เครื่องปฏิกรณ์แบบแยกส่วนขนาดเล็ก: จุดประกายการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในพลังงานนิวเคลียร์

• เขียนโดย:
• ชื่อผู้เขียน

  มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
• May 31, 2024

สรุปข้อมูลเชิงลึก

เครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก (SMR) เป็นทางเลือกที่เล็กกว่าและปรับเปลี่ยนได้ง่ายกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบดั้งเดิม โดยมีความสามารถในการเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั่วโลก การออกแบบช่วยให้ประกอบโรงงานและขนส่งไปยังสถานที่ติดตั้งได้ง่าย ทำให้เหมาะสำหรับสถานที่ห่างไกลและช่วยให้โครงการก่อสร้างเร็วขึ้นและมีค่าใช้จ่ายน้อยลง คุณลักษณะด้านความปลอดภัย ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง และศักยภาพของเทคโนโลยีนี้ในการใช้พลังงานไฟฟ้าในชนบทและการจ่ายพลังงานฉุกเฉิน ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในแนวทางการผลิตพลังงานสะอาดของประเทศต่างๆ การปรับเปลี่ยนตามกฎระเบียบ และห่วงโซ่อุปทานนิวเคลียร์

บริบทเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก

ต่างจากเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ SMR มีกำลังการผลิตไฟฟ้าสูงถึง 300 เมกะวัตต์ (MW(e)) ต่อหน่วย หรือประมาณหนึ่งในสามของกำลังการผลิตของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบธรรมดา การออกแบบช่วยให้สามารถประกอบส่วนประกอบและระบบในโรงงานและขนส่งไปยังสถานที่ติดตั้งเป็นหน่วยเดียว ความเป็นโมดูลาร์และความสามารถในการพกพาได้ทำให้ SMR สามารถปรับให้เข้ากับสถานที่ที่ไม่เหมาะสมสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ ช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ และลดเวลาและต้นทุนในการก่อสร้าง

ด้านหนึ่งที่น่าสนใจที่สุดของ SMR คือศักยภาพในการจัดหาไฟฟ้าคาร์บอนต่ำในพื้นที่ที่มีโครงสร้างพื้นฐานที่จำกัดหรือสถานที่ห่างไกล เอาต์พุตที่มีขนาดเล็กเข้ากันได้ดีกับกริดที่มีอยู่หรือตำแหน่งนอกกริด ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตไฟฟ้าในชนบทและแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้ในกรณีฉุกเฉิน เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กซึ่งเป็นชุดย่อยของ SMR ที่มีกำลังการผลิตไฟฟ้าโดยทั่วไปสูงถึง 10 MW(e) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชุมชนขนาดเล็กหรืออุตสาหกรรมห่างไกล

คุณลักษณะด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของ SMR ทำให้เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้แตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์แบบดั้งเดิมมากขึ้น การออกแบบมักจะอาศัยระบบความปลอดภัยเชิงรับที่ไม่ต้องมีการแทรกแซงของมนุษย์มากกว่า ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการปล่อยสารกัมมันตภาพรังสีในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ นอกจากนี้ SMR อาจต้องการการเติมเชื้อเพลิงไม่บ่อยนัก โดยการออกแบบบางอย่างอาจใช้งานได้นานถึง 30 ปีโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงใหม่ 

ผลกระทบก่อกวน

ประเทศต่างๆ ทั่วโลกติดตามเทคโนโลยี SMR อย่างแข็งขันเพื่อเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงาน ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน และส่งเสริมการเติบโตทางเศรษฐกิจ รัสเซียได้ดำเนินการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำแห่งแรกของโลก โดยแสดงให้เห็นถึงความอเนกประสงค์ของ SMR ในขณะที่แคนาดามุ่งเน้นไปที่การวิจัยและการพัฒนาร่วมกันเพื่อบูรณาการ SMR เข้ากับกลยุทธ์พลังงานสะอาด ในสหรัฐอเมริกา การสนับสนุนจากรัฐบาลกลางและความก้าวหน้าด้านกฎระเบียบกำลังอำนวยความสะดวกให้กับโครงการต่างๆ เช่น การออกแบบ SMR ของ NuScale Power เพื่อกระจายความเป็นไปได้ในการใช้งาน เช่น การผลิตไฟฟ้าและกระบวนการทางอุตสาหกรรม นอกจากนี้ อาร์เจนตินา จีน เกาหลีใต้ และสหราชอาณาจักรกำลังสำรวจเทคโนโลยี SMR เพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อมและความต้องการพลังงาน 

