Minireaktory nadzieją energetyki atomowej?

Niedawno US Nuclear Regulatory Commission (NRC) poinformowała firmę NuScale Energy, że rozpoczęła formalny proces analizy firmowego projektu budowy 600-megawatowej elektrowni atomowej. Elektrownia ma powstać na pustej działce należącej do Idaho National Laboratory i będzie składała się z 12 miniaturowych reaktorów (SMR, Small Modular Reactor).
Przyjęcie projektu do rozpatrzenia przez NRC oznacza, że SMR są pierwszą od kilkudziesięciu lat nową architekturą reaktora atomowego, która znajduje się w tak zaawansowanej fazie procedur NRC. Wielu ma nadzieję, że miniaturowe reaktory tchną nowe życie w przeżywającą kryzys energetykę atomową.

Projekt NuScale nie jest jedynym. Z dokumentów Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej wynika, że na całym świecie w różnych fazach rozwoju i planowania znajduje się około 50 różnych projektów SMR. Cztery takie projekty są obecnie realizowane w Argentynie, Rosji i Chinach. Jeśli projekty minireaktorów się sprawdzą, może czekać nas ponowny rozwój energetyki atomowej. Miniaturowe reaktory powinny być tańsze w budowie i bezpieczniejsze użytkowaniu niż obecnie wykorzystywane wielkie kosztowne konstrukcje. Wciąż jednak nie wiadomo, czy byłyby one ekonomicznie opłacalne w codziennej pracy. Ponadto budowa na całym świecie olbrzymiej liczby niewielkich reaktorów wiązałaby się ze zwiększonym ryzykiem wpadnięcia materiałów rozszczepialnych w niepowołane ręce.

Olbrzymią zaletą niewielkich reaktorów jest możliwość budowy ich w fabrykach i dostarczania na miejsce oraz związana z tym elastyczność. Zapewniają one też sporą elastyczność, gdyż liczbę minireaktorów łatwo dostosować do lokalnego zapotrzebowania na energię. Energia atomowa mogłaby też wówczas trafić na mniejsze rynki, znalazłaby też zastosowania przemysłowe i wojskowe tam, gdzie stawianie wielkiego reaktora nie ma ekonomicznego uzasadnienia.

Jednak korzyścią, jaką osiągnięto by najszybciej, byłaby sama możliwość budowania mini elektrowni. Obecnie powstaje coraz mniej elektrowni atomowych m.in. dlatego, że bardzo trudno jest zebrać odpowiednie środki. Tymczasem 50-megawatowe moduły NuScale byłyby niezwykle tanie w porównaniu z tradycyjną elektrownią. Nawet większa instalacja powinna być niezwykle atrakcyjna cenowo.

NuScale przewiduje, że wspomniana na wstępie elektrownia o mocy 600 MW składająca się z 12 minireaktorów będzie kosztowała około 3 miliardów dolarów. Tymczasem elektrownia Vogthle w Georgii, która składa się z dwóch reaktorów o mocy 1200 MW każdy, miała kosztować 14 miliardów USD, a jej rzeczywisty koszt przekroczył 20 miliardów.

Budowana właśnie elektrownia NuScale ma rozpocząć pracę w 2026 roku. To wciąż sporo czasu, jednak kolejne budowy będą trwały znacznie krócej, gdyż firma będzie już dysponowała łańcuchem dostaw i współpracującymi z nią podwykonawcami.
Każdy z modułów NuScale ma 22,5 metra wysokości i 4,5 metra szerokości. Składa się z trzech części, które łatwo można przetransportować ciężarówką, pociągiem czy na barce. Projekt NuScale to zminiaturyzowane reaktory wodne ciśnieniowe z nowymi mechanizmami bezpieczeństwa. Reaktory takie mogą być np. umieszczane pod ziemią w zbiorniku wodnym, którym działa jednocześnie jak chłodziwo. W takim wypadku nie potrzeba pomp, rur i innych zbiorników. Projekt wykorzystuje też pasywny system bezpieczeństwa, który wyłącza reaktor i schładza go bez ludzkiej interwencji.

Reaktory NuScale mają szansę być jednymi z pierwszych na rynku. Wiele konkurencyjnych rozwiązań proponuje bowiem zastosowanie technologii czwartej generacji, wykorzystujących m.in. stopione sole czy gaz o wysokiej temperaturze. Technologie takie są jednak trudniejsze do zrealizowania z technicznego punktu widzenia, jako nowe rozwiązania będą podlegały dokładniejszemu przeglądowi ze strony urzędów regulujących, przez co ich rozwój może być powolniejszy.

Nic jednak nie jest przesądzone. Konkurencja, szczególnie ze strony taniego gazu, jest tak duża, że niektórzy wielcy inwestorzy wycofali się z rynku SMR. Koszt na megawatogodzinę wcale nie musi być niższy tylko dlatego, że wybuduje się mniejszy reaktor. Obniżenia kosztów trzeba szukać gdzie indziej – mówi Ryan Fitzpatrick odpowiedzialny za program czystej energii w think-tanku Third Way.

NuScale Energy reaktor atomowy minireaktor