Ядерная энергия совершенно удивительна. Несмотря на популярное мнение, это один из самых безопасных и наименее углеродоёмких видов энергии. Это также один из немногих видов низкоуглеродной энергии, доступный по требованию. Таким образом, она станет важной технологией в нашем переходе к нулевому выбросу углерода. Однако ядерная промышленность сталкивается с огромной проблемой: она слишком дорога. Новые атомные электростанции стоят десятки миллиардов долларов и строятся более десяти лет, а энергия, которую они производят, является одной из самых дорогих на рынке. Это заставило многие правительства и поставщиков энергии дистанцироваться от этой технологии, спасающей планету. Но новый тип реактора, называемый SMR, обещает решить все эти проблемы и начать ядерный ренессанс, спасая ядерную промышленность. Однако новаторский проект SMR только что был отменён из-за неконтролируемого роста расходов. Итак, возникает вопрос: обречено ли будущее ядерной энергии? Возможно, нет.
Начнём с самого начала: что такое SMR? SMR означает малый модульный реактор (Small Modular Reactor). Обычные атомные электростанции имеют несколько огромных, специально построенных реакторов. Они невероятно сложны и должны тщательно и точно собираться на месте. Это значительно увеличивает стоимость строительства и сроки ввода в эксплуатацию. SMR решает эту проблему, используя реакторы, достаточно маленькие, чтобы быть полностью собранными вне площадки в контролируемой фабрике, а затем доставленными на место. Эти реакторы производят меньше энергии, поэтому их нужно больше, обычно более 10, чтобы создать электростанцию. Однако общая стоимость этих реакторов на мегаватт мощности должна быть значительно дешевле, чем у обычных реакторов, поскольку завод может использовать экономию на масштабе для снижения цен. Ввод в эксплуатацию также должен быть намного быстрее, так как реакторы могут быть построены заранее, и их малая природа и контролируемая производственная площадка делают строительство гораздо быстрее. Есть даже преимущество в гибкости, так как завод SMR может быстро добавлять или удалять реакторы для лучшего удовлетворения спроса. Обычные реакторы требуют десятилетий и миллиардов долларов для увеличения их мощности.
Несколько компаний разрабатывают технологию SMR. Но компания, возглавляющая движение SMR, — это NuScale. Их модульный реактор Power Module SMR является первым и единственным, получившим одобрение проекта от Комиссии по ядерному регулированию США (NRC), что позволяет им эксплуатировать его в США.
Половина причины этого преимущества заключается в том, что их реактор использует водо-водяной реактор под давлением, который является аналогичной технологией с обычными коммерческими реакторами, но в меньшем масштабе. Вся нормативная база по безопасности для этого дизайна уже разработана, тогда как другие SMR, использующие более революционные конструкции реакторов, такие как гелий-охлаждаемые или с расплавленной солью, должны доказать свою безопасность, и NRC должна разработать новые стандарты для этой технологии. Это также означает, что NuScale использует тот же тип ядерного топлива, что и текущие реакторы, тогда как эти другие конструкции требуют высокообогащённого или уникального типа топлива, которое просто недоступно или строго регулируется.
Каждый модуль Power Module может производить 77 МВт мощности и имеет размеры 20 м в высоту и 2,7 м в ширину и глубину. Заводы SMR от NuScale называются VOYGR, и их можно получить с 4, 6 и 12 модулями Power Modules, обеспечивая до 924 МВт мощности. Этого достаточно для питания города среднего размера.
Изначально NuScale заявляла, что завод VOYGR с шестью реакторами (VOYGR 6) будет стоить всего 5,3 миллиарда долларов, а стоимость энергии составит всего 58 долларов за МВтч, что примерно вдвое дешевле текущей стоимости ядерной энергии.
Но эти цифры — лишь теория до тех пор, пока NuScale не произведёт, не доставит и не запустит завод VOYGR. Здесь вступают в дело Министерство энергетики США (DoE) и Объединённая муниципальная энергетическая система Юты (UAMPS). Вместе они являются первыми "клиентами" NuScale, и вместе они начали проект Carbon Free Power Project, который должен был построить завод VOYGR 6 SMR в Айдахо, который будет полностью введён в эксплуатацию к 2030 году.
Проект Carbon Free Power Project действует уже несколько лет, оттачивая дизайн, производство и доставку реакторов SMR. На самом деле, этот процесс является одной из основных причин, по которым NuScale получила одобрение NRC, поскольку это было частью начального процесса настройки.
