Ядерная енергия будущего

Ядерная енергия будущего

Страны, строящие миниатюрные ядерные реакторы


Небольшие ядерные реакторы начинают разрабатываться по всему миру. Сторонники говорят, что они являются более безопасной и дешевой формой ядерной энергетики. Но будут ли они идти в ногу с возобновляемыми источниками энергии?

Огромные компьютерные экраны располагаются в темной комнате управления без окон в Корваллисе, штат Орегон, где инженеры компании Nuscale Power надеются определить будущее ядерной энергии. Светящиеся значки заполняют экраны, представляющие выходную мощность 12 миниатюрных ядерных реакторов. Вместе эти небольшие модульные реакторы будут генерировать примерно такое же количество энергии, что и одна из обычных атомных электростанций, которые в настоящее время находятся в Соединенных Штатах, - производя достаточно электроэнергии для питания 540 000 домов. На светящихся экранах отображается, какая из дюжины блоков находится в «островном режиме», что позволяет одному реактору работать независимо от энергосистемы в случае аварии.

Эта диспетчерская просто макет, а реакторы, изображенные на экранах компьютеров, на самом деле не существуют. Тем не менее, Nuscale инвестировала более 900 млн долларов (685 млн фунтов) в разработку технологии малых модульных реакторов (SMR), которая, по словам компании, представляет собой следующее поколение атомных электростанций. Nuscale работает над полномасштабным прототипом и заявляет, что в течение двух лет собирается начать работу над своей первой атомной электростанцией - проект на 720 мегаватт для коммунального предприятия в Айдахо. Комиссия по ядерному регулированию США только что завершила четвертую фазу проверки дизайна Nuscale, первую сертификацию SMR, которую рассмотрела комиссия. Компания ожидает окончательного одобрения к концу 2020 года. Министерство энергетики США уже инвестировало 317 млн ​​долларов (241 млн фунтов) в исследования и разработки проекта SMR компании Nuscale.

Nuscale не одинока в разработке миниатюрных реакторов. В России правительство запустило плавучий реактор мощностью 70 МВт в Северном Ледовитом океане. Китай объявил о планах построить собственный финансируемый государством проект SMR. Три канадские провинции - Онтарио, Нью-Брансуик и Саскачеван - подписали меморандум о разработке и внедрении небольших модульных реакторов. А британский консорциум Rolls-Royce работает над разработкой SMR мощностью 440 МВт.

Сторонники говорят, что пришло время для этой новой волны ядерных реакторов по нескольким причинам. Во-первых, они утверждают, что если у мирового сообщества есть надежда сократить выбросы CO2 к середине столетия, новые ядерные технологии помогут в этом. Во-вторых, традиционная ядерная энергетика сталкивается с проблемами. Многие существующие станции стареют, а строительство новой атомной электростанции страдает от существенных задержек и огромных перерасходов средств; Крупные атомные электростанции могут стоить более 10 млрд долларов (7,6 млрд фунтов). Наконец, защитники утверждают, что по мере роста поставок возобновляемой энергии небольшие модульные реакторы могут лучше справляться с переменным характером энергии ветра и солнца, поскольку SMR легче включать и оставлять в работе.

Некоторые утверждают, что ядерная энергетика просто не может конкурировать, поскольку цены на возобновляемые источники энергии падают

Критики ядерной энергетики, однако, утверждают, что небольшие модульные реакторы страдают от многих из тех же проблем, что и крупные реакторы, в первую очередь, из-за проблем безопасности и нерешенной проблемы того, что делать с долгоживущими радиоактивными отходами. А оппоненты говорят, что даже в малой форме ядерная энергия стоит дорого - это одна из самых дорогих форм энергии, требующая значительных государственных субсидий для строительства и эксплуатации, не говоря уже о страховании. SMR компании Nuscale предлагает искусственную пропускную способность 6,5 цента на киловатт-час (4,9 цента на кВт-ч) в качестве стимула для запуска своего первого проекта с нуля. Тем не менее, в сентябре Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса объявил, что он принял предложение о поставке электроэнергии из возобновляемых источников, с емкостью хранения, которая может обеспечить круглосуточную подачу, по 2 цента за кВт-ч.

Некоторые утверждают, что ядерная энергетика просто не конкурентна, поскольку цены на возобновляемые источники энергии падают. Более трети американских атомных станций в настоящее время убыточны или должны быть закрыты. Во всем мире ядерная энергия в настоящее время поставляет только 10,8% электроэнергии в 2015 году, по сравнению с рекордно высоким уровнем в 17,6% в 1996 году. После катастрофы на Фукусиме в Японии в 2011 году Германия решила полностью закрыть свою атомную отрасль, а также такие страны, как Бельгия, Швейцария и Италия. отказались заменить существующие реакторы или перейти к планам новых.

