Уран в контексте перемен

В долгосрочной перспективе (за 20 лет) мировое потребление ядерного топлива по самым оптимистическим сценариям может удвоиться, а по консервативным оценкам –  спрос на него возрастет на 18%.

Ведущие игроки уранового рынка уже несколько лет ждут повышения цен на свою продукцию и, если верить прогнозам, цены действительно восстановятся через три-четыре года. Следом подтянется и спрос, но… К тому времени «дешевые запасы» урана будут исчерпаны, поэтому самыми эффективными инструментами выживания на рынке станут мероприятия по снижению себестоимости урановой добычи.

Эксперты единодушны: отрасль ожидают масштабные изменения. На фоне сокращения количества АЭС в Европе и Японии намечается резкий взрыв потребления на развивающихся рынках. Да-да, несмотря на то, что за последние несколько лет Япония закрыла 39 своих реакторов, Германия – восемь и планирует закрыть еще девять, а Франция намерена сократить долю ядерной энергетики в своем энергобалансе с 75 до 50%, у уранового производства весьма хорошие перспективы.

Этот оптимизм во многом связан с подъемом потребления на азиатских рынках,в Северной Америке и России. «Один Китай планирует ввести в эксплуатацию 60 ядерных реакторов, строительство 21 из них уже начато», – напомнил директор отдела инвестиций и рынков капитала Группы по корпоративным финансам KPMG в Казахстане и Центральной Азии Арман Нуркин, выступая на форуме MINEX Central Asia-2017 в Астане.

Курс на высокий передел

Что касается прогноза урановых цен, то 2017 год будет еще стабильным – 24-25 долларов за фунт, но в течение следующих пяти лет стоимость поднимется до 62 долларов.

Демонстрируя график динамики цен по переделам, Арман Нуркин заметил, что волатильность высока на первых переделах. Ценовые колебания на обогащенную продукцию существенно меньше. При этом обогащенная продукция по стоимости в два раза превышает урановое сырье, а ядерное топливо – в три раза.

Поэтому уранодобывающим компаниям необходимо осваивать производство высоких переделов, резюмировал его коллега, партнер отдела инвестиций и рынков капитала КPMG Василий Савин. К примеру, АО «НАК «Казатомпром» способно освоить такие виды переделов как конверсия, обогащение, подготовка топливных элементов.

Это направление развития для компаний, по мнению эксперта, более перспективно, поскольку ожидаемое наращивание числа АЭС на развивающихся рынках не будет бесконечным. Новые технологии позволили продлить срок службы АЭС с 25 до 100 лет, и значит, действующие генераторы стали выводиться из оборота в четыре раза реже.

«Недостаточно изученный процесс вывода из эксплуатации» промышленных реакторов также не в пользу строительства АЭС: длительный, от 60 до 200 лет, процесс может стоить не один миллиард долларов. К факторам, ограничивающим развитие атомной промышленности, Василий Савин отнес и высокую стоимость строительства.

– Текущая стоимость – 5-6 тыс. долларов за киловатт. То есть, если говорить о 1200 мегаватт, то речь может идти о 6-7 млрд. долларов. Это очень большие капвложения, и они сопровождаются длительными сроками строительства.

По данным KPMG, среди компаний, занимающихся переработкой желтого кека, в 2015 году самую высокую маржинальность EBITDA показали Urenco (63,4%) и ТВЭЛ (43,5%). У АО «НАК» «Казатомпром» – самая низкая доходность EBITDA (5,9%) среди добывающих компаний.

Цена оживет

Развивая тему перспектив и вызовов урановой промышленности, директор программы развития минерально-сырьевой базы Uranium One Group Александр Бойцов сообщил, что, начиная с 2004 года, не считая небольшого снижения в 2015 году, мировая добыча урана выросла почти на 50%.

Основной прирост обеспечил Казахстан, который за последнее десятилетие шестикратно увеличил выпуск желтого кека. НАК теперь покрывает 21% всей мировой добычи. Почти половину производимого в мире урана добывают методом скважинного подземного выщелачивания (СПВ).

Депрессивный урановый рынок и низкие цены, перепроизводство сырья, технологические, экологические, финансовые риски продолжают, по словам Александра Бойцова, сдерживать развитие добычи урана.

