Архив «Экологической гласности». 1988-2016

В июне 1983 г. атомная подлодка «класса «Чарли» по западной классификации), оснащенная крылатыми ракетами, затонула восточнее своей базы в Петропавловске. Это произошло в Тихом океане у южной оконечности Камчатки. Американская разведка сообщила, что, по всей вероятности, погибла большая часть экипажа, состоящего из 90 человек. Как считается, причиной аварии были неполадки, не связанные с атомным реактором.

В октябре 1986 г. на атомной подводной лодке (класса «Янки» по классификации НАТО), оснащенной баллистическими ракетами, вспыхнул пожар в одном их ракетных отсеков. Это произошло в 480 милях восточнее Бермудских островов. Подлодка затонула во время буксировки в том же районе на глубине семи с половиной километров. Как сообщил М. С. Горбачев в своем конфиденциальном послании Р. Рейгану, опасности ядерного взрыва нет, так же нет радиоактивного загрязнения окружающей среды и нет вероятности случайного запуска ракет.

В апреле 1989 г. затонула атомная подводная лодка (класса «Майке» по классификации НАТО) «Комсомолец», которая на сегодня завершает этот трагический список.

Таким образом, наша страна потеряла не менее пяти подводных лодок. Причем, четыре из них имели на борту атомное оружие и ядерные энергетические установки. Пятая лодка (класса «Виски» по западной классификации) с дизельным двигателем, затонувшая в конце пятидесятых годов, вероятно, не имела на борту ядерного оружия.

В результате этих происшествий на дне Океана оказались 43 ядерные боеголовки и шесть реакторов. Всё это лежит в морской воде, подвергается коррозии и ждет своего часа. Причем, это без учета потерянных во время учений единиц ядерного оружия. Информации на этот счет пока нет, но можно предположить, что на фоне общей достаточно высокой аварийности на военно-морском флоте подобные случаи имели место.

Военно-морская статистика

СССР и США размещают своё ядерное оружие в Океане уже более тридцати лет. Позднее к ним присоединились Франция, Великобритания и Китай. В результате суммарный боевой ядерный потенциал, размещенный на военно-морских флотах, достиг приблизительно 14.600 единиц ядерного оружия, что составило 30% мирового ядерного арсенала. В 1990 г. приблизительно 750 кораблей и подводных лодок, а также 2.800 самолетов и вертолетов могли использовать морские типы ядерного оружия.

Все пять ядерных военно-морских флотов размещают на атомных подлодках баллистические ракеты дальнего радиуса действия. Этот тип вооружения объединил 64% всех морских ядерных боезарядов. В настоящее время мировой военно-морской флот насчитывает 1.682 подводные лодки, способные нести баллистические ракеты, относящиеся к 14 типам. Их вооружение составляет примерно половину всех мировых стратегических ядерных боеголовок и насчитывает 9.364 единицы.

Кроме стратегического ядерного оружия в Океане имеется немало тактических вооружений, которые по приблизительным оценкам включают 5.200 ядерных боеголовок. Крупнейшая категория – противолодочное ядерное оружие – насчитывает 2.150 единиц. Эти вооружения размещаются на борту надводных кораблей, подводных лодок, самолетов и вертолетов, осуществляющих морское патрулирование. Всего насчитывается примерно 1.677 мест их базирования.

Третья категория морских ядерных вооружений – бомбы и ракеты, доставляемые по воздуху. Они предназначены для атак на надводные суда и береговые объекты. Сейчас имеется почти 1.700 самолетов, несущих 1.900 единиц ядерного оружия.

Морские крылатые ракеты и противокорабельные ракеты представляют собой четвертую и наиболее быстрорастущую категорию морских ядерных вооружений. СССР и США имеют приблизительно 900 ядерных морских крылатых ракет, которые размещаются на 107 надводных кораблях и 118 подлодках.

Таковы арсеналы пяти морских ядерных держав. Все это размещается в Океане или на его берегах, создавая постоянную угрозу радиоактивного загрязнения вод. Есть и другие опасности – например, случайного запуска ракет с ядерными боеголовками, потери боезапасов в Океане, аварий и взрывов на атомных кораблях. И кто поручится, что ничего такого не происходило вчера и тем более – не произойдет завтра?

Куда все это девать?

Сегодня в море находится примерно 579 ядерных реакторов. Как считают на Западе, их число едва ли заметно возрастет прежде, чем даст свои плоды процесс спонтанного разоружения, начавшийся два-три года назад и обещающий продолжаться лавинообразно.

