уточняется, а возможность её реализации изучается в процессе проектирования и строительства плавсредства. Что плхо сочетается с современными представлениями о финансировании / инвестировании коммерческого проекта.

Подобное развитие проекта противоречит схеме реализации типичного бизнес-плана, когда все детали, связанные с особенностями эксплуатации, возможными рисками и предполагаемым увеличением стоимости проекта просчитываются на стадии подготовки инвестиционной заявки. Учитывая объём необходимых для реализации бизнес-плана инвестиций, уже на ранних этапах проектирования оцененные в 9,5 млрд долл., было ясно: с такой проработкой проекта даже стартовые инвестиции крайне маловероятны.

Согласно замыслу проектировщиков, срок эксплуатации ПБС составляет 30 лет. Из них четыре года судно работает на донных плитах, после чего в течение одного года проходит заводской ремонт. То есть жизненный цикл судна рассчитан на 6 этапов эксплуатации и 5 заводских ремонтов, что существенно больше, чем имеющийся опыт эксплуатации боевых АПЛ. Ни один из подводных боевых кораблей не прошел такого количества плановых заводских ремонтов, поэтому возможности подобного режима эксплуатации определенно неизвестны.

Общие характеристики подводного бурового судна (ПБС):

– длина – 99;

– ширина – 31 м;

– высота – 33 м;

– осадка – 9 м;

– водоизмещение – 22.850 т;

– численность экипажа – 60 чел.

Общие характеристики донной опорной плиты (ДОП):

– длина – 123 м;

– ширина – 30 м;

– высота – 15 м;

– осадка – 7 м;

– водоизмещение – 8.900 т;

– численность экипажа ДОП не определена.

4.2. Проект ПБК становится всё более грандиозным

По мере углубления понимания масштабов той задачи, которую предполагается решать на шельфе Заполярья, а также в связи с ростом ожидаемых инвестиционных затрат, авторский коллектив создателей ПБК трансформирует и усложняет технические и технологические решения, объединяемые понятием «подводный буровой комплекс».

Выше мы говорили о публикациях, в которых речь шла об обобщенных ожидаемых работах и ресурсах, требуемых для освоения Русановского и Ленинградского месторождений. Сейчас мы рассмотрим данные, представленные основным проектировщиком – ОАО ЦКБ «Лазурит» из Нижнего Новгорода относительно необходимого технического обеспечения работ на Ленинградском месторождении в Карском море (предположительные запасы – 1 трлн. м3 газа, предположительные сроки исчерпания при заявленных темпах добычи – менее 12 лет).

Проектировщики считают, что для добычи 86,6 млрд. м3 природного газа в год в течение 5 лет необходимо пробурить 96 скважин средняя глубина каждой – 2.500 м.

Для этого должны быть построены следующие объекты:

– 3 подводных буровых судна;

– 12 донных опорных плит;

– 3 манифольда («вентильных блока»);

– 3 подводных судна обеспечения;

– 2 ледокольных судна поддержки;

– 2 подводных ремонтных судна;

– 1 плавучая АЭС;

– 1 подводная атомная электростанция;

– 96 скважин глубиной 2.500 м;

– подводные трубопроводы;

– подводные энергетические коммуникации;

– береговая инфраструктура для приема и подготовки добываемого природного газа.

Далее будут оценены следующие позиции:

– ожидаемые риски, с которыми столкнутся авторы при реализации проекта;

– предполагаемые инвестиции, необходимые для его завершения;

– технические и производственные возможности отечественной промышленности, которые могут быть мобилизованы для выполнения поставленной задачи.

Опыт реализации столь масштабной программы невоенного назначения в России отсутствует. Поэтому оценивать отдельные элементы проекта предстоит исходя из известного научно-технического и производственного опыта.

4.3. Предполагаемое энергообеспечение ПБК

Выше мы говорили, что в ранних проработках проекта подводного бурового комплекса предполагалось обеспечивать ПБС и ДОП электроэнергией по кабелю от расположенного на берегу источника. Тип этого источника не указывался, но по некоторым деталям можно было предположить, что это будет ТЭС на природном газе. В более поздних – недавно опубликованных материалах определенно сказано, что в качестве источника энергии предполагается использовать две атомные электростанции. Одна плавучая атомная электростанция мощностью 300 МВт (ПАЭС-300), вторая – подводная атомная электростанция мощностью 105 МВт (тип не указан).

