Έρχεται ιστορική επανάσταση στην πυρηνική ενέργεια – Οι μικροί αντιδραστήρες «υπόσχονται» να είναι παντού…
Ωστόσο, οι πολυετείς διαδικασίες ρυθμιστικής έγκρισης, η έλλειψη κεφαλαίων και οι χρόνιες υπερβάσεις κόστους κατά την κατασκευή νέων εργοστασίων έχουν κάνει τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας να διστάζουν να κατασκευάσουν.
Για πολλούς στη βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας, ένας τρόπος αντιμετώπισης αυτών των ζητημάτων είναι να γίνουν μικρότεροι…, σύμφωνα με αρκετούς αναλυτές που μίλησαν στο AP.
Οι μικροί αρθρωτοί αντιδραστήρες (SMR) είναι πυρηνικοί αντιδραστήρες που συναρμολογούνται από προκατασκευασμένα εξαρτήματα, τα οποία έχουν γενικά μέγεθος 300 μεγαβάτ ή λιγότερο.
Έχουν σχεδιαστεί για να είναι φθηνότεροι και πιο ευέλικτοι από τους πυρηνικούς σταθμούς μεγαλύτερης κλίμακας, με βελτιωμένα χαρακτηριστικά ασφαλείας, όπως η τεχνολογία αυτόματου τερματισμού λειτουργίας.
Σε αντίθεση με τους περισσότερους υπάρχοντες πυρηνικούς αντιδραστήρες, οι οποίοι έχουν σχεδιαστεί μοναδικά για κάθε τοποθεσία, οι SMR προσφέρουν τη δυνατότητα να επιταχύνουν τις ρυθμιστικές εγκρίσεις και τον χρόνο κατασκευής, μειώνοντας σημαντικά το κόστος.
«Φέρνουν περισσότερη ρυθμιστική βεβαιότητα και μια ικανότητα να περάσει αυτή η διαδικασία πολύ πιο γρήγορα», δήλωσε ο Todd Abrajano, Διευθύνων Σύμβουλος του Συμβουλίου Πυρηνικής Βιομηχανίας των ΗΠΑ, μιας ομάδας υπεράσπισης του κλάδου.
«Το γεγονός ότι αυτά τα σχέδια μπορούν να είναι αρθρωτά», είπε ο Abrajano, «ότι το μεγαλύτερο μέρος της κατασκευής μπορεί να γίνει σε ένα εργοστάσιο, και στη συνέχεια να συναρμολογηθεί στο εργοτάξιο, απαιτεί πολύ λιγότερη εργασία και πολύ λιγότερο προσαρμοσμένο σχεδιασμό».
Σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE), λόγω του μικρότερου μεγέθους των SMR, απαιτούν λιγότερο κεφάλαιο για την κατασκευή τους και μπορούν να τοποθετηθούν σε τοποθεσίες που δεν είναι δυνατές για μεγαλύτερους πυρηνικούς σταθμούς.
«Συνεπώς, το Υπουργείο έχει παράσχει ουσιαστική υποστήριξη στην ανάπτυξη ελαφρών υδρόψυκτων SMR, τα οποία βρίσκονται υπό εξέταση αδειοδότησης από την Πυρηνική Ρυθμιστική Επιτροπή (NRC) και πιθανότατα θα αναπτυχθούν στα τέλη της δεκαετίας του 2020 έως τις αρχές της δεκαετίας του 2030», σύμφωνα με το Γραφείο του DOE.
Το προβάδισμα Ρωσίας και Κίνας
Ενώ η Ρωσία και η Κίνα έχουν αναλάβει το προβάδισμα ως οι μόνες χώρες που διαθέτουν επί του παρόντος SMR, τα δυτικά έθνη αγωνίζονται να καλύψουν τη διαφορά, οραματίζονται τεράστιες νέες αγορές τόσο για την εγχώρια παραγωγή ενέργειας όσο και για τις εξαγωγές.
Σήμερα, υπάρχουν περισσότερα από 80 σχέδια SMR σε ανάπτυξη σε 19 χώρες, συμπεριλαμβανομένων των Ηνωμένων Πολιτειών, του Ηνωμένου Βασιλείου, του Καναδά, της Ιαπωνίας και της Νότιας Κορέας, σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ατομικής Ενέργειας.
Μια έκθεση της Natural Resources Canada προβλέπει ότι η παγκόσμια αγορά SMRs θα μπορούσε να ξεπεράσει τα 150 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2040.
