Малките ядрени реактори - енергийна революция или твърде малко и твърде късно
Докато Европа се готви за тежка зима на енергийни икономии, оттатък Океана пристигна изобретение, което има капацитета да провокира гражданска война в енергетиката, устойчивото развиване и битката с климатичните промени.
Ядрената сила може да играе значима роля в декарбонизирането на енергийния бранш, само че реакторите просто са прекомерно скъпи и комплицирани, с цел да бъдат пуснати бързо и от огромен брой оператори. Нов, по-малък реактор може скоро да промени това, откакто получи документ от Комисията за нуклеарно контролиране при започване на месец август 2022 година
Докато страните по света се надпреварват да заменят електроцентралите с изкопаеми горива, дебатът дали нуклеарната сила би трябвало да играе роля се разгорещи. Въпреки че технологията може да обезпечи огромни и надеждни количества безвъглеродна електрическа енергия, опасенията за разноските и сигурността попречват нейното внедряване като решение на климатичната рецесия.
През последните години обаче се появиха редица нови компании, които дават обещание да заобиколят доста от тези опасения, като понижат мащабите на реакторите. Така наречените дребни модулни реактори (SMR) са проектирани да бъдат задоволително дребни, с цел да се построят във фабрика, преди да бъдат изпратени до мястото, където са нужни, което би трябвало доста да понижи разноските. Те също по този начин са проектирани да бъдат доста по-безопасни от съществуващите реактори.
Джобен АЕЦ
Комбинацията от дребен и модулен дизайн е нова за нуклеарната енергетика. Преди десетилетия първите нуклеарни централи бяха дребни, тъй като това беше просто границата на нововъзникващите технологии по това време. Концепциите за модулен дизайн тогава участваха в полемиките, тъй като, почтено казано, на този ранен стадий всевъзможни хрумвания бяха обсъждани. Съществуват даже концепции за фамилни седани с нуклеарно зареждане още през 50-те години на предишния век. Често рекламирана като по-гъвкава, мощна опция на възобновимите енергийни източници, преимуществата на нуклеарната сила и до през днешния ден вървят ръка за ръка с нейната неустойчивост. Свързваме нуклеарните реактори по-често с злополучие, в сравнение с с иновация, само че до момента в който доста индустриализирани страни стопират да работят повече с въглищна и обичайни централи, инженерите се надяват, че нови концепции за реактори могат да заздравят позицията на нуклеарната сила в международната енергетика. По-голямото към този момент не е по-добро. Експертите споделят, че бъдещето наподобява като „ многоскоростна “ нуклеарна сила – композиция от обичайни огромни централи и по-малки, по-безопасни мегаватови реактори.
Реактор, планиран от основаната в Орегон енергийна компания NuScale Power, се трансформира в първия дизайн на дребен модулен реактор, утвърден за потребление в Съединени американски щати от Комисията за нуклеарно контролиране, проправяйки пътя за нови централи, които употребяват реактора. Решението не беше тъкмо изненада, защото дизайнът мина окончателната оценка на сигурността през 2020 година, само че това е решаваща стъпка към действителното внедряване на технологията в действителни условия.
Докато някои разработвани SMR разчитат на нови екзотични дизайни, които употребяват разтопени уранови или ториеви соли като гориво, реакторът на NuScale, който е наименуван VOYGR, не се разграничава фрапантно от обичайните пълномащабни съоръжения. Той се основава на дизайн, създаден в Орегонския държавен университет при започване на 2000-те, наименуван „ Многоприложен дребен лек воден реактор “.
Дизайнът се състои от висок 23 метра и необятен 4.5 метра цилиндричен съд за задържане, в който се обитава реакторът. Водата минава през серия от уранови горивни пръти, които генерират топлота посредством реакции на разделяне. След това нагрятата вода се издига нагоре към парогенераторите, които употребяват топлината от водата, с цел да създават прегрята пара. После се употребява за задвижване на турбина, която генерира електричество.
Всеки модул е планиран да генерира 50 мегавата сила, само че компанията възнамерява да комбинира до 12 SMR, с цел да реализира сходни резултати с стандартните нуклеарни централи. SMR идват с нови функционалности за сигурност, предопределени да предотвратят типа бедствия и повреди, които настроиха публичното мнение против нуклеарната сила.