Следует отметить, что согласно имеющейся в нашем распоряжении калькуляции предполагаемых затрат – необходимых инвестиций на создание ПБК, отсутствует позиция энергообеспечения создаваемых в рамках проекта подводных и надводных объектов. Это значит, что потребуются дополнительные ресурсы, учет которых в общей калькуляции способен ещё сильнее понизить инвестиционную привлекательность проекта. Именно поэтому в опубликованных проектных материалах отсутствуют даже приблизительные оценки расходов на создание атомного энергетического хозяйства. Оценку предполагаемых затрат можно провести на основании имеющихся данных о стоимости подобных объектов.

Скажем, в настоящее время на начальном этапе реализации находится проект строительства малой плавучей АЭС КЛТ-40С для закрытого административного территориального образования (ЗАТО) г. Вилючинска (п-ов Камчатка). Её запланированная электрическая мощность составляет 77 МВт, а общая стоимость проекта оценивается в 10,2 млрд. руб. (примерно 400 млн. долл. США по курсу 2007 г.)

Применив несложные расчеты, можно выяснить, что 1 МВт установленной мощности будет стоить около 132 млн. руб. (5,3 млн. долл. – по курсу 2007 г). Если стоимость работ, связанных со строительством и установкой ПАЭС-300 в регионе деятельности ПБК будет исчисляться исходя из такой же стоимости 1 МВт установленной мощности, то стоимость ПАЭС-300 составит 1,6 млрд. долл. Реальная стоимость, скорее всего, будет выше поскольку в этой сумме не учтены некоторые параметры. Например, проценты по банковскому кредиту, подготовительные фарватерные работы в районе предполагаемой установки ПАЭС, а также расходы на сертификацию и страхование ядерной энергетической установки коммерческого назначения.

Стоимость 1 МВт установленной мощности на планируемой подводной АЭС будет существенно выше – как за счёт более сложных технологических решений, требующихся для подводного объекта, так и по причине предполагаемых более высоких требований к безопасности атомного подводного объекта гражданского назначения. Кстати, никаких данных относительно наличия разработанных требований на этот счёт не обнаружено. Так что можно достаточно определенно предположить, что 1 МВт установленной мощности будет стоить не менее 250 млн. руб. (10 млн. долл. – по курсу 2007 г.), а стоимость самого подводного энергетического объекта с атомной установкой мощностью 105 МВт приблизится к 1 млрд. долл.

Таким образом, стоимость источника энергии для работы ПБК способно увеличить бюджет проекта примерно на 3 млрд. долл. Причем речь идет только о стоимости создания ядерных энергетических объектов. Дополнительно потребуются инвестиции для создания базы обслуживания плавучих объектов с ЯЭУ, подготовки ядерного топлива, мест длительного хранения отработавшего ядерного топлива и т. д.

Следует отметить, что в России пока нет ни одного успешного примера завершения строительства и эксплуатации плавучих, а тем более – подводных АЭС гражданского назначения. Остается непонятной ситуация вокруг строительства первой плавучей атомной тепловой электростанции (ПАТЭС), которую предполагалось установить на рейде Северодвинска для снабжения города электроэнергией. Корпус для неё строили на предприятии «Севмаш» в Северодвинске, но летом 2008 г. было принято решение перевести его в Санкт-Петербург для завершения монтажа.

Оптимисты полагают, что это означает вступление работ в завершающую стадию – ПАЭС готова к монтажу ЯЭУ и началу испытаний. В то же время известно, что на конференции Минатома весной 2008 г. близкими к этой проблеме специалистами обсуждался вопрос – какой тип реактора следует выбрать для установки на ПАТЭС. Одни специалисты предлагают установить один из имеющихся типов «лодочных» реакторов военного назначения. Другие считают, что необходимо создать новую конструкцию с учетом требований проектирования энергетических установок коммерческого назначения, поскольку только в этом случае станет возможным пройти этапы сертификации. Проблема заключается в том, что готовых реакторных установок в настоящее время в распоряжении атомщиков нет, а создавать новую «с нуля» – дело весьма дорогое и скорее всего непосильное для имеющихся в распоряжении «Росатома» кадров.

