В Петербурге спустили на воду головной ледокол «Арктика» проекта 22220 (ЛК-60Я). Это крупнейший в мире атомный ледокол и первый, спущенный на воду в России за 23 года. Оборудование трассы Северного морского пути (СМП), в том числе для транзитных перевозок, потребует серийного строительства аналогичных и даже более крупных кораблей.
Универсальная махина
Создание проекта ЛК-60Я (ледокол мощностью 60 мегаватт, ядерный) началось после того, как кораблестроители попробовали разработать увеличенный проект ледокола типа «Арктика» (новый корабль унаследовал имя от них) и столкнулись с проблемой расширения корпуса. Это было необходимо для того, чтобы пробивать более широкие каналы (а следовательно, проводить за собой более крупные суда). «Расплющенный» корабль начал всплывать.
В настоящее время основным пользователем СМП является горно-металлургическая компания «Норильский никель», на ее долю приходится более половины грузооборота северной акватории. Владея уникальным арктическим флотом, состоящим из шести судов усиленного ледового класса ARC7 (пять контейнеровозов и один танкер), «Норникель» самостоятельно осуществляет вывоз своей продукции в Европу и Азию в круглогодичном режиме, — пояснил «Ленте.ру» вице-президент ГМК «Норильский никель» Сергей Батехин. «Очевидно и то, что без современного ледокольного флота невозможно не только освоение богатейших ресурсов Арктики, но и сама жизнь в этом регионе. Наша компания работает в Арктике более 80 лет и накопила уникальные компетенции, знания и технологии, которые могут помочь раскрыть весь потенциал Арктического региона России», — подчеркнул топ-менеджер ГМК.
В тот период в арктических морях использовались два типа атомных ледоколов: линейные двухреакторные, осуществляющие проводку на глубокой воде (типа «Арктика», проект 10520), и однореакторные мелкосидящие, предназначенные для работы в устьях сибирских рек (типа «Таймыр», проект 10580). Схема проводки выглядела так: на «большой воде» караваны ведет линейный ледокол, а при подходе к пункту назначения (скажем, к Дудинке) их принимает мелкосидящий и доводит до порта.
Это было неудобно: от 20 до 60 процентов времени ледоколы тратили на выход, ожидание и передачу сопровождаемых судов. Анализируя эффект «всплытия», корабелы предложили создать двухрежимный (двухосадочный) атомный ледокол, который принимал бы на борт до 9 тысяч тонн балластной воды. Это позволяло бы ему исполнять обе функции. Один такой корабль автоматически заменял пару из линейного и мелкосидящего ледоколов, а пять атомных кораблей на СМП (три прежних «Арктики» и два «Таймыра») можно заменить тремя универсальными.
Спуск на воду атомного ледокола «Арктика» типа ЛК-60Я
Фото: Александр Петросян / «Коммерсантъ»
В результате появился ЛК-60Я, превосходящий прежнюю «Арктику» по ширине (на 4 метра) и особенно по водоизмещению (на треть), способный «ужиматься» до осадки 8,5 метров, что позволяет ему заходить в Дудинку и Обскую губу, а в некоторых местах западного Ямала подходить к береговому припаю. На переход из одного состояния в другое ледокол тратит не более четырех часов.
Более того, ЛК-60Я за счет большей ледопроходимости (2,9 метра льда против 2,25 у прежней «Арктики») принципиально позволяет подойти к круглогодичной навигации в восточных районах СМП. Сейчас плавание на протяжении всего года возможно только при рейсах в Печорском море, а в Дудинку и на терминалы нефтегазовых компаний, работающих на Ямале (Сабетта, мыс Каменный), можно ходить 9-10 месяцев в году. От устья Енисея до Чукотки современные линейные ледоколы способны обеспечить максимум шести-, семимесячный цикл плавания в летне-осенний период.
Проектное изображение ледокола типа ЛК-60Я
Изображение: atomic-energy.ru
ЛК-60Я должен частично компенсировать эту проблему: его проходимость в восточной части СМП достигнет десяти месяцев в году, а в Карском море он сможет работать весь год. Полностью задачу гарантированной круглогодичной навигации по СМП должен решить так называемый ледокол-лидер проекта ЛК-110Я с полным водоизмещением свыше 55 тысяч тонн, рассчитанный на преодоление ледяных полей толщиной более 4 метров, но к его строительству пока не приступали.
Ядерный котел нового поколения
Особенностью проекта является его реакторная установка. Вместо традиционных для отечественного атомного флота установок ОК-900 («Арктика») или КЛТ-40 («Таймыр», «Севморпуть») на корабле используются две установки РИТМ-200.
Это принципиально новая разработка на базе водо-водяного реактора. Во-первых, она отличается интегральной компоновкой: парогенераторы компактно собраны в кольцевом канале вокруг активной зоны и закрыты оболочкой, а циркуляционные насосы первого контура размещены в выносных гидрокамерах вокруг корпуса. В собранном виде парогенерирующий блок РИТМ-200 может перевозиться по железной дороге и устанавливается в «гнездо» защитной оболочки внутри ледокола.
Атомный ледокол «Арктика»
Фото: Abarinov / Wikipedia.org
Во-вторых, на установке применено металлокерамическое ядерное топливо с обогащением не выше 20 процентов. Это принципиально важно, поскольку делает установку коммерческой: ее можно поставлять на экспорт, в отличие от реакторов с высокообогащенным ураном (на ОК-900 и КЛТ-40 использовались разные типы топлива с обогащением по урану-235 от 36 до 90 процентов).
В-третьих, РИТМы имеют совершенно иные эксплуатационные показатели. Реакторная кампания (время между перегрузками топлива) достигает семи лет, в то время как для ОК-900 на «Арктиках» она едва превышала два года. При этом назначенный период непрерывной работы вырос более чем втрое, а количество циклов изменения мощности увеличено почти в десять раз.
Последний фактор — маневрирование мощностью реактора — ключевой. Это позволяет практически исключить стравливание избыточного пара (то есть «обогрев вселенной») при резких изменениях мощности, реализовав принцип ведения реактора турбиной в зависимости от потребностей двигателя. Именно это и помогает достичь столь существенного выигрыша, экономя ядерное топливо.
Корпус реакторной установки РИТМ-200
Фото: aem-group.ru
Так получилось, что ОК-900 в свое время послужил прототипом установок КН-3 для военного флота. Отработанный на ледоколах аппарат стал основой ядерных энергетических установок ракетных крейсеров проекта 1144 и большого разведывательного корабля проекта 1941. В данный момент Россия готовится строить как минимум два типа атомных надводных единиц: большие корабли океанской зоны (официально «эсминцы», фактически — ракетные крейсера) проекта «Лидер», а также перспективные авианосцы. Не исключено, что в их силовых установках могут быть использованы технологические решения, отработанные на РИТМах.
Торосы на пути
ЛК-60Я выйдет на трассы в не самое простое время. Перспективы СМП невозможно отрицать: время доставки грузов из стран Азиатско-Тихоокеанского региона в Европу по нему почти на треть меньше, чем традиционным маршрутом через Суэцкий канал. Однако на северной трассе есть и дополнительные расходы, связанные с платой за ледокольную проводку.
В момент пика цен на нефть транзитные проходы по СМП были чрезвычайно выгодны и росли. С 2010-го по 2013 год объем перевезенного таким образом груза вырос со 111 тысяч до 1,35 миллиона тонн (рост числа рейсов с 4 до 71), однако в дальнейшем скатился к уровню второй половины 1990-х годов — до 39,6 тысяч тонн в 2015 году (18 рейсов).
Одно из объяснений происходящего — падение эффективности маршрута в условиях высокой цены за ледокольную проводку, а также слабая инфраструктурная обеспеченность маршрута. К последнему относится в том числе недоинвестированность портового хозяйства. Также высоки ставки страховых премий, связанных с рисками срывов сроков поставки из-за возможных сдвигов графика проводки караванов и с вероятностями ледовых повреждений судов.
Атомный ледокол «Таймыр» и танкер «Индига» около порта Дудинки
Плата за проводку Суэцким каналом составляет 7-8 долларов с тонны груза за первые 5 тысяч тонн, а дальше цена падает (чем крупнее судно, тем выходит удельно дешевле). Ледокольный сбор с транзитных судов на СМП до недавнего времени составлял 15-16 долларов за наливной груз, свыше 20 долларов за навалочный груз, 30 долларов за сборный груз в контейнерах, до 65 долларов за цветные металлы и 75-80 долларов за машиностроительную продукцию. Имелись редкие исключения, скажем, для транспортировщиков леса (и то они потребовали массированного лоббирования). Однако в структуре транзитных перевозок по СМП на пике 2012-2013 годов основу составляли углеводороды (до 60 процентов) и минеральное сырье (более 25 процентов).
В условиях высоких цен на нефть это работало. Однако этот период закончился, поэтому коммерческая привлекательность СМП временно снизилась, трасса по-прежнему не оборудована, а общее потепление климата планеты (неизбежное в долгосрочной перспективе при выходе в новый климатический оптимум) пока не позволяет широко пользоваться маршрутом без ледокольного сопровождения.
Вывод ЛК-60Я на трассы СМП следует рассматривать не только как необходимое обеспечение вывоза углеводородов с Ямала (который в ближайшие годы будет нарастать высокими темпами), но и как способ «оборудовать» транзитную трассу. Естественно, сработает эта мера только в сочетании с рационализацией тарифной политики и существенными затратами на инфраструктуру базирования и навигации вдоль СМП.