Като начало контролните пръти, употребявани за прекъсване на реакцията на разделяне посредством обвиване на горивните пръти, се държат над ядрото на реактора от електрически мотор. Това значи, че при положение на спиране на електрозахранването те автоматизирано ще паднат на мястото си под силата на гравитацията. Целият реактор също се къпе във воден басейн, който може да води непотребната топлота при положение на повреда. Освен това, посредством потребление на по-малки количества гориво, общото количество създадена топлота е доста понижено.
Надеждата е, че тези спомагателни функционалности за сигурност - съчетани с понижени разноски заради опцията за всеобщо произвеждане на тези реактори във фабрика, а не на място - биха могли да доведат до подем в нуклеарната енергетика. NuScale работи по редица планове в Съединени американски щати, в това число един в щата Айдахо, който е плануван да бъде приключен до 2029 година и втори в Румъния, с което северната ни съседка ще се трансформира в първата европейска страна с сходна апаратура.
Разбира се, това е единствено едната страна на медала
Вече бяха повдигнати въпроси по отношение на това дали SMR в действителност ще дават отговор на условията си като по-евтина и по-безопасна опция на обичайните атомни електроцентрали. Проучване, оповестено в Proceedings of the National Academy of Sciences през май 2022 година, откри, че обратно на изказванията на производителите на SMR, тези по-малки реактори в действителност евентуално ще създават повече радиоактивни боклуци от стандартните съоръжения.
Някои специалисти по нуклеарна сила също по този начин показват, че цената на възобновимата сила като вятърна и слънчева към този момент е по-ниска от тази на нуклеарната сила и продължава да пада бързо. За разлика от това, нуклеарната сила в действителност стана по-скъпа през годините.
SMR могат да костват повече от по-големите нуклеарни централи, тъй като нямат същата спестовност от мащаба. На доктрина това може да се компенсира посредством всеобщо произвеждане, само че единствено в случай че фирмите получат стотици поръчки. Показателно е, че някои комунални услуги към този момент са се отказали от първия план на NuScale заради опасения за разноските.
Най-важното конкретизиране е, че малко евентуално тези нови реактори да бъдат подготвени в точния момент, с цел да допринесат за битката с климатичните промени. Проектите не се чака да бъдат пуснати в употреба до края на десетилетието, а до тогава Международният панел по промените в климата споделя, че към този момент би трябвало да сме създали фрапантни понижения на излъчванията.
Нарастваща конкуренция
NuScale не е единствената компания, която търси минимизиране на дизайна при същата функционалност и сигурност. Базираната в Калифорния започваща компания Oklo подхваща още повече предварителна защита на риска, до точката, в която заобикалят цялото завещание на реакторите с водно изстудяване. Техният модернизиран микрореактор за разделяне може да употребява натрий като охладител (наред с други методи), тъй че не изисква вода. 1,5-мегаватовата централа действа доста като батерия при производството на електричество. Това е самодостатъчна апаратура и може да се поддържа независимо в продължение на 20 години без зареждане с гориво.
Ultra Safe Nuclear Corporation е компания, която употребява по-екстремни подходи от NuScale в опит да тласне мисленето към нови стандарти за сигурност и по-възможни случаи на приложимост. Предложеният дизайн на USNC се основава на ниска енергийна компактност и ниско генериране на топлота след прекъсване, което значи по-малък риск от разтопяване. Енергийният стартъп напомня, че точно неустойчивостта е обричала други нуклеарни старания в предишното.
Технологията има някои мощни поддръжници, не на последно място президентът Джо Байдън, който неотдавна посочи „ новаторската американска технология “ на NuScale, до момента в който обявяваше безплатна помощ за SMR цех, който компанията ще построи в Румъния. Инженерният колос Rolls-Royce също неотдавна разгласи къс лист за местоположението на бъдещата си фабрика за SMR, която ще бъде употребена за построяването на 16 дребни реактора за държавното управление на Обединеното кралство до 2050 година
Остава да се види дали дребните реактори могат да изпълнят обещанието си, само че като се има поради обсегът на климатичното предизвикателство, пред което сме изправени, изследването на всички налични варианти наподобява рационално и не трябва да се подценява.