Но компании и ученые, поддерживающие разработку малых модульных реакторов, говорят, что технология предлагает новый путь развития ядерной энергетики, который преодолевает многие недостатки традиционных более крупных реакторов. Сторонники говорят, что SMR гораздо меньше подвержены перегреву, отчасти потому, что их маленькие ядра производят гораздо меньше тепла, чем ядра в больших реакторах. Инновационные разработки в технологии SMR также могут снизить другие технические риски, такие как отказ насосов охлаждающей жидкости. Nuscale говорит, что его SMR имеет гораздо меньше движущихся частей, чем традиционные реакторы, что снижает вероятность отказов, которые могут привести к аварии.

Строительство меньших по размеру реакторов также позволяет производить их массовое производство на центральном предприятии и легче транспортировать, что позволяет устанавливать SMR в удаленных местах, где обычный реактор не представляется возможным. SMR, как правило, предназначены для производства от 50 до 300 МВт электроэнергии по сравнению с обычными 1000 МВт традиционных крупногабаритных реакторов. Возможно, самое главное, о чем сторонники утверждают, что SMR стоят гораздо дешевле и могут быть построены быстрее, чем крупные ядерные реакторы, открывая новые рынки в развивающемся мире.

«Наши реакторы настолько безопасны и просты, насколько это возможно», - говорит соучредитель Nuscale и директор по технологиям Хосе Рейес.

Уменьшение реакторов - не новая идея; на самом деле, первый гражданский SMR был введен в эксплуатацию еще в 1955 году. Он был построен в Элк-Ривер, штат Миннесота, перерасход бюджета на 9,8 млн долларов (7,5 млн фунтов) и действовал всего три с половиной года до появления трещин. на его системе охлаждения. С тех пор размеры коммерческих реакторов только выросли.

В 2000 году министерство энергетики финансировало проект в Орегонском государственном университете, в частности, по изучению многоцелевого небольшого легководного реактора. В 2007 году университет предоставил Nuscale эксклюзивные права на разработку SMR, а также на дальнейшее использование их испытательного оборудования. В 2011 году Fluor Corporation, многонациональная инженерная фирма, инвестировала в компанию. В 2018 году Комиссия по ядерному регулированию США утвердила первый этап рассмотрения проекта. В настоящее время Nuscale имеет более 529 патентов, выданных или находящихся на рассмотрении, и около 400 сотрудников.

Многие из разработанных SMR-конструкций просто сокращают системы крупных атомных станций, используя меньше топлива. Реактор Nuscale будет иметь высоту всего 23 метра. Более 125 реакторов Nuscale могут быть размещены в здании традиционного реактора, хотя компания планирует разместить их группами по 12 человек.

Система Nuscale также является цельной, то есть топливо, пар и генератор будут находиться в одном сосуде. «Это снижает риск несчастных случаев, потому что разрывается меньше труб», - говорит Рейес. Технология также использует тепло активной зоны для управления потоком охлаждающей жидкости, устраняя необходимость в насосах охлаждающей жидкости и движущихся деталях, которые могут выйти из строя. Каждый реактор будет автономным, а несколько реакторов будут иметь общий охлаждающий бассейн.

Если охлаждающая вода традиционного ядерного реактора будет потеряна, деление может возрастидо момента взрыва, как это произошло в 1986 году в Чернобыле на Украине. Даже после того, как реактор выключен, тепло от радиоактивного распада деления может расплавить ядра, как это произошло во время ядерной катастрофы на АЭС «Фукусима-дайити», когда цунами повредило генераторы, перекачивающие воду через остановленные реакторы. Вот почему инженеры Nuscale также создали предохранительные клапаны на корпусе реактора, которые открываются при потере мощности и выпускают пар в корпус, где он конденсируется, рециркулирует и обеспечивает охлаждение. По словам Рейеса, без необходимости в насосах: «Даже в наихудших сценариях, когда мы теряем всю энергию вне площадки, реактор безопасно отключается автоматически и остается холодным в течение неограниченного времени». Он добавляет: «Это впервые сделано» для коммерческой ядерной энергетики.

В 2015 году Объединенные муниципальные энергосистемы Юты, коммунальное предприятие, обеспечивающее электроэнергию в шести штатах на западе США, согласились построить первый реактор Nuscale. При финансовой поддержке Министерства энергетики коммунальное хозяйство выбрало площадку в Национальной лаборатории штата Айдахо, недалеко от Айдахо-Фолс, штат Айдахо. «Процесс очень долгий, очень утомительный и очень дорогой», - говорит Росс Снаггеруд, начальник инженерного отдела Nuscale. «Существует барьер в 1,4 миллиарда долларов (1,07 миллиарда фунтов) для получения одобрения проекта, созданного правительством». Тем не менее Рейес говорит, что компания планирует запустить реакторы к 2027 году.


 

 

Поделитесь с друзьями в соцсетях:

 

- Я из тех, кто не дает вторых шансов. Люди не меняются
- Гейтс рассказал об опасности вакцины от COVID-19
- В Китае обнаружили новый опасный вирус
- НЕВЕРОЯТНО ! Изображение созданно с помощью ОДНОЙ ЕДИНСТВЕННОЙ ЛИНИИ , которая закручивается по спирали
- Найден облегчающий течение COVID алкогольный напиток
10:26Март, 12 2020 115

► Популярное
за месяц
за год