Дело в том, что первое поколение атомных подводных лодок и надводных кораблей во всех странах приблизилось к черте, за которой начинается их массовое списание из состава флотов в результате старения. Что делать с их реакторами?

Конечно, реакторы на АЭС и на подлодке несопоставимы по размерам, но кто не помнит, каких трудов стоило «законсервировать» реактор на Чернобыльской АЭС. А другого опыта снятия атомных реакторов с эксплуатации наша страна пока не знает. Вот и беспокоится народ – особенно жители крупных портовых городов о будущем кораблей и судов с атомными двигателями. Ходили ведь слухи о том, как военное ведомство избавлялось от аварийных реакторов на кораблях – дескать, выводят корабль в море, вырезают под реактором днище и топят его в пучине. Неэкологичный, мягко говоря, способ. Было ли такое? Официальных данных пока нет, также как нет данных об иных способах снятия с эксплуатации атомоходов.

Поэтому чего-чего, а проблем с ядерными отходами на наш век хватит. Как считают западные специалисты, число советских атомных кораблей сейчас находится практически на максимально высокой отметке. После 1992 г. их число будет заметно уменьшаться, так как начнут снимать с вооружения атомные подлодки первого поколения. Как ожидается, по этой причине только в начале девяностых годов наш военно-морской флот лишится 45 атомных подлодок.

Как этот процесс будет происходить? Куда военные намереваются девать материалы от этих подводных кораблей? Что делать с реакторами? Не появятся ли на наших металлургических заводах партии радиоактивного металлолома? В нашей стране общественность выражает серьезную озабоченность предполагаемыми путями решения этой проблемы. Но соответствующие ведомства пока молчат – то ли их это не касается, то ли думают, что нас это не касается.

Подводный буровой комплекс с ядерной энергетической установкой для освоения нефтегазовых месторождений на шельфе арктических морей России

An underwater drilling complex with a nuclear power installation for the development of oil and natural gas fields on the shelf of the Russia’s Arctic seas

Владислав Ларин

Журнал Президиума РАН «Энергия: экономика, техника, экология», №6 июнь и №7 июль 2009 г.

Материал написан в период с апреля 2006 г. по октябрь 2008 г., Москва.

Полная версия: «Подводный буровой комплекс с ядерной энергетической установкой для освоения нефтегазовых месторождений шельфа арктических морей России», аналитический обзор, октябрь 2008 г.

Часть 1. Рождение идеи

В начале 90-х годов ХХ века политическая необходимость заставила руководство России в срочном порядке снимать с боевого дежурства и выводить из эксплуатации большое количество доставшихся ей после распада СССР атомных подводных лодок (АПЛ), несущих ядерные вооружения. В тот период из эксплуатации выводились преимущественно боеспособные АПЛ второго и третьего поколений, которые ещё обладали неплохими мореходными качествами и боевыми характеристиками. Ни одно из заинтересованных ведомств, причастных к этой проблеме (а именно – создававшие ядерные энергетические установки (ЯЭУ) для АПЛ атомщики, проектировавшие АПЛ военные конструкторские бюро, строившие АПЛ корабелы и эксплуатирующие АПЛ военные моряки) не хотело, да и физически не могло быстро решить задачу по уничтожению флота из примерно 200 выведенных на тот период из эксплуатации АПЛ.

В то время на одной научно-практической конференций Минатома прозвучала идея использовать АПЛ с вырезанными ракетными шахтами и торпедными аппаратами для перевозки грузов невоенного назначения под льдами Северного морского пути. Речь шла о рудах из заполярных месторождений и грузах снабжения для северных промышленных городов – в первую очередь Норильской промышленной агломерации. У независимых от Минатома аналитиков эта идея вызвала сомнения по двум причинам:

– была непонятна экономическая сторона предложения;

– отсутствовала какая-либо оценка ожидаемых рисков.

Поскольку никаких данных по этим двум вопросам атомщики и военные предоставить не смогли, приходилось рассматривать проблему и задавать вопросы исходя из «бытовой» логики.

Во-первых, если эта идея столь хороша, то почему она не была реализована во времена СССР, когда значительная часть финансовых, материальных и человеческих ресурсов страны направлялась на военно-оборонные цели? Военная ориентация всех атомных проектов мало у кого вызывала сомнение. Почему вместо грузовых АПЛ был создан надводный ледокольный флот? Почему тема строительства атомных подводных грузовых судов – сухогрузов и танкеров даже не обсуждалась в период «атомной эйфории», когда применение атомной энергии во всех областях хозяйственной деятельности казалось делом ближайшего будущего?