Σύμφωνα με την Valuates, μια εταιρεία ανάλυσης αγοράς, η παγκόσμια αγορά για SMRs ήταν 4,13 δισεκατομμύρια δολάρια το 2023 και προβλέπεται να φτάσει τα 10,23 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2030, δηλαδή ένας ετήσιος ρυθμός ανάπτυξης περίπου 14%.
Τον Μάρτιο του 2023, η GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) ανακοίνωσε ότι το μοντέλο SMR της BWRX-300 «πέτυχε ένα σημαντικό ορόσημο πριν από την αδειοδότηση» προς την ρυθμιστική έγκριση στον Καναδά και ότι η ανάπτυξη αυτού του μοντέλου βρίσκεται σε διάφορα στάδια σχεδιασμού ή συμβάσεων στον Εσθονία, Πολωνία, καθώς και Ηνωμένες Πολιτείες.
Ιδιωτικές Εταιρείες, Στρατιωτικά Θέλουν SMR
Ενώ η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ήταν μέχρι σήμερα ο τομέας των ηλεκτρικών επιχειρήσεων κοινής ωφελείας, τα SMR ενδέχεται επίσης να δουν τη ζήτηση από ιδιωτικές εταιρείες.
Όλο και περισσότερο, οι εταιρείες τεχνολογίας υπογράφουν συμβάσεις για να εξασφαλίσουν μια σταθερή, αξιόπιστη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας και συχνά επιλέγουν την πυρηνική ενέργεια ως αυτή την πηγή.
Τον Σεπτέμβριο, η Microsoft υπέγραψε συμφωνία με την Constellation Energy για την επανεκκίνηση του αντιδραστήρα Unit 1 στο Three Mile Island, ο οποίος έκλεισε περίφημα τον αντιδραστήρα Unit 2 μετά από ένα λειτουργικό ατύχημα το 1979.
Αυτός ο αντιδραστήρας θα παρέχει ενέργεια αποκλειστικά στη Microsoft για τα επόμενα 20 χρόνια.
Και ενώ το Three Mile Island χρησιμοποιεί αντιδραστήρες τυπικού μεγέθους, άλλες εταιρείες τεχνολογίας αναζητούν SMR για να τροφοδοτήσουν τα κέντρα δεδομένων τους, συμπεριλαμβανομένων των Amazon και Google.
Οι εταιρείες πετρελαίου και φυσικού αερίου, οι εταιρείες χάλυβα και οι εταιρείες χημικών είναι επίσης δυνητικοί πελάτες.
Τον Μάρτιο του 2023, η Dow και η X-energy υπέγραψαν κοινή συμφωνία ανάπτυξης για την εγκατάσταση ενός SMR στη βιομηχανική τοποθεσία Seadrift της εταιρείας στο Τέξας.
Τα SMR είναι η ιδανική επιλογή για εταιρείες που θέλουν μια μικρότερη, αποκλειστική πηγή ενέργειας επιτόπου σε αντίθεση με το να εξαρτώνται από το ηλεκτρικό δίκτυο.
Ωστόσο, αυτές οι εταιρείες συνήθως δεν διαθέτουν την τεχνογνωσία για τη λειτουργία μονάδων, ούτε θέλουν να αναλάβουν την ευθύνη για τη διάθεση των απορριμμάτων ή να αναλάβουν την ευθύνη που συνεπάγεται η ιδιοκτησία ενός πυρηνικού αντιδραστήρα.
«Το μόνο πράγμα που ακούω συνεχώς από τελικούς χρήστες βιομηχανικών εφαρμογών είναι ότι δεν θέλουν να κατέχουν και να λειτουργούν πυρηνικό εργοστάσιο», είπε ο Abrajano.
Ο στρατός είναι μια άλλη αγορά για τα SMR
Ένα ενημερωτικό δελτίο του Λευκού Οίκου που εκδόθηκε στις 29 Μαΐου ανέφερε: «Οι μικροί σπονδυλωτοί πυρηνικοί αντιδραστήρες και μικροαντιδραστήρες μπορούν να παρέχουν στις αμυντικές εγκαταστάσεις ανθεκτική ενέργεια για αρκετά χρόνια εν μέσω της απειλής φυσικών ή κυβερνοεπιθέσεων, ακραίων καιρικών συνθηκών, βιολογικών απειλών πανδημίας και άλλων αναδυόμενων προκλήσεων που μπορούν όλα να διαταράξουν τις εμπορικές ενεργειακά δίκτυα».
Ενώ οι SMR μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παροχή αδιάλειπτης ισχύος σε μεγάλες στρατιωτικές βάσεις, οι μικροαντιδραστήρες μπορούν να προωθήσουν τις βάσεις λειτουργίας.