Также предметом внимательного рассмотрения и интересной темой для обсуждения на конференции стала безопасность взаимодействия системы ПАТЭС с окружающей средой и причальными сооружениями. Согласно приведенным сведениям, первую строящуюся ПАТЭС планируется установить в бухте Никольское устье в Северодвинске – с целью выработки электроэнергии для снабжения города. Но выбранное место имеет ряд недостатков, которые способны существенно усложнить реализацию проекта. Среди этих недостатков:

– в районе планируемой установки станции обнаружены следы как древних, так и современных тектонических процессов;

– для установки станции необходимо провести углубление дна на 12 м, что способно существенно ускорить сползание подводного грунта в местах расположения 108 береговых хозяйственных объектов – которые будут разрушены или вместе с грунтом начнут сползать в море;

– совершенно не изучена последствия обрастания корпуса станции водными организмами в условиях возможного прогрева воды вокруг объекта до +40˚С;

– моделирование циркуляции охлаждающей реакторы ПАТЭС воды в заливе показывает, что возможно нарушение охлаждения реактора;

– тип предполагаемого крепления ПАТЭС к причалу при определенных погодных условиях способно разрушить корпус станции, что приведет к её затоплению.

В связи с этим можно сказать, что проект ПАТЭС – как в части применения реакторной установки, так и в части установки станции – остается недостаточно проработанным. Очевидно, что его реализация приведет к снижению ядерной и радиационной безопасности региона потенциальной добычи природного газа в шельфовой зоне.

Часть 5. Оценка рисков и анализ вероятных последствий

Для реализации проекта создания и применения ПБК как коммерческого и инвестиционного, требовалось провести оценку рисков, которым могут подвергаться объекты подводной и надводной инфраструктуры и эксплуатирующий персонал. Без подобной оценки невозможно получить инвестиции от коммерческих или финансовых структур, ориентированных на получение прибыли. Первая подобная оценка была выполнена в 2006 г. Её результаты трудно назвать положительными или отрицательными – скорее результатом этой работы стало получение первого опыта оценки рисков подводной системы, имеющей в своем составе как подвижные – плавучие объекты, так и стационарные – установленные на морском дне снабжаемые энергией за счет применения ЯЭУ.

Проблема этого этапа работ по проектированию ПБК заключалась в том, что прежде подобные риски никогда не оценивались. Все проекты, связанные с подводными объектами в бывшем СССР, имели военное назначение и бюджетное финансирование, а значит должны были реализовываться любой ценой – невзирая на затраты. Результатом этого стала высокая аварийность и закрытость любой информации, способной помочь в оценке рисков.

Для оценки рисков эксплуатации ПБС с ЯЭУ была использована имеющаяся в открытом доступе соответствующая информация по аварийности, причинам и предпосылкам к ним на боевых подводных кораблях с атомными и дизель-электрическими энергетическими установками.

5.1. Обзор возможных рисков

Опыт эксплуатации подводных аппаратов военного назначения (подводных лодок) – приводимых в движение как дизель-электрическими двигателями, так и ядерными энергетическими установками показывает, что аварийные ситуации развиваются по сходному сценарию – независимо от типа энергетической установки. В большинстве случаев авария становилась результатом неисправностей в электрооборудовании, несовершенства систем штатных вооружений и энергетической установки, неправильными или ошибочными действиями экипажа.

Большинство серьезных аварий, происходивших на атомных и дизель-электрических подводных лодках, были связаны с особенностями конструкции и условиями среды, в которой приходится действовать субмарине. Сложнейшее оборудование, высокая энергонасыщенность крайне стесненного внутреннего пространства, сотни километров трубопроводов и тысячи километров кабелей, наличие взрывчатых и токсичных веществ – всё это находится в замкнутом пространстве, окруженном водной средой.

Подводный плавучий объект, каким является ПБС, это сложная конструкция, работающая в условиях, существенно отличающихся от привычных атмосферных. В результате могут происходить следующие специфические аварийные ситуации, которые необходимо учитывать при оценке рисков:

– отказ / выход из строя ЯЭУ с распространением радиоактивных материалов внутри корпуса или за его пределы как во время выполнения штатных буровых работ, так и при прохождении периодического ремонта в заводских условиях;

– затопление в результате поступления забортной воды внутрь корпуса;

– возникновение пожара на борту в результате наличия большого количества горючих материалов и электрических кабелей в замкнутом пространстве подводного аппарата, имеющего нестабильную по составу и давлению газов атмосферу;

