Ирония ядерной энергетики заключается в том, что это один из самых безопасных доступных видов энергии, но ее использование с годами сократилось из-за обеспокоенности общественности.
На атомных электростанциях происходило очень мало аварий. Тем не менее, когда они происходят, результатом становятся катастрофы, которые настраивают людей против. Однако по сравнению с углем ядерная энергия вызывает в 330 раз меньше смертей. По сравнению с нефтью их количество в 263 раза меньше, по сравнению с газом - в 38 раз. В целом ядерная энергетика более чем на 97% безопаснее, чем уголь, нефть или газ. Подробнее об этом писали здесь:
Это важный компонент для нашего перехода к чистой электроэнергии. Солнце и ветер не могут обеспечивать энергией 24 часа в сутки, поэтому пробелы в производстве энергии должны быть восполнены за счет другого источника.
Ядерная энергия на сегодняшний день является самым надежным и мощным из всех источников энергии, но за эту надежность приходится платить. Строительство одной станиции- сложный проект, на выполнение которого могут потребоваться около 7 лет и миллиарды долларов. Поскольку большинство людей не хотят, чтобы их строили рядом с городом, силовые кабели высокого напряжения требуют дополнительных затрат на транспортировку электричества между городом и станцией.
После того, как они построены и производят электроэнергию, стоимость киловатта (кВт) может быть значительно выше, чем у газа. Разница может достигать 6000 долларов за кВт по сравнению с 850 долларами за кВт для газа. Строительство газовых станций также обходится в сотни миллионов, а не миллиарды, и они строятся всего за пару лет. Вот почему некоторые страны по-прежнему предпочитают вкладывать деньги в строительство новых газовых электростанций для получения дешевой энергии, даже несмотря на то, что научное сообщество предостерегает от этого:
Это решение легко оправдать, когда стоимость ядерной энергии растет с каждым годом. В настоящее время это второй по стоимости вид производства электроэнергии после газовых пиковых электростанций.
Что могло бы решить многие из проблем, которые представляет ядерная энергия? Что могло бы сделать её намного более привлекательной с точки зрения стоимости, безопасности, простоты и времени?
Многие люди не зря говорят, что малые модульные реакторы (ММР) - это будущее ядерной энергетики. Как следует из названия, ММР - это маленькие версии полноразмерных электростанций. Сами реакторы могут быть высотой около 20 метров и размещаться внутри защитных сосудов высотой 24 метров. Их простой и компактный дизайн означает, что ММР могут быть построены на заводе, а затем транспортированы по железной дороге или по морю.
Внутри камеры содержания находится бассейн с водой, которая нагревается при прохождении через активную зону. Используя серию труб и турбин, а также естественные эффекты силы тяжести и плавучести, каждый ММР способен вырабатывать пар без использования насосов или сложных мер безопасности. В случае аварии ММР естественным образом замедлит свои реакции, используя такие свойства, как перепад давления и тепловая конвекция. Главное - взять парогенерирующие и теплообменные компоненты полноразмерной установки и объединить их в элегантный компактный модуль.
Один модуль мощностью 77 мегаватт (МВт) может обеспечить безуглеродную электроэнергию, достаточную для поддержания 60 000 домов с уровнем надежности более 99%. Их модульность, конечно же, означает, что в любом месте можно установить более одного устройства. В зависимости от конструкции модуля некоторые из них могут быть даже установлены под землей, чтобы защитить их от стихийных бедствий, таких как то, которое вызвало аварию на Фукусиме.
В отличие от более крупных электростанций, которые необходимо останавливать и дозаправлять каждые 24 месяца, время перезарядки для более эффективных ММР может достигать 20 лет. Их производство на заводе и их меньшая зависимость от оперативных работников также означает, что они имеют более короткие сроки строительства и меньшую стоимость. Всего 3 миллиарда долларов по сравнению с более чем 10 миллиардами долларов для традиционной атомной электростанции.
Одним из примеров инновационных проектов ММР является компания NuScale, чьи модули могут сэкономить 4 миллиарда долларов по сравнению с традиционными установками и могут производить 720 МВт на площади всего в 35 акров. Для того же производства энергии на традиционном заводе потребуется почти в 18 раз больше земли. По сравнению с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая, ММР могут генерировать такое же количество энергии всего на 1% площади.
Хотя их размер дает все эти дополнительные преимущества, конечно же, очевиден тот факт, что ММР не производят столько же энергии, как традиционные станции. Они производят менее 300 МВт. Это мало по сравнению с 1600 МВт обычной станции, но ММР не предназначены для работы сами по себе. Они предназначены в первую очередь для дополнения энергосистемы, чтобы сделать другие безуглеродные источники энергии, такие как ветер и солнце, более доступными. Их масштабируемость дает возможность генерировать больше энергии, но увеличение количества реакторов также увеличивает вероятность того, что что-то может пойти не так.
Другая проблема безопасности возникает, если учесть, что функции пассивной безопасности, используемые модулями ММР, по-прежнему подвержены авариям, таким как взрывы водорода. В конечном итоге им могут потребоваться резервные механизмы безопасности, которые могут резко увеличить их производственные затраты.
Тем не менее, их потенциальных выгод было достаточно, чтобы привлечь внимание и инвестиции из нескольких разных стран. В США компания NuScale получила 1,35 миллиарда долларов от Министерства энергетики и обещает, что в ближайшие 9 лет в стране появится первая действующая электростанция ММР. После подключения к сети их цель - приведенная стоимость электроэнергии в размере 65 долларов за МВт*ч. Их конструкция была первой, получившей одобрение Комиссии по ядерному регулированию США. TerraPower, основанная и финансируемая Биллом Гейтсом, также работает над развитием ММР. За рубежом Китай одобрил свой проект ММР ACP100, а Россия строит свою установку RITM-200N, чтобы обеспечить электроэнергию ММР к 2028 году.
Помимо повышения эффективности и конкурентоспособности ММР, нам также следует беспокоиться о более крупной общей проблеме ядерных отходов. Поскольку отработанное топливо продолжает находиться во временном хранилище в течение десятилетий, некоторые из этих отходов начали вытекать из контейнеров. Увеличение количества реакторов только усугубит эту проблему, хотя есть много предлагаемых решений, таких как переработка отходов в реакторах нового типа, которые работают на отработавшем топливе.
Существует очевидная связь между энергией и будущим человечества. Чем лучше мы научимся использовать одно, тем более продвинутым может стать другое. Наша цель - добиться более гармоничного отношения между нашими растущими потребностями в энергии и спросом, который мы предъявляем на планете. Ядерная энергия является необходимым компонентом этой более чистой энергосистемы, и в ближайшем будущем этим могут стать ММР.
Читайте также: