Małe reaktory modułowe: początek wielkich zmian w energetyce jądrowej

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• 31 maja 2024 r.

Podsumowanie spostrzeżeń

Małe reaktory modułowe (SMR) stanowią mniejszą, łatwiejszą do dostosowania alternatywę dla tradycyjnych reaktorów jądrowych, mogącą zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla na całym świecie. Ich konstrukcja umożliwia montaż w fabryce i łatwy transport do miejsc instalacji, co czyni je idealnymi do odległych lokalizacji i przyczynia się do szybszych i mniej kosztownych projektów budowlanych. Funkcje bezpieczeństwa tej technologii, oszczędność paliwa oraz potencjał elektryfikacji obszarów wiejskich i zasilania awaryjnego wyznaczają znaczącą zmianę w podejściu krajów do wytwarzania czystej energii, dostosowywania przepisów i łańcucha dostaw energii jądrowej.

Kontekst małych reaktorów modułowych

W przeciwieństwie do swoich większych odpowiedników, reaktory SMR mają moc do 300 megawatów energii elektrycznej (MW(e)) na jednostkę, co stanowi mniej więcej jedną trzecią mocy wytwórczej konwencjonalnych reaktorów jądrowych. Ich konstrukcja umożliwia montaż komponentów i systemów w fabryce i transport na miejsce instalacji jako całość. Ta modułowość i przenośność sprawiają, że SMR można dostosować do lokalizacji nieodpowiednich dla większych reaktorów, zwiększając ich wykonalność oraz skracając czas i koszty budowy.

Jednym z najbardziej fascynujących aspektów SMR jest ich potencjał w zakresie dostarczania niskoemisyjnej energii elektrycznej na obszarach o ograniczonej infrastrukturze lub w odległych lokalizacjach. Ich mniejsza moc wyjściowa dobrze komponuje się z istniejącymi sieciami lub lokalizacjami poza siecią, dzięki czemu szczególnie nadają się do elektryfikacji obszarów wiejskich i stanowią niezawodne źródło energii w sytuacjach awaryjnych. Mikroreaktory, podzbiór SMR o mocy wytwarzania energii zwykle do 10 MW(e), są szczególnie odpowiednie dla małych społeczności lub odległych gałęzi przemysłu.

Funkcje bezpieczeństwa i efektywność paliwowa reaktorów SMR dodatkowo odróżniają je od tradycyjnych reaktorów. Ich projekty często opierają się bardziej na pasywnych systemach bezpieczeństwa, które nie wymagają interwencji człowieka, minimalizując ryzyko uwolnienia substancji radioaktywnych w razie wypadku. Ponadto SMR mogą wymagać rzadszego tankowania, a niektóre konstrukcje działają nawet przez 30 lat bez nowego paliwa. 

Zakłócający wpływ

Kraje na całym świecie aktywnie wykorzystują technologię SMR w celu zwiększenia swojego bezpieczeństwa energetycznego, ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i wspierania wzrostu gospodarczego. Rosja uruchomiła pierwszą na świecie pływającą elektrownię jądrową, demonstrując wszechstronność SMR, podczas gdy Kanada koncentruje się na wspólnych wysiłkach badawczo-rozwojowych w celu włączenia SMR do swojej strategii czystej energii. W Stanach Zjednoczonych wsparcie federalne i postępy regulacyjne ułatwiają projektom takim jak projekt SMR firmy NuScale Power dywersyfikację możliwości zastosowań, takich jak wytwarzanie energii i procesy przemysłowe. Ponadto Argentyna, Chiny, Korea Południowa i Wielka Brytania badają technologię SMR, aby spełnić swoje cele środowiskowe i potrzeby energetyczne. 

Organy regulacyjne muszą dostosować obecne ramy, aby uwzględnić unikalne cechy SMR, takie jak ich modułowa konstrukcja i potencjał elastyczności lokalizacji. Ramy te mogą obejmować opracowanie nowych norm bezpieczeństwa, procedur wydawania licencji i mechanizmów nadzoru dostosowanych do specyficznych cech SMR. Dodatkowo międzynarodowa współpraca w zakresie badań, rozwoju i standaryzacji technologii SMR może przyspieszyć ich wdrażanie i integrację z globalnym systemem energetycznym.

Firmy zaangażowane w jądrowy łańcuch dostaw mogą doświadczyć zwiększonego zapotrzebowania na komponenty modułowe, które można wydajniej produkować w warunkach fabrycznych, a następnie transportować na miejsca montażu. To modułowe podejście może prowadzić do krótszych terminów budowy i niższych kosztów kapitałowych, dzięki czemu projekty dotyczące energii jądrowej będą bardziej atrakcyjne finansowo dla inwestorów i przedsiębiorstw użyteczności publicznej. Co więcej, branże wymagające niezawodnego źródła ciepła procesowego, takie jak zakłady odsalania i produkcja chemiczna, mogłyby skorzystać na wysokiej temperaturze wyjściowej określonych projektów SMR, otwierając nowe możliwości w zakresie wydajności przemysłowej i zrównoważenia środowiskowego.

Implikacje małych reaktorów modułowych

Szersze konsekwencje SMR mogą obejmować: 

• Zwiększona stabilność sieci na obszarach odległych i wiejskich, zmniejszenie zależności od generatorów diesla i promowanie równości energetycznej.
• Zmiana możliwości zatrudnienia w kierunku produkcji zaawansowanych technologii i operacji nuklearnych, wymagająca nowych umiejętności i programów szkoleniowych.
• Obniżone bariery wejścia dla krajów pragnących wdrożyć energię jądrową, demokratyzując dostęp do technologii czystej energii.
• Zwiększony lokalny sprzeciw wobec projektów nuklearnych ze względów bezpieczeństwa i kwestii związanych z gospodarką odpadami, co wymaga zaangażowania społeczności i przejrzystej komunikacji.
• Bardziej elastyczne systemy energetyczne, które można łatwo zintegrować ze źródłami odnawialnymi, co prowadzi do bardziej odpornej infrastruktury energetycznej.
• Rządy dokonują przeglądu polityk energetycznych w celu uwzględnienia strategii wdrażania SMR, kładąc nacisk na niskoemisyjne źródła energii.
• Zmiany w sposobie użytkowania gruntów – SMR wymagają mniej miejsca niż tradycyjne elektrownie lub duże instalacje OZE.
• Nowe modele finansowania projektów energetycznych, napędzane obniżonymi kosztami kapitałowymi i skalowalnością SMR.
• Zwiększone badania i rozwój w zakresie zaawansowanych technologii nuklearnych, pobudzone doświadczeniami operacyjnymi i danymi zebranymi podczas wdrożeń SMR.

Pytania do rozważenia

• W jaki sposób wymogi SMR mogą rozwiązać problemy związane z bezpieczeństwem i gospodarką odpadami związane z energią jądrową?
• Jaką rolę mogą odegrać jednostki w kształtowaniu polityki publicznej i opinii na temat energii jądrowej i wdrażania SMR?