Οι μικροαντιδραστήρες χρησιμοποιούνται επί του παρόντος για υποβρύχια και αεροπλανοφόρα και μπορούν να μεταφερθούν σε φορτηγό 18 τροχών.
Η φορητότητα των SMR και των μικροαντιδραστήρων σημαίνει ότι θα μπορούσαν να μεταφερθούν σε τοποθεσίες φυσικών καταστροφών που έχουν χάσει την ισχύ τους.
Ενώ το δίκτυο αποκαθίσταται, μικρότεροι αντιδραστήρες μπορούν να τροφοδοτήσουν βασικές εγκαταστάσεις όπως νοσοκομεία και παντοπωλεία.
Όσον αφορά τις ρυθμιστικές εγκρίσεις, η βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας αναμένει μια ταχύτερη διαδικασία λόγω μιας νέας δικομματικής συναίνεσης, στην οποία η αριστερά θεωρεί την πυρηνική ενέργεια ως πηγή ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα και οι συντηρητικοί τη θεωρούν ως μέσο παροχής συνεχούς ισχύος βασικού φορτίου για την αντιμετώπιση της κλιμάκωσης ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας.
Τόσο οι κυβερνήσεις Biden όσο και ο Trump υποστήριξαν την πυρηνική ενέργεια και το Κογκρέσο πρόσφατα έριξε την υποστήριξή του και στη βιομηχανία.
Εξορθολογισμός της διαδικασίας έγκρισης
Τον Ιούλιο, ο νόμος για την επιτάχυνση της ευέλικτης, προηγμένης πυρηνικής ενέργειας για καθαρή ενέργεια (ADVANCE) υπογράφηκε σε νόμο και έχει σχεδιαστεί για να εξορθολογίσει τη διαδικασία έγκρισης στην Ρυθμιστική Επιτροπή Πυρηνικών (NRC) για νέους πυρηνικούς σταθμούς.
Δύο ζητήματα που έχουν ταλαιπωρήσει τη βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας είναι η πολυετής διαδικασία λήψης ρυθμιστικών εγκρίσεων και οι κατασκευές που υπερβαίνουν χρόνια τον προϋπολογισμό και τις προθεσμίες μόλις τεθούν σε ισχύ οι εγκρίσεις.
Μεταξύ των λίγων πρόσφατων πυρηνικών αντιδραστήρων που θα κατασκευαστούν στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι μονάδες 3 και 4 του εργοστασίου Vogtle στη Γεωργία ξεκίνησαν εμπορικές δραστηριότητες τον Ιούλιο του 2023 και τον Απρίλιο του 2024, αντίστοιχα.
Αυτοί οι αντιδραστήρες, σχεδιασμένοι από την Westinghouse, κατασκευάστηκαν με μονάδες που κατασκευάστηκαν εκτός του χώρου και στη συνέχεια συναρμολογήθηκαν επί τόπου, αλλά ολοκληρώθηκαν επτά χρόνια πίσω από το χρονοδιάγραμμα και ξεπέρασαν τον προϋπολογισμό τους 17 δισεκατομμύρια δολάρια.
Μαζί με τις Μονάδες 1 και 2, αποτελούν τον μεγαλύτερο πυρηνικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργεί στην Αμερική και παρέχουν μια εξαιρετικά πυκνή, αξιόπιστη και χωρίς άνθρακα πηγή ενέργειας.
Συγκριτικά, ένα αιολικό πάρκο που θα μπορούσε να παράγει την ίδια ποσότητα ενέργειας με το εργοστάσιο Vogtle θα κάλυπτε μια περιοχή μεγαλύτερη από 1.000 τετραγωνικά μίλια, με συντελεστή χωρητικότητας – την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει στην πραγματικότητα ως κλάσμα της εγκατεστημένης ισχύος του – περίπου το ένα τρίτο αυτού ενός πυρηνικού σταθμού, λόγω της εξάρτησής του από τις καιρικές συνθήκες.
Σύμφωνα με τον Abrajano, ο μέσος χρόνος για την έγκριση νέων πυρηνικών σταθμών από το NRC ήταν περίπου πέντε χρόνια, αλλά εκτιμά ότι, με την ψήφιση του νόμου ADVANCE, οι ρυθμιστικές εγκρίσεις θα μπορούσαν να ολοκληρωθούν εντός 18 έως 24 μηνών.
Τα νέα, αρθρωτά σχέδια λαμβάνουν ήδη γρήγορα εγκρίσεις.