Во-вторых, хотя определенные сведения об авариях, связанных с АПЛ в то время отсутствовали в открытом доступе, но в общем было известно, что аварийность на атомном подводном флоте очень высока. Причем аварии случались как навигационные, связанные с ошибками при управлении подводным боевым кораблем, так и радиационные, связанные с ненадежной работой элементов ЯЭУ и паропроизводящих установок (ППУ). Сколько стоит ликвидация последствий аварии на боевом подводном корабле руководству как Минатома, так и ВМФ было хорошо известно.

В-третьих, правильное расположение и надежное закрепление груза на борту АПЛ является одним из ключевых факторов обеспечения живучести подводного корабля. Обеспечить надежное закрепление насыпных, а тем более наливных грузов мирного назначения представляется непростым делом.

Короче, как было резюмировано в одной критической статье того времени, экономически оправданной представлялась перевозка таким образом лишь золота в слитках. Поскольку необходимого для содержания «мирного» атомного подводного флота количества золота в стране не нашлось, идея применения боевых АПЛ в качестве сухогрузов умерла сама собой.

Часть 2. Трансформация идеи

2.1. Первый этап – «конверсия на скорую руку»

Итак, идея применять атомные боевые подводные корабли в качестве мирных грузовиков умерла, а значительная часть списанных из флота АПЛ была поставлена в отстой или разрезана на металлолом. Но в Минатоме, профильных конструкторских бюро (КБ) и на судостроительных заводах остались работать те люди, которые всю свою жизнь посвятили разработке, конструированию и строительству АПЛ. Они хотели заниматься этим и дальше – несмотря на утрату стратегической необходимости и прекращение бюджетного финансирования. Необходимо было лишь найти источник инвестиций. Поскольку основным источником финансирования чего угодно в России являются структуры нефтегазового сектора, именно туда решили обратиться за инвестициями конструкторы подводных аппаратов.

В самом конце 80-х годов ХХ века руководство конструкторского бюро «Малахит», которое в течение десятилетий атомной гонки проектировало подводные боевые корабли, выступило с предложением к компании «Роснефть», обеспечивавшей в то время завоз нефтепродуктов по западному участку Северного морского пути (СМП) в города и населенные пункты советского Заполярья, построить для этих целей атомный подводный танкерный флот. Были разработаны проекты подводных лодок трех типов – танкер, сухогруз и контейнеровоз. Но стоимость проекта была такова, что даже госбюджет не мог его финансировать, а частная компания – тем более. Так что эта идея также не получила поддержки бизнеса. Хотя поиски инвесторов продолжались.

В начале 90-х годов ХХ века, когда шла приватизация государственной собственности, новые владельцы заполярного комбината «Норильский никель» искали способы снижения транспортных расходов для снабжения предприятия и окружающей его городской агломерации всем необходимым в рамках «северного завоза». И опять утратившие госзаказ строители атомных подводных кораблей увидели в этом возможность «конверсии».

Дело в том, что строившаяся в то время серия ракетных подводных крейсеров стратегического назначения (РПКСН) проекта 941 (по советской классификации – «Акула», по классификации НАТО – «Tiphon / Тайфун») столкнулась с прекращением финансирования из госбюджета. Шесть кораблей были достроены и приняты флотом, а седьмой корпус стоял на стапеле северодвинского завода «Севмаш» недостроенный. В российской практике получило распространение NATO-вское название этого подводного корабля – «Тайфун». Деньги на его строительство были истрачены немалые и желание его создателей хоть кому-нибудь продать ставший ненужным стране атомоход представляется вполне понятным. Оценочная стоимость одного РПКСН составляет около 800 млн. долл. без учета стоимости вооружений и средств связи.

К этому времени военным морякам и всем причастным к обслуживанию «Тайфунов» стала очевидна ошибочность решения по строительству столь больших подводных кораблей. Их размеры и осадка не позволяли выходить за пределы арктического региона. Назначение «Тайфунов» заключалось в том, чтобы передвигаться под льдами Северного ледовитого океана в ожидании начала атомной войны, а когда станет очевидным, что она началась – уничтожить половину земного шара мощью своих ракет. Но «потенциальный противник» вместо того, чтобы искать РПКСН под льдом пошел по пути совершенствования систем распознавания, перенацеливания или уничтожения его ракет в полете. И эти большие и очень дорогие АПЛ сделались бесполезными.

