Защо малките модулни реактори са следващото голямо нещо в индустрията на ядрената енергетика

Ядрената енергетика преживява промяна на парадигмата, като се отдалечава от колосалните и скъпи проекти към по-компактни и икономични алтернативи. В отговор на глобалната климатична криза и спешната необходимост от намаляване на зависимостта от изкопаеми горива, както ядрената енергия, така и възобновяемите източници получават ново внимание като ключови елементи.

В челните редици на тази трансформация са малките модулни реактори (SMR) – иновативна технология, която може да осигури по-достъпно производство на електроенергия в сравнение с конвенционалните ядрени централи.

Тези новаторски реактори са предназначени за решаване на хроничните проблеми, които отдавна тормозят големите ядрени съоръжения, като потенциално могат да разрешат някои от най-трайните пречки в индустрията. SMR обикновено произвеждат не повече от 300 мегавата енергия, като някои проекти генерират едва 20 мегавата – достатъчно за захранване на голяма фабрика или жилищен квартал. Тази мащабируемост е едно от ключовите предимства на SMR.

Професор Есам Хюсеин от Университета Реджина в Канада разказа пред Interesting Engineering как SMR могат да бъдат модулни:

„Ако имате нужда, например, от 1200 мегавата (MW) електроенергия, не е необходимо да придобивате 1200 MW електрически голям реактор с всички високи капиталови разходи и т.н. Придобивате, да речем 300 MW и, ако възникне необходимост, придобивате още 300 MW. След това продължавате да надграждате, докато достигнете желаната мощност. Това осигурява това, което наричаме икономия от кратност, а не икономия от мащаба.“

каза Хюсеин

На второ място SMR използват фабрично произведени модули. Компонентите на реактора се произвеждат извън площадката и се сглобяват на място, което потенциално намалява времето и разходите за строителство. Модулното проектиране и строителство не е новост, но прилагането му в атомните електроцентрали представлява значителна промяна в индустрията.

Брет Кугелмас, главен изпълнителен директор на Last Energy изтъкна икономическите предизвикателства, довели до това преосмисляне на дизайна на атомните електроцентрали:

„В един момент се стига до праг, при който поради сложността на строителството на тези гигантски мегапроекти всички те започват да надхвърлят цената, бюджета и времето с огромни маржове. Започвате проекта с мисълта, че той ще струва 5 милиарда, а изведнъж става 15 милиарда.“

сподели той пред IE

Тази непредсказуемост на разходите и сроковете прави големите ядрени проекти все по-трудни за оправдаване.

Целта на SMR е да се справят с тези проблеми, като включат нови технологии и философии за проектиране, включително системи за пасивна безопасност, автономно и цифрово управление и опростени проекти, които намаляват постоянните разходи.

Смята се, че над 60 компании в света разработват SMR. Утвърдени играчи като Rolls Royce и Westinghouse, както и иновативни стартъпи като Last Energy участват в този процес.ю

Last Energy разработва микрореактори за производство на енергия с капацитет 20 MW. Кугелмас обяснява основанията за проектирането им.

Размерът от 20 MW съответства добре на промишлените и общинските нужди от енергия, като например центрове за данни, фабрики за целулоза и хартия и стандартни квартали с приблизително 20 000 жилища. Дизайнът може да се разширява и за по-големи градове чрез комбиниране на няколко блока.

Въпреки че в момента не се експлоатират комерсиални SMR, руският „Академик Ломоносов“ представлява най-близкия еквивалент. Тази плаваща ядрена електроцентрала и топлоцентрала е закотвена в арктическото пристанище Певек, като осигурява електричество и топлина за град с население от 4000 души, с капацитет за доставка на енергия за население от 100 000 души.

Целта на Last Energy е първият напълно функционален реактор с ядрено гориво да заработи до 2026 или 2027 година. Други производители работят по подобни срокове, водени от спешната необходимост от справяне с изменението на климата.

Ядрената енергетика се гордее с впечатляващи резултати в областта на безопасността – само 3 сериозни аварии за приблизително 20 000 реакторни години експлоатация. Съвременните конструкции на реактори SMR включват усъвършенствани характеристики за безопасност, включително безопасни по своята същност конструкции на горивото (например гориво TRISO), пасивни системи за безопасност и опростени операции, които намаляват риска от човешка грешка.

Макар че SMR използват по-малко ядрено гориво от традиционните реактори, управлението на отпадъците продължава да бъде от решаващо значение.

Професор Хюсеин заяви, че малкият обем на отпадъците от SMR ще се разпадне с течение на времето. Това потенциално ще позволи извличането на ценни материали и дори ядрено гориво за многократна употреба.

Въпреки техническия напредък и подобрените характеристики за безопасност, общественото мнение остава значителна пречка за индустрията на SMR. Отстраняването на тези опасения ще бъде от решаващо значение за широкото приемане на технологията. И тъй като светът търси по-чисти енергийни решения, SMR предлагат обещаващ път напред. Те съчетават надеждността на ядрената енергия с по-голяма гъвкавост, по-ниски разходи и подобрени характеристики за безопасност.

Успехът на тази технология ще зависи от непрекъснатите иновации, регулаторната подкрепа и ефективната комуникация с обществеността относно ползите и безопасността ѝ.

В крайна сметка въпросът, който трябва да си зададем е не само за безопасността на ядрената енергия, но и за рисковете от бездействието в условията на изменението на климата. SMR представляват значителен скок напред в ядрената енергетика. Тяхното разработване и внедряване е от ключово значение за постигането на устойчиво, нисковъглеродно енергийно бъдеще.