– взрыв в результате утечки и воспламенения газов, находящихся под высоким давлением в замкнутом пространстве подводного аппарата;

– удушение или отравление экипажа в результате локального возгорания;

– удушение или отравление экипажа в результате попадания в систему вентиляции токсичных газов и испарений токсичных веществ;

– отказ контролирующих систем (наличие большого количества необслуживаемых механизмов и непосещаемых помещений, лишь эпизодически контролируемых визуальным способом) часто становится причиной возгораний, механического разрушения и затопления подводного аппарата;

– возможное поступление токсичных буровых растворов, а также токсичных и взрывоопасных буровых (попутных) газов в обитаемое пространство ПБС;

– возможное нарушение целостности конструкции ПБС в результате вибрации, сопутствующей работе бурового оборудования и виброочистителя бурового раствора;

– возможное попадание порошкообразного цемента в обитаемое пространство ПБС, цементирование и выход из строя буровых конструкций и сопутствующих систем ПБС.

Ошибки экипажа в экстренных ситуациях являются серьезным фактором усугубления аварийной ситуации. Среди наиболее распространенных событий могут быть названы:

– навигационные аварии, связанные с ошибками экипажа ПБС и окружающих надводных судов или подводных аппаратов (столкновения, удары о лед и о дно, погружение ниже допустимой глубины, затопление в результате проникновения воды во внутренние пространства подводного аппарата);

– несоблюдение экипажем наставлений и инструкций по технике безопасности;

– проведение работ, связанных с образованием искр в пожароопасных условиях;

– несанкционированное использование открытого огня и курение на борту;

– употребление алкоголя членами экипажа и связанные с этим проявления немотивированных поступков;

Экспертный анализ причин аварий и катастроф на подводных плавучих объектах военного назначения показывает, что в 75% случаев причиной их развития («эскалации») становятся неправильные действия экипажа, который в нештатных ситуациях теряет возможность управлять сложной техникой. Специально подготовленные и хорошо тренированные опытные специалисты в экстренных ситуациях нередко действуют вопреки известным им инструкциям. Необходимость постоянно следовать многочисленным инструкциям, процедурам и правилам безопасности нахождения в замкнутом пространстве предъявляют повышенные требования к психологической подготовке и совместимости членов экипажей.

Подводное фонтанирование природного газа из скважины, а также неконтролируемое «газопроявление» (неожиданно быстрый выход газа из скважины) в результате аварии, ошибочных действий экипажа или непредвиденной активности внутри скважины способно резко изменить обстановку в районе работ ПБС, что может привести к его бесконтрольному движению или затоплению. Согласно проектным материалам, в подобной ситуации ПБС должно немедленно отстыковаться от ДОП и всплыть, но опыта подобной экстренной эвакуации в известной практике нет, а значит оценить реалистичность аварийного всплытия невозможно. Более того, опыт эксплуатации всплывающей аварийной спасательной камеры на боевых АПЛ может быть признан отрицательным. Одним из ярких примеров является поведение всплывающей камеры АПЛ «Комсомолец», которая спасла только одного моряка.

Климатические и погодные условия в районе предполагаемой эксплуатации ПБК отличаются особой суровостью, что не позволяет применять отработанные схемы организации буровых и возможных спасательных работ. К природным опасностям Карского моря, степень которых необходимо оценить, относятся следующие факторы:

– суровость природных условий: низкие температуры, продолжительный ледовый период, сильные ветры и течения;

– непредвиденное движение морского ледяного покрова;

– непредвиденное проявление активности морских течений;

– непредвиденные тектонические и провальные процессы в районе деятельности ПБК могут быть спровоцированы проседанием донной плиты в пространство, образующееся результате извлечения полезного ископаемого;

– непредвиденные криогенные (мерзлотные) процессы в районе действий ПБК, связанные с прогнозируемым сокращением территории, занятой оледенением и многолетней мерзлотой, которые могут быть ускорены газодобывающей активностью, связанное с этим увеличение стоков аллювия (твердой фракции) с материка, повышение мутности морской воды, изменение подводного рельефа и возникновение новых отмелей;

– непредвиденные изменения климатических условий в районе деятельности ПБК в результате происходящего изменения климата может стать причиной резкого усиления контрастности природных условий в регионе.