Τον Δεκέμβριο του 2023, ένα αρθρωτό εργοστάσιο που κατασκευάστηκε από την Kairos Power στο Oak Ridge του Τενεσί, έλαβε ρυθμιστική έγκριση σε λίγο περισσότερο από δύο χρόνια.
Αυτό το εργοστάσιο, που ονομάζεται Hermes, είναι ένας αντιδραστήρας χαμηλής ισχύος που χρησιμοποιεί ένα σχέδιο με βότσαλο καυσίμου TRISO με ψυκτικό λιωμένο άλας φθορίου και αναμένεται να λειτουργήσει έως το 2027.
Κίνα vs ΗΠΑ
Καθώς η βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας προετοιμάζεται για να φέρει αυτή τη νέα τεχνολογία στην αγορά σε κλίμακα, αξιολογεί επίσης εάν έχει ακόμα τη φυσική υποδομή και το ανθρώπινο ταλέντο που χρειάζεται, ιδιαίτερα δεδομένου ότι η Αμερική έχει κατασκευάσει λίγους νέους πυρηνικούς σταθμούς τα τελευταία 50 χρόνια .
Παρά τις αρχικές φιλοδοξίες της δεκαετίας του 1970 να κατασκευαστούν έως και χίλιοι πυρηνικοί σταθμοί στις Ηνωμένες Πολιτείες, μόνο 54 εργοστάσια, που περιέχουν 94 πυρηνικούς αντιδραστήρες, λειτουργούν επί του παρόντος, με μέση ηλικία τα 42 έτη.
Αντίθετα, η Κίνα προχωρά επιθετικά προς την ανάπτυξη του πυρηνικού της στόλου.
Την τελευταία δεκαετία, η Κίνα πρόσθεσε περισσότερα από 34 γιγαβάτ δυναμικότητας πυρηνικής ενέργειας.
Τώρα διαθέτει 55 αντιδραστήρες σε λειτουργία, με 23 επιπλέον αντιδραστήρες υπό κατασκευή, σύμφωνα με έκθεση της Υπηρεσίας Ενεργειακών Πληροφοριών των ΗΠΑ (EIA).
«Οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν τον μεγαλύτερο πυρηνικό στόλο, με 94 αντιδραστήρες, αλλά χρειάστηκαν σχεδόν 40 χρόνια για να προσθέσουν την ίδια ικανότητα πυρηνικής ενέργειας που προσέθεσε η Κίνα σε 10 χρόνια», αναφέρει η έκθεση.
Διαθέτουν οι ΗΠΑ τους πόρους για παραγωγή;
Οι εμπειρογνώμονες της βιομηχανίας των ΗΠΑ λένε ότι, με τόση μεγάλη παραγωγή, συμπεριλαμβανομένων βασικών στοιχείων ενεργειακής υποδομής όπως μετασχηματιστές, που υπάρχουν σε μεγάλο βαθμό εκτός των Ηνωμένων Πολιτειών, η πυρηνική βιομηχανία δεν διαθέτει επί του παρόντος τους πόρους που χρειάζεται για να παράγει σε κλίμακα.
Από τους 10 κορυφαίους κατασκευαστές μετασχηματιστών, η General Electric είναι η μόνη που εδρεύει στις Ηνωμένες Πολιτείες.
«Έχουμε ακόμα πολλή κατασκευή, καθώς σχετίζεται με τη δουλειά που γίνεται στο SpaceX, και θα έλεγα ότι παράγουμε ακόμα πολλά όσον αφορά την κατασκευή κινητήρων», δήλωσε ο Τζούλιαν Έντουαρντς, επικεφαλής ανάπτυξης της The Nuclear Company.
«Και βλέπετε μια αύξηση των χρημάτων επιχορήγησης που προέρχονται από το Υπουργείο Ενέργειας για να εξυπηρετήσουν τα πανεπιστήμια καθώς επενδύουν περισσότερο στην πυρηνική μηχανική και στους γύρω λειτουργικούς τομείς μηχανικής, όπως υλικά και χημικά και μηχανικά».
Η Nuclear Company σχεδιάζει να κατασκευάσει πυρηνικούς σταθμούς σύμφωνα με ένα «μοντέλο κλίμακας στόλου [που] συνδυάζει τη χρήση αποδεδειγμένης, αδειοδοτημένης τεχνολογίας και μια προσέγγιση σχεδιασμού, κατασκευής πολλών», αναφέρει ένα δελτίο τύπου της εταιρείας.
www.bankingnews.gr