หน่วยงานกำกับดูแลจำเป็นต้องปรับกรอบการทำงานปัจจุบันเพื่อรองรับคุณลักษณะเฉพาะของ SMR เช่น โครงสร้างแบบโมดูลาร์ และศักยภาพในความยืดหยุ่นของสถานที่ กรอบการทำงานเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับการพัฒนามาตรฐานความปลอดภัยใหม่ ขั้นตอนการออกใบอนุญาต และกลไกการกำกับดูแลที่ปรับให้เหมาะกับลักษณะเฉพาะของ SMR นอกจากนี้ ความร่วมมือระหว่างประเทศในด้านการวิจัย การพัฒนา และการกำหนดมาตรฐานของเทคโนโลยี SMR สามารถเร่งการใช้งานและการบูรณาการเข้ากับระบบพลังงานทั่วโลก

บริษัทที่เกี่ยวข้องกับห่วงโซ่อุปทานนิวเคลียร์อาจพบกับความต้องการส่วนประกอบแบบโมดูลาร์ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในโรงงาน จากนั้นจึงขนส่งไปยังสถานที่ประกอบชิ้นส่วน วิธีการแบบแยกส่วนนี้สามารถนำไปสู่ระยะเวลาการก่อสร้างที่สั้นลงและต้นทุนเงินทุนที่ลดลง ทำให้โครงการพลังงานนิวเคลียร์มีความน่าสนใจทางการเงินมากขึ้นสำหรับนักลงทุนและบริษัทสาธารณูปโภค นอกจากนี้ อุตสาหกรรมที่ต้องการแหล่งความร้อนในกระบวนการที่เชื่อถือได้ เช่น โรงกลั่นน้ำทะเลและการผลิตสารเคมี จะได้รับประโยชน์จากผลผลิตที่อุณหภูมิสูงของการออกแบบ SMR เฉพาะเจาะจง ซึ่งเปิดช่องทางใหม่สำหรับประสิทธิภาพทางอุตสาหกรรมและความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม

ผลกระทบของเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก

ผลกระทบที่กว้างขึ้นของ SMR อาจรวมถึง: 

• เพิ่มความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้าในพื้นที่ห่างไกลและชนบท ลดการพึ่งพาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล และส่งเสริมความเท่าเทียมด้านพลังงาน
• การเปลี่ยนโอกาสในการทำงานไปสู่การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงและการปฏิบัติการด้านนิวเคลียร์ ซึ่งจำเป็นต้องมีชุดทักษะและโปรแกรมการฝึกอบรมใหม่ๆ
• ลดอุปสรรคในการเข้าสู่ประเทศต่างๆ ที่มีเป้าหมายที่จะใช้พลังงานนิวเคลียร์ และทำให้การเข้าถึงเทคโนโลยีพลังงานสะอาดเป็นประชาธิปไตย
• การต่อต้านโครงการนิวเคลียร์ในท้องถิ่นเพิ่มขึ้นเนื่องจากข้อกังวลด้านความปลอดภัยและปัญหาการจัดการขยะ จำเป็นต้องมีการมีส่วนร่วมของชุมชนและการสื่อสารที่โปร่งใส
• ระบบพลังงานที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้นซึ่งสามารถรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียนได้อย่างง่ายดาย นำไปสู่โครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น
• รัฐบาลทบทวนนโยบายพลังงานเพื่อรวมกลยุทธ์การปรับใช้ SMR โดยเน้นแหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำ
• การเปลี่ยนแปลงรูปแบบการใช้ที่ดิน โดย SMR ต้องการพื้นที่น้อยกว่าโรงไฟฟ้าแบบเดิมหรือการติดตั้งพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่
• โมเดลทางการเงินใหม่สำหรับโครงการพลังงาน ซึ่งได้รับแรงหนุนจากต้นทุนเงินทุนที่ลดลงและความสามารถในการปรับขนาดของ SMR
• เพิ่มการวิจัยและพัฒนาเป็นเทคโนโลยีนิวเคลียร์ขั้นสูง โดยได้รับแรงกระตุ้นจากประสบการณ์การปฏิบัติงานและข้อมูลที่รวบรวมจากการใช้งาน SMR

คำถามที่ต้องพิจารณา

• SMR จะจัดการกับข้อกังวลด้านความปลอดภัยและการจัดการของเสียที่เกี่ยวข้องกับพลังงานนิวเคลียร์ได้อย่างไร
• บุคคลสามารถมีบทบาทอะไรในการกำหนดนโยบายสาธารณะและความคิดเห็นเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์และการนำ SMR ไปใช้?