Кроме того, существовавшие базы для обслуживания АПЛ прежних проектов не подходили для «Тайфунов» в силу тех же причин, а специальные базы и причалы для погрузки / разгрузки и обслуживания так и не были оборудованы. Так что идея применения атомоходов проекта 941 в качестве грузовиков заведомо была обречена на неудачу. Но у них была одна особенность, за которую зацепились «атомные» кораблестроители в своем желании найти гражданских заказчиков вместо военных.

В отличие от конструкции всех АПЛ прежних проектов, где ракетные шахты располагаются внутри прочного корпуса, у «Тайфунов» ракеты были столь велики, что их пришлось вынести за пределы прочного корпуса и расположить в межкорпусном пространстве носовой части – перед центральной надстройкой. С этим техническим решением была связана идея изменить переднюю часть и вместо ракетных шахт установить там транспортный отсек грузоподъемностью до 10 тыс. т. Именно с таким предложением выступило руководство ЦКБ «Рубин» к новым владельцам комбината «Норильский никель».

Судя по тому, что идея строительства атомных подводных транспортных кораблей практически нигде не обсуждалась, бизнес быстро понял нереальность подобного предложения. Среди основных «узких мест» предложенного проекта можно назвать следующие:

– высокие эксплуатационные расходы, которые никогда серьезно не обсуждалась в силу военного назначения атомного подводного корабля;

– неопределенность ситуации с ядерной и радиационной безопасностью, отсутствие информации по аварийности как на корабле этого проекта, так и на аналогичных атомных подводных кораблях;

– невозможность произвести оценку рисков, что является обязательным условием коммерческого проекта, по причине закрытости основного массива информации – в связи с тем, что аналогичные корабли военного назначения всё ещё находились в составе Северного флота;

– отсутствие оборудованных баз для погрузки / разгрузки и технического обслуживания кораблей;

– ограниченность глубин фарватера на основном маршруте Северного морского пути Мурманск – Диксон – Дудинка, невозможность преодолевать весь маршрут в подводном положении из-за небольших глубин моря и реки Енисей, разность плотности морской воды для которой проектировался корабль и речной (опресненной) воды в регионе мирного применения, и слишком большие размеры корабля.

Итак, первые попытки «конверсии» атомной подводной техники военного назначения в мирный бизнес были признаны неудачными. Но поскольку материальные, финансовые и людские вложения в технические и технологические решения для атомного направления военно-промышленного комплекса (ВПК) были огромными, желание получить от них хоть какую-то коммерческую отдачу не проходит до настоящего времени.

2.2. Второй этап – «углубленная конверсия»

Развитие открытых в 80-е и 90-е годы ХХ века нефтегазовых месторождений на шельфе Баренцева и Карского морей в значительной мере сдерживается суровостью климатических условий Заполярья. Стоимость добываемого там углеводородного сырья более чем в четыре раза превышает стоимость добычи в более южных морях. Соответственно, для освоения этих месторождений требуются существенно большие инвестиции в развитие новых технологий добычи углеводородов. И здесь идеи конструкторов боевых атомных подводных лодок рассматриваются на конкурентной основе со всеми другими способами добычи.

Проблема, которую они предлагают решить очевидна: основная часть разведанных в России запасов природного газа располагается за полярным кругом, в зоне вечной мерзлоты и крайне суровых климатических условий. Любые работы, связанные с бурением скважин и транспортировкой добытого газа на материковой части там можно производить только в зимнее время. Летом, когда оттаивает верхний слой многолетней мерзлоты, практически все работы останавливаются. И делается это не потому, что нефтяники и газовики хотят соблюдать какие-то природоохранные требования – просто летом техника тонет в болотах, а главным транспортным средством становится вертолет – стоимость эксплуатации которого в качестве повседневного транспорта слишком высока даже для нефтегазового бизнеса.

В результате каждый доставленный потребителям кубометр заполярного природного газа обходится в 4 раза дороже по сравнению с тем, что добывается в более южных регионах. Для сравнения можно сказать, что бурение одной разведочной скважины глубиной 3.500 м в теплых регионах стоит примерно 2,5 млн. долл., а в Заполярье – около 10 млн. долл. В последние годы возрастает интерес к природному газу, залегающему под шельфовой зоной арктических морей, что еще более повышает стоимость добычи и заставляет задуматься над новыми техническими решениями для обеспечения этих работ.

Мировой опыт добычи нефти и газа с морского дна достаточно велик, но малоприменим в условиях готовящихся к освоению газовых месторождений Карского и Баренцева морей. Дело в том, что основной опыт подобных работ накоплен в теплых морях, где климатические условия мягкие, моря не покрываются льдом, а проносящиеся время от времени ураганы хотя и представляют серьезную опасность, но заранее прогнозируются, что позволяет принимать меры предосторожности. Этот опыт дорого достался международным нефтегазовым компаниям. Ряд имевших место серьезных аварий и даже потерь буровых платформ они не готовы повторять в Заполярье. Стоимость одной платформы составляет около 2 млрд. долл. в ценах 2000 г. Её потеря способна серьезно повлиять как на финансовое положение, так и на имидж компании.

