Проектировщики АЭС нашли решение, обеспечивающее экологически чистое тепло для промышленности

Теперь атомное тепло в небольших корпусах предоставит крупной промышленности возможность выбора в пользу сбережения климата. Небольшие модульные реакторы ядерной промышленности смогут производить высокие температуры, так необходимые для некоторых из наиболее загрязняющих отраслей.

По сообщению Bloomberg, первые операторы миниатюрных ядерных реакторов описали свою работу как «tickling the tail of a sleeping dragon» (пощекотать хвост спящего дракона) из-за опасности, связанной с высвобождением энергии в атомах.

Агентство пишет, что эти блоки, построенные более полувека назад в США и Европе, генерировали тепловые всплески за доли секунды, чтобы ученые могли измерять ядерные реакции, иногда со смертельными последствиями. Реакторы, носящие такие названия, как Godiva, Viper и Super Kukla, никогда не питали электросети. Вместо этого они проводили исследования, полезные для программ создания ядерного оружия и, в конечном итоге, для коммунальных служб. Для сравнения, современные реакторы огромны: каждый из них может питать свыше 1,5 млн домов.

Сегодня ядерная отрасль снова думает о мелочах, чему подстрекают политики, в том числе новоизбранный президент США Джо Байден и премьер-министр Великобритании Борис Джонсон. Они ищут решение проблемы, связанной с изменением климата: как обеспечить экологически чистое тепло предприятиям, производящим сталь, цемент, стекло и химикаты. По данным International Energy Agency, половина мировой энергии уходит на производство тепла, и на него приходится две пятых мировых выбросов углекислого газа. Этим отраслям иногда требуется температура выше 1000ºC (1800ºF), и чаще всего для достижения этой цели сжигают ископаемое топливо.

Глава производителя ядерного топлива «Urenco Ltd» Стив Трелфолл подсчитал, что только в Великобритании существует промышленный рынок в £52 млрд ($70 млрд) для реакторов, которые могут генерировать температуру, достаточно высокую для производства керамики, стали и в нефтехимии. Он сказал: «Это особый нишевый рынок, но очень большая ниша».

Малые модульные реакторы привлекают внимание политиков в США и Европе благодаря своей универсальности, поскольку могут обеспечивать постоянный поток энергии, как в виде тепла, так и электричества. Электроэнергия помогает сбалансировать прерывистые поставки от ВЭС и СЭС, тепло может помочь обезуглеродить некоторые из самых грязных производств в мире. В прошлом месяце Джонсон выделил £500 млн на разработку SMR в рамках программы «зеленой» экономики, а Байден говорит, что SMR являются одним из ключей к долгосрочной энергополитике в США.

Ряд крупнейших инвесторов и промышленных компаний поддержали эту технологию: проекты реакторов разрабатывались «Rolls-Royce Holdings Plc», «NuScale Power LLC», поддерживаемой «Fluor Corp.», «Terrestrial Energy USA Inc.» и «TerraPower», получившей инвестиции от Билла Гейтса. По данным Международного агентства по атомной энергии, в настоящее время в мире существует 67 уникальных технологий SMR, находящихся на различных этапах разработки. Это примерно на ⅓ больше, чем всего 2 года назад.

Глава отдела планирования и экономических исследований Международного агентства по атомной энергии в Вене Анри Пайлер сказал: «Это десятилетие демонстраций SMR, которые потенциально могут определить лидеров в ожидаемой экономии от серийного производства. Это высокий уровень инноваций».

На данный момент в коммерческой эксплуатации находится только одна установка SMR, установленная на барже у арктического побережья России — ПАТЭС. Это пара 40-мегаваттных блоков, установленных на барже в прошлом году и подключенных к сети. Однако этот проект запоздал на 9 лет и в 6 раз превысил бюджет.

«NuScale» ожидает одобрения одного из своих проектов уже в следующем месяце. «Moltex Energy» планирует построить свой первый солевой реактор в Канаде к 2030 году. Хотя технология быстро развивается, экономические показатели SMR остаются недоказанными. Задача состоит в том, чтобы заработать достаточно денег на небольшом заводе, чтобы оплатить нормативное бремя, которое возникает при любом ядерном предприятии.

Отрасль также должна преодолеть представление о том, что ее технология слишком дорогая и сложная, что в значительной степени оставило ее позади в революции «чистой» энергии. Расходы и многолетние планы постройки, необходимые для строительства традиционного реактора, приводят к снижению цен на ядерную энергию из сети, поскольку цены на энергию ВЭС и СЭС падают. В таких местах, как Великобритания, которая более 10 лет работала над заменой своего устаревшего парка ядерных реакторов, спонсорам, таким как «Electricite de France SA», трудно получить разрешение на строительство новых АЭС.

В то время как современные реакторы для коммунальных предприятий вырабатывают 1500 МВт или более, SMR имеют мощность 300 МВт или меньше и предназначены для массового производства. Идея состоит в том, что стандартизация блоков снижает общую стоимость развертывания, делая технологию более быстрой и дешевой в установке, чем традиционные ядерные реакторы.

Каждый из разработчиков SMR предлагает разные способы получения тепла в результате ядерных реакций. Некоторые компании, такие как британско-голландско-германский консорциум «Urenco», являющийся вторым по величине производителем ядерного топлива в мире, хотят создавать ММР, охлаждаемые газом, а не водой. Другие, такие как «Moltex Energy LLP» и «Terrestrial», используют расплавленную соль для проведения атомного деления. «NuScale» и «Rolls-Royce» просто стремятся уменьшить традиционные реакторы с водой под давлением до меньшего размера.

По словам Саймона Ньютона, директора по развитию британской компании «Moltex», работающей над 300-мегаватным SMR для «New Brunswick Power Corp.», требования к промышленному теплу помогли превратить Канаду в глобальный центр для разработчиков SMR. Необходимы температуры, превышающие 300ºC, чтобы превращать нефтеносные пески в жидкую нефть для использования в нефтепродуктах, от удобрений до фармацевтических препаратов. Разработчики SMR уже оценивают, как вытеснить производителей ископаемого топлива в цепочках поставок.

Ньютон заявил: «Это бизнес, в котором компании не смогут добиться ни малейшего успеха. Победители будут стоить миллиарды, а проигравшие останутся ни с чем».

Источник: https://novostienergetiki.ru/