Ядрената сила може да играе значима роля в декарбонизирането на енергийния бранш, само че реакторите просто са прекомерно скъпи и комплицирани, с цел да бъдат пуснати бързо и от огромен брой оператори. Нов, по-малък реактор може скоро да промени това, откакто получи документ от Комисията за нуклеарно контролиране при започване на месец август 2022 година
Докато страните по света се надпреварват да заменят електроцентралите с изкопаеми горива, дебатът дали нуклеарната сила би трябвало да играе роля се разгорещи. Въпреки че технологията може да обезпечи огромни и надеждни количества безвъглеродна електрическа енергия, опасенията за разноските и сигурността попречват нейното внедряване като решение на климатичната рецесия.
През последните години обаче се появиха редица нови компании, които дават обещание да заобиколят доста от тези опасения, като понижат мащабите на реакторите. Така наречените дребни модулни реактори (SMR) са проектирани да бъдат задоволително дребни, с цел да се построят във фабрика, преди да бъдат изпратени до мястото, където са нужни, което би трябвало доста да понижи разноските. Те също по този начин са проектирани да бъдат доста по-безопасни от съществуващите реактори.
Джобен АЕЦ
Комбинацията от дребен и модулен дизайн е нова за нуклеарната енергетика. Преди десетилетия първите нуклеарни централи бяха дребни, тъй като това беше просто границата на нововъзникващите технологии по това време. Концепциите за модулен дизайн тогава участваха в полемиките, тъй като, почтено казано, на този ранен стадий всевъзможни хрумвания бяха обсъждани. Съществуват даже концепции за фамилни седани с нуклеарно зареждане още през 50-те години на предишния век. Често рекламирана като по-гъвкава, мощна опция на възобновимите енергийни източници, преимуществата на нуклеарната сила и до през днешния ден вървят ръка за ръка с нейната неустойчивост. Свързваме нуклеарните реактори по-често с злополучие, в сравнение с с иновация, само че до момента в който доста индустриализирани страни стопират да работят повече с въглищна и обичайни централи, инженерите се надяват, че нови концепции за реактори могат да заздравят позицията на нуклеарната сила в международната енергетика. По-голямото към този момент не е по-добро. Експертите споделят, че бъдещето наподобява като „ многоскоростна “ нуклеарна сила – композиция от обичайни огромни централи и по-малки, по-безопасни мегаватови реактори.
Реактор, планиран от основаната в Орегон енергийна компания NuScale Power, се трансформира в първия дизайн на дребен модулен реактор, утвърден за потребление в Съединени американски щати от Комисията за нуклеарно контролиране, проправяйки пътя за нови централи, които употребяват реактора. Решението не беше тъкмо изненада, защото дизайнът мина окончателната оценка на сигурността през 2020 година, само че това е решаваща стъпка към действителното внедряване на технологията в действителни условия.
Докато някои разработвани SMR разчитат на нови екзотични дизайни, които употребяват разтопени уранови или ториеви соли като гориво, реакторът на NuScale, който е наименуван VOYGR, не се разграничава фрапантно от обичайните пълномащабни съоръжения. Той се основава на дизайн, създаден в Орегонския държавен университет при започване на 2000-те, наименуван „ Многоприложен дребен лек воден реактор “.
Дизайнът се състои от висок 23 метра и необятен 4.5 метра цилиндричен съд за задържане, в който се обитава реакторът. Водата минава през серия от уранови горивни пръти, които генерират топлота посредством реакции на разделяне. След това нагрятата вода се издига нагоре към парогенераторите, които употребяват топлината от водата, с цел да създават прегрята пара. После се употребява за задвижване на турбина, която генерира електричество.
Всеки модул е планиран да генерира 50 мегавата сила, само че компанията възнамерява да комбинира до 12 SMR, с цел да реализира сходни резултати с стандартните нуклеарни централи. SMR идват с нови функционалности за сигурност, предопределени да предотвратят типа бедствия и повреди, които настроиха публичното мнение против нуклеарната сила.