Дополнительной проработки и изучения требуют сейсмические условия в регионе. Поскольку в процессе эксплуатации месторождений предполагается быстро наращивать объемы извлечения ресурса, добывающий комплекс может столкнуться с явлениями наведенной «техногенной» сейсмичности, что способно резко изменить условия работы ПБК. Также следует ожидать проседания ДОП в результате образования пустот на месте извлеченного природного газа.

Наблюдаемые в последние годы события планетарного масштаба, связанные с сокращением оледенения – как высокогорного, так и приполярного, с высокой степенью вероятности продолжат свое развитие. Это приведёт к изменению характера как ледовой обстановки в морях арктического региона, так и многолетних мерзлотных процессов на побережье. Газодобыча в регионе Карского моря будет способствовать процессу разрушения многолетней мерзлоты. В результате неизбежно произойдет увеличение объемов твердых частиц (отложений), переносимых береговыми водными потоками и попадающих в морскую среду. Это приведет к изменению донного рельефа, увеличению объемов взвеси в воде и повышению мутности.

Необходимо принимать во внимание опасности, связанные с последствиями деятельности в регионе Баренцева моря атомного военно-морского флота бывшего СССР. В районе архипелага Новая Земля в точках с неустановленными координатами затоплено большое количество радиоактивных отходов разного уровня радиоактивности – контейнеры с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ), вырезанные реакторы АПЛ и ледоколов, целые АПЛ.

Количество вырезанных и затопленных реакторных отсеков, целых АПЛ с выгруженным и не выгруженным из реакторов ОЯТ в водах Карского моря у берегов архипелага Новая Земля известно. Общее число затопленных контейнеров с РАО и ОЯТ до настоящего времени не установлено. Поэтому можно только в общих чертах оценить масштаб опасностей, связанных с ожидаемым выходом радиоактивных веществ в окружающую среду. Географическое распределение затопленных РАО и ОЯТ в водах Карского моря имеет следующий характер:

– залив Цивольки – 3 реактора ледокола «Ленин» (ОЯТ из реакторов выгружено), баржа с контейнером, в котором находятся 125 аварийных отработанных тепловыделяющих стержней (ОТВС) от ледокола «Ленин» и 4.750 контейнеров с ТРАО (уровень радиоактивности не установлен; согласно расчетным оценкам экспертов РНЦ «Курчатовский институт» она составляет около 460 тыс. Ки; согласно оценкам независимых экспертов – более 1 млн. Ки);

– залив Степового – АПЛ К-27 (2 ЖМТ реактора, ОЯТ не выгружено, уровень радиоактивности составляет не менее 2 млн. Ки) и 1.850 контейнеров с ТРАО (уровень радиоактивности не установлен);

– залив Абросимова – 8 реакторов (из 4 реакторов ОЯТ не выгружено, уровень радиоактивности составляет не менее 4 млн. Ки) и 550 контейнеров с ТРАО (уровень радиоактивности не установлен);

– залив Течений – 2 реактора АПЛ К-140 (из 1 реактора не выгружено ядерное топливо, которое работало непродолжительное время);

– Новоземельская впадина – 1.450 контейнеров с ТРАО (170 тыс. Ки);

– залив Ога – 850 контейнеров с ТРАО (уровень радиоактивности не установлен);

– залив Благополучия – 850 контейнеров с ТРАО (уровень радиоактивности не установлен);

– залив Неупокоева – неустановленное количество контейнеров с ТРАО (3,4 тыс. Ки).

Также были затоплены 3 «специальных плавсредства», использовавшихся для технического обслуживания кораблей и судов атомного флота СССР, которые были загрязнены радиоактивностью, загружены твердыми радиоактивными отходами и затоплены:

– 1964 г. – Карское море (залив Цивольки, архипелаг Новая Земля) затоплен пароход «Николай Бауман» с грузом ТРАО;

– 1968 г. – Карское море (залив Ольги, архипелаг Новая Земля) затоплена баржа «СБ-5» с грузом ТРАО;

– 1976 г. – Карское море (архипелаг Новая Земля) затоплено плавсредство специального назначения «ПССН-28» с грузом ТРАО и ЖРАО.

Наибольшую радиационную опасность представляют затопленные в мелководных заливах Карского моря возле архипелага Новая Земля 6 реакторов АПЛ с ОЯТ и «топливная сборка» атомного ледокола «Ленин» с невыгруженным ядерным топливом.