Согласно базовым сценариям UxC и WNA, к 2023 году спрос превысит предложение действующих рудников и вторичных источников, и затем этот тренд будет стабильно нарастать, что неизбежно подстегнет цены. По оценке Uranium One Group, для удовлетворения спроса мировая добыча урана с 2035 года должна будет увеличиться в полтора раза, с нынешних 60 до 90 тыс. тонн.

Проблема в том, что «запасы с низкой себестоимостью добычи неуклонно сокращаются», а инвестиции в геологоразведку и строительство новых рудников существенно снизились. К 2030 году у ведущих производителей урана исчерпается база запасов в категории меньше 80 долларов за килограмм, доля собственно урановых месторождений уменьшится вдвое.

– Общая сырьевая база вполне достаточна для обеспечения долгосрочных потребностей, но в то же время преобладающая часть ресурсов относится к высоким стоимостным категориям и на сегодняшний день не востребована, –  пояснил Александр Бойцов.

Что касается лидера рынка, то запасы урана для скважинного подземного выщелачивания (СПВ) в Казахстане составляют 760 тыс. тонн. 98% запасов категории ниже 80 долларов за тонну уже или отрабатываются, или в ближайшем будущем будут вовлечены в отработку.  В связи с исчерпанием сырьевой базы республика уже заявила о снижении добычи урана на действующих и строящихся рудниках после 2020 года на 40% к 2030 году и на 70% к 2035 году.

Наука для роста

Тем не менее, как сообщил генеральный директор по производству и ЯТЦ АО «НАК «Казатомпром» Бауржан Ибраев, компания надеется прирастить более 60 тыс. тонн запасов к 2025 году и достойно конкурировать на всех переделах атомно-уранового цикла. Чтобы сохранить лидирующие позиции на рынке урана,

НАК взят курс на увеличение наукоемкости и создание более эффективного высокотехнологичного производства. Рассказывая об этом направлении деятельности АО, Бауржан Ибраев сообщил о внедрении мобильного комплекса МК для освоения месторождения Жалпак. Комплекс из нескольких рабочих модулей производительностью 70-100 тонн урана/г (извлечение 95-98%) быстро монтируется на любом участке и работает автономно. В нем предусмотрена автоматическая система управления технологическими процессами. Возможно и дистанционное управление.

Как заверил докладчик, такие МК, как нельзя лучше подходят для мелких месторождений и локальных залежей.

В планах АО «НАК «Казатомпром» – расширение линейки мобильных комплексов: для получения товарного десорбата, химконцентрата природного урана и попутного извлечения редких и редкоземельных металлов.  ТОО «Южная горно-химическая компания» (ЮГХК) проводит опытно-промышленные испытания высокоскоростной сорбции на новые марки крупнозернистых ионообменных смол, которая позволит увеличить производительность сорбционного передела. ТОО «РУ-6» в первом полугодии текущего года запустит передвижную установку для проведения химической обработки фильтровой части технологических скважин, чтобы существенно увеличить межремонтный цикл.

Первичный симулятор по моделированию давления, скорости фильтрации и линий тока в анизотропной среде разработало ТОО «Институт высоких технологий». В настоящее время проводится его адаптация и интеграция с системой «Рудник». Экономический эффект от освоения технологии пероксидного осаждения урана на пяти предприятиях (ТОО «Каратау», СП «Бетпак Дала», СП «Инкай» и др.)  составит более 10 млрд. тенге. Она отличается простотой технологического решения, при высокой экономии химреагентов позволяет добиться почти 100% осаждения урана и повысить чистоту продукта. Используемая на предприятиях НАК технология ультразвукового воздействия на ионный обмен дает возможность на 40-50% снизить расход аммиачной селитры и ускорить процесс десорбции урана в раствор.

Кроме того, компания проводит реакторные исследования перспективного уран-бериллиевого топлива, разрабатывает технологии получения порошков тантала, предназначенных для 3D-принтеров и производства имплантатов из тантала и танталсодержащих сплавов. Бауржан Ибраев сообщил также о намерении АО «Ульбинский металлургический завод», начиная с 2020 года, производить сверхпроводящие провода для магниторезонансных томографов.