В связи с этим идея проектирования и строительства подводного бурового комплекса представляется вполне логичной. Во всяком случае, если исходить из того, что увеличение стоимости углеводородов может продолжаться до бесконечности и в любом случае потребитель оплатит все расходы на добычу и транспортировку ресурса. Использование тех наработок, которые существуют у конструкторов АПЛ, по их мнению, может оказать неоценимую услугу нефтегазовому комплексу. Первым с подобным предложением выступило оставшееся без госзаказа подразделение ОАО ЦКБ «Лазурит» (Нижний Новгород), занимавшееся шельфовым разработкам. Руководил группой главный конструктор подразделения С. А. Лавковский.

Часть 3. Оценка условий на нефтегазовых месторождениях шельфа Баренцева и Карского морей

3.1. Природные и климатические условия региона

Основным фактором, затрудняющим разработку нефтегазовых месторождений Баренцева и Карского морей, являются суровые климатические условия, значительные глубины залегания ресурсов, немалые глубины шельфовых морей. Но главное – постоянно движущие / дрейфующие сплошные ледяные поля, мощность которых достигает 2 м при площади многие тысячи квадратных километров. Ни одна созданная человеком конструкция не способна противостоять такому натиску природных сил.

Характеристики природных и погодных условий в регионе работы ПБК (Карское море) предполагаются следующие:

– глубина моря – 70—400 м;

– высота волн – 5 м;

– скорость ветра – 25 м/сек;

– скорость подводного течения – 0,8 м/сек;

– температура воды от – 2º С в зимний период до +11º С в летний период;

– температура воздуха от – 50º С в зимний период до +25º С в летний период;

– мощность льда – 2 м;

– сплоченность льдов – 10 баллов;

– продолжительность периода сплошного оледенения – 10 месяцев.

Нигде в мире нет опыта бурения скважин на шельфе с целью поиска и добычи нефтегазовых ресурсов в таких условиях, которые существуют на шельфе Карского и Баренцева морей. Наиболее близкие условия имеются на шельфовых месторождениях Северного моря, но там нет главного осложняющего фактора – продолжительного мощного оледенения моря. Именно это ограничивает возможности бурения и являются главным оценочным фактором при рассмотрении возможных технологических решений.

Сходным по климатическим условиям с Русановским и Ленинградским месторождениями является Штокмановское месторождение природного газа, расположенное в центральной части Баренцева моря. Глубины моря там превышают 350 м, а расстоянии до побережья Кольского полуострова – около 600 км. Основное отличие этого месторождения от рассматриваемых Ленинградского и Русановского заключается в отсутствии постоянного оледенения моря – сказывается влияние тёплой ветви течения Гольфстрим. В регионе Штокмановского месторождения присутствует значительное количество льда в виде айсбергов и ледяных полей небольшой площади. Это затрудняет работу буровой платформы, но все-таки позволяет её эксплуатацию.

Часть 4. Подводный буровой комплекс с ядерной энергетической установкой

4.1. Общие сведения

Учитывая климатические и природные условия Баренцева и Карского морей, представляется очевидным, что промышленное бурение на имеющихся там месторождениях природного газа возможно только с погруженных под воду или лежащих на морском дне подводных платформ. Для обслуживания как самих платформ, так и всего комплекса судов обеспечения требуется создание новых технических средств, способных продолжительное время автономно работать, находясь в подводном положении. А для обеспечения деятельности этих средств необходимо очень большое количество энергии – что дало новый импульс обсуждению идеи использования ядерных энергетических установок.

Активным проводником этой идеи в сознание потенциальных инвесторов называют академика Е. П. Велихова. Он известен тем, что в течение последних сорока лет возглавляя подразделения московского Института атомной энергии им. Курчатова (ныне – Российский научный центр «Курчатовский институт»), занимался развитием термоядерного направления атомной энергетики. Практического успеха эти работы не имели, хотя поглотили огромные финансовые и материальные ресурсы. Сам академик считает, что практическое применение энергии термоядерного синтеза будет возможно не ранее 2100 г. А пока ядерные технологии военного назначения можно попытаться приспособить к «мирным» работам, связанным с добычей природного газа на шельфе заполярных морей российского сектора Арктики.

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.