"Ядрената топлина в малки опаковки": Къде се крие еко бъдещето на тежките индустрии?

Първите оператори на миниатюрни ядрени реактори описват работата си като "гъделичкане по опашката на спящ дракон". Това е така заради опасността, свързана с отключването на енергията на атомите.

Тези малки блокове, построени преди повече от половин век в САЩ и Европа, генерират огромни количества топлина за части от секундата, така че учените да могат да изследват ядрените реакции, които обаче могат да имат и ужасяващи последици. Носещи имена като Godiva, Viper и Super Kukla, тези малки реактори никога не са захранвали електрически мрежи. Вместо това те се използват за научни цели. За сравнение - съвременните конвенционални реактори са гигантски и могат да захранват над 1,5 милиона домове всеки.

Ядрената индустрия днес обаче отново поглежда към технологиите за малки модулни реактори (ММР), подтиквана от политици, включително новоизбрания президент на САЩ Джо Байдън и премиера на Великобритания Борис Джонсън, пише Bloomberg. Техните заявки са за решаване на следващото климатично предизвикателство, а именно как да се захранват с топлина, но без замърсяване тежките индустрии за производство на стомана, цимент, стъкло и химикали. Половината от енергията в света отива за производство на топлина, което произвежда 2/5 от световните емисии на въглероден диоксид, показват данни на Международната агенция по енергетика. Тези индустрии понякога се нуждаят от изключително високи температури, което често налага изгарянето на изкопаеми горива.

"Те просто се нуждаят от топлина", коментира Стив Трелфол, изпълнителен директор на Urenco - производител на ядрено гориво. По думите му само във Великобритания има индустриален пазар от 52 милиарда паунда (или 70 милиарда долара) за реактори, които могат да генерират температури, достатъчно високи за производството на керамика, нефтохимикали и стомана. "Това е определена пазарна ниша, но много голяма ниша", допълва той.

Източник: Bloomberg

Малките модулни реактори привличат вниманието на политиците в САЩ и Европа главно заради тяхната гъвкавост. Те могат да доставят постоянен поток от енергия както под формата на топлина, така и на електричество. Малките ядрени мощности могат да помогнат за балансирането на периодичните доставки, идващи от вятърните и слънчевите ферми, като същевременно имат потенциала да помогнат за декарбонизирането на някои от най-мръсните индустрии в света. Точно заради това Великобритания редовно инвестира в проекти за изработването на ММР, а новоизбраният Байдън е на мнение, че малките мощности са един от ключовете за дългосрочната енергийна политика в САЩ.

Някои от най-големите инвеститори и индустриални компании вече работят по различни проекти. По данни на Международната агенция за атомна енергетика (МААЕ) към момента в света се разработват около 67 различни проекта и концепции за малки модулни реактори, които са в различна степен на готовност. А това е около 1/3 повече спрямо преди само две години. Наред с големите ядрени гиганти, проекти за ММР разработват още Rolls-Royce, NuScale Power (подкрепяна от Fluor Corp.), Terrestrial Energy USA и TerraPower, която привлече инвестиции от Бил Гейтс.

Според Анри Пайлер - ръководител на планирането и икономическите изследвания в МААЕ, Виена - живеем в десетилетието, в което ММР ще се докаже като технология.

Университет в САЩ иска да изгради микро ядрен реактор за собствените си енергийни нужди

Осъществяването на проекта ще бъде огромно постижение кактко за учените, така и за глобалната ядрена индустрия

Докато технологията напредва бързо и иновациите са много, икономиката на ММР остава недоказана. Основното предизвикателство е свързано с това да се спечелят достатъчно пари от малък завод, за да се покрие регулаторната тежест, която носи със себе си ядреното съоръжение. Освен това индустрията също така трябва да преодолее схващанията, че технологията е твърде скъпа и сложна, тъй като тя може да бъде значително по-бърза и по-евтина за инсталиране, отколкото при традиционните реактори. Причината - ММР се проектират за масово производство.

Изискванията за индустриална топлина са помогнали да превърнат Канада в глобален център за разработване на ММР, коментира Саймън Нютон - директор по развитието в британската компания Moltex, която работи върху проект за 300-мегаватов модулен реактор за New Brunswick Power. За преработката на суровината до течен нефт за рафинирани продукти са необходими температури над 300 градуса по Целзий. А това би било лесно постижима температура с ММР, поради което различните компании, разработващи малки ядрени мощности, вече виждат как ще изместят производителите на изкопаеми горива във веригите за доставка. "Това е бизнес, при който компаниите няма да успеят да спечелят само малко. Победителите ще приберат милиарди, а губещите ще останат без нищо", казва още Нютон.

Инженерите също така са мнение, че ММР могат ефективно да произвеждат водород - друго вид гориво, което се очертава като предпочитан начин за доставка на топлина за промишлеността. Денонощната наличност на ядрени централи се свързва добре с процеси, които разделят газа от водните молекули, обясни главният изпълнителен директор на Urenco Борис Шухт през септември.

Източник: Bloomberg

"Определено има ниши, които ММР могат да запълнят, но има несигурност дали пазарът някога ще бъде достатъчно голям", казва М.В. Рамана - ядрен физик, който пише за историята на малките модулни реактори в Университета в Принстън. "Ще бъдат построени няколко реактора. Въпросът е дали ще дойде следващият клиент, който да пусне първия реактор онлайн, след като видят разходите и времето, необходимо за получаване."

Скорошният опит предполага, че производителите на ММР могат да се сблъскат със същото превишаване на разходите и закъснения, които измъчват производителите на конвенционалните реактори. Още по-голямо предизвикателство би било убеждаването на индустриите и комуналните услуги да се откажат от евтиния природен газ. Въпреки че индустриите в САЩ биха могли да осигурят достатъчно търсене за до 4 000 малки модулни реактори, едва ли ще могат да си позволят големите предварителни инвестиции, които ще възлизат на стотици милиарди долари според проучване на Националната академия на науките на САЩ. "Използването на този пазар, за да оправдае разработването на програма за фабрично производство на ММР, изглежда особено неправдоподобна стратегия", пишат авторите на доклада.

По този начин и без необходимото съживяване на търсенето на ядрена енергия, учените в САЩ предупреждават, че страната рискува да загуби опита си в изграждането на реактори, оставяйки зад себе си всички тежки уроци, които учените трябваше да научат от "гъделичкането на опашката на дракона" в продължение на вече седем десетилетия.

Защо ядреният сектор на САЩ е в беда?

Усилия за съживяването на сектора са твърде малко и идват твърде късно