Trzecia rzeka Ukrainy walczy o uratowanie atakowanego systemu energetycznego Rosyjskie drony i rakiety. Dla efektywności generacji jądrowej nie ma innej alternatywy niż rozwiązanie, które może stworzyć ukraińską „elektrownię jądrową” – czyli reaktory modułowe (MMR).
Raportuje w tej sprawie RBC-Ukraina technologii.
Zmist
- Małe reaktory modułowe w kontekście Ukrainy
- Czym są małe reaktory modułowe
- Jakie są małe reaktory modułowe zalety technologii SMR
- Ewentualnie kilka małych reaktorów modułowych
Mali reaktory modułowe w kontekście Ukrainy
Jesienią Stany Zjednoczone i Ukraina ogłosiły uruchomienie trzech nowych projektów w dziedzinie małych reaktorów modułowych. Obejmuje to rozwój pilotażowej instalacji do produkcji czystej wody i amoniaku („Chiste Palevo”), zmianę przeznaczenia elektrowni węglowych w SMR („Phoenix”) oraz opracowanie planu działania dotyczącego dekarbonizacji dla przemysłu stalowego przy pomocy MMR („Czysta Stal”).
„Ukraina swoją przyszłość wiąże z energią jądrową. Niezależnie od tego nasz kraj przetrwał awarię w elektrowni jądrowej w Czarnobylu i obecnie stoi w obliczu bezprecedensowych wezwań ze strony okupacja przez Rosję największej elektrowni jądrowej w Europie – Elektrowni Jądrowej Zaporoże” – powiedział minister energetyki Niemiec Galuszczenko.
Jak stwierdziło Ministerstwo Energii, Ukraina zobowiązała się do wypełnienia deklaracji przyjętej na Konferencji Klimatycznej COP28, zobowiązując się do zwiększenia intensywności generacji jądrowej do 2050 roku. Obejmuje to rozwój i rozwój zarówno dużych bloków energetycznych, jak i małych reaktorów modułowych.
Rozwój technologii SMR postrzegany jest jako ważny element powojennej modernizacji Ukrainy. Prote robota, którego praca bezpośrednia nie jest pierwszą.
Dwa lata temu Ukraina, USA, Japonia i Nowa Korea uruchomiły konsorcjum rozwoju naukowego i praktycznego. Po stronie Ukrainy – „Energoatom” i Państwowe Centrum Naukowo-Techniczne Bezpieczeństwa Jądrowego i Radiacyjnego, po stronie USA – NuScale, FuelCell Energy, Clark Seed, Argone National Laboratory.
Wiosna 2023 „Energoatom” i amerykańska firma Holtec International Dowiedzieliśmy się o rozwoju małych reaktorów modułowych SMR-160. Wiosną rozmawiano o przyspieszeniu projektu, także z firmą NuScale, w efekcie czego projekt będzie pojedynczą technologią SMR, gotową do komercjalizacji.
Wiosną 2024 roku stało się jasne, że na Ukrainie będą produkowane komponenty do małych reaktorów. Podpisano ją także w celu wsparcia rozwoju firmy SMR Holtec International.
Zgodnie z planami Ukraina chce zamiast uszkodzonych postawić 20 małych reaktorów SMR-160 (o mocy 160 MW) wytwarzanie ciepła. Problem w tym, że nikt na świecie nie wdrożył jeszcze tej technologii. Pierwsze prototypy nie zaczynają już otrzymywać licencji.
Według danych MAEA na całym świecie realizowanych jest obecnie ponad 70 komercyjnych projektów SMR. Reaktory są na etapie produkcji w USA, Kanadzie, Chinach, Argentynie, Nowej Korei i innych krajach.
Czym są małe reaktory modułowe
SMR to wyraźnie nowy kierunek w energetyce jądrowej. Ale już aktywnie reklamuje, w jaki sposób przyszłe galusi nada nowy impuls pokojowemu atomowi.
Małe reaktory – są to reaktory o mocy od 10 do 300 MW. Do tej klasy można zaliczyć wszystkie elektrownie jądrowe pierwszej generacji, które istnieją od połowy XX wieku. A największa innowacja wynika z modułowości.
Według materiałów znajdujących się na stronie internetowej MAEA, reaktory o mocy do 300 MW na blok energetyczny będą zapewniać około jednej trzeciej mocy wytwórczych obciążenie tradycyjnych instalacji jądrowych. Reaktory SMR mogą generować duże ilości „czystej energii”, takie jak:
- małe – wielokrotnie mniejsze niż tradycyjne reaktory
- modułowe – co pozwala na montaż systemów i komponentów na fabryka
- reaktory – podłoga jądrowa służy do wytwarzania ciepła poprzez zatrzymywanie energii
Główną ideą modułowości jest to, że takie reaktory są dostarczane na miejsce pracy w postaci zmontowanej i podłączone do granice. Moduły mogą zasilać turbiny energetyczne lub być podłączone do turbiny spalinowej. Pozostały projekt jest realizowany na przykład w Chinach, gdzie chcą zainstalować parę sześciu SMR o mocy 100 MW na turbinę.
Zasada działania reaktora NuScale jest wyraźnie przedstawiona na filmie.
Dlaczego to zalety technologii SMR
Wiele zalet wiąże się z konstrukcją: małe reaktory są małe i modułowe Biorąc pod uwagę niewielką powierzchnię, można je umieścić w miejscach, które nie nadają się dla dużych elektrowni jądrowych.
Możliwość zbierania bloków z daleka i zwiększania ich dostępności dorównuje reaktorom wysokociśnieniowym. Często są specjalnie projektowane pod konkretną lokalizację, co może utrudniać realizację projektu.
MMR pozwala zaoszczędzić czas poświęcany na codzienność. Można je połykać krok po kroku, aby zwiększyć zużycie energii.
Infrastruktura jest jednym z kluczy do zwiększenia dostępu do energii. Zokrema, otoczona barierami energetycznymi na obszarach wiejskich i wysokim stopniem połączenia z granicą. Na obszarach bez wystarczającej ilości LEP i ograniczonego ciśnienia, SMR można podłączyć do limitu bezwzględnego lub pracować autonomicznie przy niższym ciśnieniu.
Jest to szczególnie ważne w przypadku mikroreaktorów do nawożenia energia elektryczna do 10 MW. Dodatkowo mikroreaktory mogą pełnić funkcję generatora rezerwowego lub zamiennika generatorów, które często działają na oleju napędowym.
Koncepcja bezpieczeństwa w dużej mierze opiera się na systemach pasywnych i cechach wewnętrznych, takich jak niskie napięcie i niskie ciśnienie robocze. Oznacza to, że połączenie systemów nie wymaga interwencji człowieka. Dlatego w niektórych przypadkach występowanie materiałów radioaktywnych i kontakt z ludnością w razie wypadku maleje lub znacznie maleje.
MMR może zostać zmniejszone do czasu rozpoczęcia pożaru. W elektrowniach wyposażonych w tę technologię możliwe jest szybsze wykorzystanie nowego paliwa jądrowego – oskórowanie 3-7 jednostek zamiast 1-2 w tradycyjnych elektrowniach jądrowych. Kilka małych reaktorów zaprojektowano w taki sposób, aby mogły działać bez przebudowy aż do 30 godzin.
Możliwe, że kilka małych reaktorów modułowych
Być może technologia SMR będzie dostępnym „jutrem” sposobem wytwarzania energii jądrowej energia. Jednak wszystkie zalety nie zostały jeszcze zapisane na papierze.
Na przykład jest mało prawdopodobne, że projekty staną się naprawdę szybkie i tanie. Z reguły elektrownia jądrowa na co dzień znajduje się w połowie 10-letniego okresu, w przeciwnym razie reaktora nie da się od razu uruchomić – może zostać poddany kontroli bezpieczeństwa, certyfikacji i cofnięciu pozwolenia na eksploatację. Ponadto instalacja bloków jądrowych nie może odbyć się bez szeroko zakrojonych konsultacji, co może opóźnić proces.
Dziś reaktorem najbliżej realizacji jest firma NuScale Power. Jest rozwijany być może od dwóch dekad i najbardziej optymistycznym określeniem jest to, że jeśli pierwszy taki reaktor zacznie powstawać – koniec lat 2020.
Niestety, energia jądrowa stała się najszybszym sposobem wytwarzania energii elektrycznej. A realne prognozy pokazują, że MMR będzie droższy za megawaty. Biorąc pod uwagę zmiany konstrukcyjne, moc jednego reaktora modułowego o mocy 200 MW sięga aż 40% mocy „tysiąca”.
Co do bezpieczeństwa nie ma wątpliwości. A mały rozmiar reaktorów nie wydaje się przekonującym argumentem. Na przykład w 1966 roku doszło do awarii w amerykańskim reaktorze Fermi 1. W rezultacie w tym czasie technologie stały się bardziej niezawodne. Nie da się jednak całkowicie wyłączyć zagrożeń, można natomiast połączyć reaktory w zespoły trakcyjne z dodatkowymi zagrożeniami, jeżeli wypadek na jednym z nich może skutkować wypadkiem na pozostałych w połączeniu.
< p>Podobnie istnieje ryzyko rozpad broni nuklearnej. Im więcej fragmentów w świecie reaktorów jądrowych, tym trudniej jest MAGATE za nimi podążać i tak naprawdę odniosą zwycięstwo, a nie w sposób pokojowy.
Podczas przygotowywania vikorist wykorzystano materiały ze stron internetowych Ministerstwa energetyki Ukrainy, MAEA i Krajowe Stowarzyszenie Przemysłu Obuwniczego Ukrainy.
Przeczytaj warunki i ważne informacje na temat wojny między Rosją a Ukrainą na kanale RBC-Ukraina w Telegram.