– В прошлом году компании удалось снизить себестоимость производства на 4,31 млрд. тенге, благодаря повторному использованию материалов и оборудования, сокращению расхода реагентов, ускорению технологических процессов и энергосбережению. В ближайшие годы специалисты НАК намерены добиться экономии еще в 13,5 млрд. тенге за счет внедрения инициатив, которые приходят с рудников, заключил докладчик.

Минуя ядерный реактор

Еще одно – неординарное – решение по повышению рентабельности добычи урана предложило АО «Волковгеология»: использовать низкопотенциальные источники тепла, продуктивные растворы СПВ для выработки «зеленой» энергии и перехода рудников на самообеспечение.

Как сообщил советник председателя правления АО «Волковгеология» Бауржан Дуйсебаев, СПВ по сравнению с другими способами добычи полезных ископаемых (карьеры, шахты) самый энергоэффективный: потребляет всего 8-14 кВт*ч электроэнергии на тонну отрабатываемой руды, да еще позволяет вернуть 200-300 кВт*ч электроэнергии!

Для производства энергии может использоваться комбинация теплового насоса и турбины с низкокипящей жидкостью (цисбутен-2, аммиак или другие). Расчеты специалистов АО «Волковгеология» показали, что установка может покрыть 60 и даже более процентов потребности рудника в энергии. Например, три тепловых насоса по 50 кВт, установленные на руднике Ирколь, позволяют получить 150 МВт тепловой мощности или 15 МВт электрической (КПД 10%).

– Из тепла продуктивных растворов уранового рудника можно получить столько же, если не больше энергии, сколько из урана получают энергетики с применением полного ядерно-топливного цикла через строительство АЭС и многочисленных других предприятий ЯТЦ. Это открывает АО «НАК «Казатомпром» новый инновационный путь к энергетике. Таким образом, энергетическим предприятием можно стать, минуя ядерный реактор. Этот проект имеет шанс оказаться самым эффективным и менее капиталоемким, – резюмировал Бауржан Дуйсебаев.

IT-проникновение в скважину  

Пределов снижения себестоимости добычи урана – нет. И подтверждением тому – использование программных комплексов для рудников СПВ. Как заверил заместитель руководителя Северского технологического института (НИЯУ МИФИ) Михаил Носков, они повышают качество отработки от нескольких процентов – на «хороших» блоках, до кратного ее улучшения – на блоках «плохих».

По мнению ученого, «геотехнологическое моделирование является необходимым элементом для создания «Интеллектуального месторождения будущего» в рамках парадигмы «Индустрия 4.0»». Моделирование подземного выщелачивания урана дает информацию о технологическом процессе и позволяет его оптимизировать. Программа помогает предвидеть, как изменится эффективность работы рудника, если, к примеру, задать ему новые параметры.

Михаил Носков продемонстрировал динамические модели, которые можно использовать для оптимизации гидродинамических процессов, предотвращения растекания и потерь, снижения разубоживания технологических растворов, извлечения урана из застойных зон. Он также рассказал о других возможностях моделирования: создании краткосрочных прогнозов работы блоков, сопоставлении реальных и смоделированных данных, извлечении урана из целиков и за контуром блока с помощью дополнительных скважин, прогнозировании геоэкологических последствий и процессов самовосстановления продуктивного горизонта и так далее.

Главный геолог по ресурсам SCA Global Максим Середкин, в свою очередь, поделился опытом применения методики детального моделирования зон пластового окисления, отрабатываемых СПВ. Новая система проектирования месторождений позволяет более точно подсчитывать запасы, отслеживать процессы в скважинах и точно вести отработку ролл-фронтов методом СПВ.

Как пояснил участникам форума М. Середкин, «методика трехмерного моделирования распределения фильтрационных свойств помогает в понимании течения растворов при выщелачивании и гидродинамическом моделировании».

Резюмируя все сказанное выше, следует напомнить, что предприятия уранового комплекса за последние пять лет внедрили немало методик по снижению себестоимости. Но потенциал моделирования в управлении процессами СПВ, который позволяет не только оптимизировать операционные затраты, но и решает много других насущных задач, от оценки ресурсов до планирования ликвидации рудников, еще далек от освоения казахстанскими уранодобывающими компаниями.

Марина Антонова

«Горно-металлургическая промышленность» №4-2017

Share
219