Като начало контролните пръти, употребявани за прекъсване на реакцията на разделяне посредством обвиване на горивните пръти, се държат над ядрото на реактора от електрически мотор. Това значи, че при положение на спиране на електрозахранването те автоматизирано ще паднат на мястото си под силата на гравитацията. Целият реактор също се къпе във воден басейн, който може да води непотребната топлота при положение на повреда. Освен това, посредством потребление на по-малки количества гориво, общото количество създадена топлота е доста понижено.
Надеждата е, че тези спомагателни функционалности за сигурност - съчетани с понижени разноски заради опцията за всеобщо произвеждане на тези реактори във фабрика, а не на място - биха могли да доведат до подем в нуклеарната енергетика. NuScale работи по редица планове в Съединени американски щати, в това число един в щата Айдахо, който е плануван да бъде приключен до 2029 година и втори в Румъния, с което северната ни съседка ще се трансформира в първата европейска страна с сходна апаратура.
Разбира се, това е единствено едната страна на медала
Вече бяха повдигнати въпроси по отношение на това дали SMR в действителност ще дават отговор на условията си като по-евтина и по-безопасна опция на обичайните атомни електроцентрали. Проучване, оповестено в Proceedings of the National Academy of Sciences през май 2022 година, откри, че обратно на изказванията на производителите на SMR, тези по-малки реактори в действителност евентуално ще създават повече радиоактивни боклуци от стандартните съоръжения.
Някои специалисти по нуклеарна сила също по този начин показват, че цената на възобновимата сила като вятърна и слънчева към този момент е по-ниска от тази на нуклеарната сила и продължава да пада бързо. За разлика от това, нуклеарната сила в действителност стана по-скъпа през годините.
SMR могат да костват повече от по-големите нуклеарни централи, тъй като нямат същата спестовност от мащаба. На доктрина това може да се компенсира посредством всеобщо произвеждане, само че единствено в случай че фирмите получат стотици поръчки. Показателно е, че някои комунални услуги към този момент са се отказали от първия план на NuScale заради опасения за разноските.
Най-важното конкретизиране е, че малко евентуално тези нови реактори да бъдат подготвени в точния момент, с цел да допринесат за битката с климатичните промени. Проектите не се чака да бъдат пуснати в употреба до края на десетилетието, а до тогава Международният панел по промените в климата споделя, че към този момент би трябвало да сме създали фрапантни понижения на излъчванията.
Нарастваща конкуренция
NuScale не е единствената компания, която търси минимизиране на дизайна при същата функционалност и сигурност. Базираната в Калифорния започваща компания Oklo подхваща още повече предварителна защита на риска, до точката, в която заобикалят цялото завещание на реакторите с водно изстудяване. Техният модернизиран микрореактор за разделяне може да употребява натрий като охладител (наред с други методи), тъй че не изисква вода. 1,5-мегаватовата централа действа доста като батерия при производството на електричество. Това е самодостатъчна апаратура и може да се поддържа независимо в продължение на 20 години без зареждане с гориво.
Ultra Safe Nuclear Corporation е компания, която употребява по-екстремни подходи от NuScale в опит да тласне мисленето към нови стандарти за сигурност и по-възможни случаи на приложимост. Предложеният дизайн на USNC се основава на ниска енергийна компактност и ниско генериране на топлота след прекъсване, което значи по-малък риск от разтопяване. Енергийният стартъп напомня, че точно неустойчивостта е обричала други нуклеарни старания в предишното.
Технологията има някои мощни поддръжници, не на последно място президентът Джо Байдън, който неотдавна посочи „ новаторската американска технология “ на NuScale, до момента в който обявяваше безплатна помощ за SMR цех, който компанията ще построи в Румъния. Инженерният колос Rolls-Royce също неотдавна разгласи къс лист за местоположението на бъдещата си фабрика за SMR, която ще бъде употребена за построяването на 16 дребни реактора за държавното управление на Обединеното кралство до 2050 година
Остава да се види дали дребните реактори могат да изпълнят обещанието си, само че като се има поради обсегът на климатичното предизвикателство, пред което сме изправени, изследването на всички налични варианти наподобява рационално и не трябва да се подценява.
Източник: manager.bg
КОМЕНТАРИ