Однако несколько дней назад стало известно, что проект был отменён. Почему? Потому что расходы NuScale резко возросли! Стоимость строительства увеличилась на 75% до 9,3 миллиарда долларов. Это произошло из-за повышения цен на основные сырьевые материалы, такие как медь и сталь, и значительно более высоких процентных ставок в постковидном мире, что делает финансирование такого проекта крайне дорогим. Эта проблема с процентами особенно проблематична для ядерных объектов, так как большая часть их затрат сконцентрирована на строительстве, которое нужно финансировать за счёт долга. Электростанции на ископаемом топливе устроены наоборот: их строительство дешево, но дорого обходится топливо, поэтому они менее подвержены влиянию высоких процентных ставок.
Эти возросшие строительные и финансовые расходы увеличили общую стоимость энергии от завода VOYGR. Теперь она на 52% дороже и составляет 89 долларов за МВтч. Эта цена была бы намного выше, если бы энергия не субсидировалась DoE на сумму 4 миллиарда долларов. Без этой субсидии стоимость составляет около 119 долларов за МВтч.
Инфляция также делает эту стоимость дороже. Все эти цифры используются в долларах 2022 года, но проект начнёт продавать энергию только к 2030 году, и ожидается, что инфляция в США за это время значительно возрастёт. Это означает, что к 2030 году фактическая стоимость энергии от этого завода после субсидий составит 102 доллара за МВтч. Это почти вдвое больше, чем первоначально обещала NuScale.
На первый взгляд, эти растущие расходы кажутся неприемлемыми. Но действительно ли они так высоки? В отчёте Lazard о расчётной стоимости энергии от не субсидируемой ядерной энергии указано, что она составляет 97–136 долларов за МВтч. Таким образом, даже в текущем худшем сценарии стоимость энергии этого проекта будет на уровне других ядерных установок. Однако стоимость строительства является критической. В текущих проектах обычных ядерных реакторов прогнозируется стоимость строительства до 8,2 миллиона долларов за МВт мощности. Это считается безумно высоким и увеличилось из-за высоких процентных ставок и затрат на сырьевые материалы, так же как и в случае с NuScale. Для сравнения, завод VOYGR 6 в Айдахо прогнозируется стоимостью 20 миллионов долларов за МВт!
Эти высокие строительные затраты не должны удивлять. Что делает SMR дешевыми, так это возможность массового производства реакторов на контролируемой фабрике. Поскольку это первый полноценный завод NuScale, такой экономии на масштабе пока нет, и создание этих крупных заводов по производству реакторов и их запуск обходятся дорого. Но как только они будут настроены, затраты на строительство должны начать резко снижаться.
Таким образом, интересно, что причиной отмены проекта Carbon Free Power Project не стали строительные затраты. Вместо этого энергетические покупатели не приобретали его энергию.
DoE и Объединённая муниципальная энергетическая система Юты заявили, что для продолжения проекта они должны получить 80% своих обязательств по закупке энергии от оптовых поставщиков энергии. Этого не произошло. Почему? Помимо этих растущих затрат, проект по-прежнему требует дополнительного проектирования, лицензирования Комиссией по ядерному регулированию США, строительства и предоперационных испытаний, что может ещё больше повысить цены. Более того, процентные ставки, стоимость материалов и инфляция могут легко оказаться хуже, чем мы прогнозируем, что делает окончательные затраты на доставку энергии слишком дорогими к 2030 году. Кажется, что оптовые поставщики энергии не хотят рисковать и соглашаться покупать энергию от проекта Carbon Free Power Project, оставляя проект в подвешенном состоянии, и поэтому он был отменён.
Это очень разочаровывает, поскольку технология SMR имеет барьер по стоимости, который нам нужно преодолеть. Как я уже сказал, первые несколько заводов SMR будут дороже, чем мы предсказывали, отчасти потому, что экономика и рынок материалов изменились, но также потому, что дорого стоит настроить и запустить завод по производству реакторов, пройти нормативные процедуры и обучить персонал. Как только эти затраты будут оплачены, общая стоимость SMR NuScale должна стать гораздо дешевле. Им просто нужен кто-то, готовый потратить деньги на их запуск.
К счастью, у NuScale всё ещё есть другие возможности. У них всё ещё есть партнёрство с оператором сталелитейных заводов США Nucor, который стремится создать сталелитейные заводы с ультранизкими выбросами вокруг технологии NuScale. Поскольку этот проект не зависит от обязательств оптовых поставщиков энергии по закупке энергии (так как Nucor будет оператором завода и покупателем энергии), он не столкнётся с теми же проблемами, что и проект Carbon Free Power Project. Более того, сталелитейным заводам требуется круглосуточное и высокое потребление энергии, которое другие виды низкоуглеродной энергии пока не могут обеспечить, что делает ядерную энергию их единственным жизнеспособным вариантом для снижения выбросов. Эти факторы означают, что Nucor может стать более надёжным вариантом развития для NuScale.
Мы видели, как эта история разворачивалась снова и снова. Новая технология дорогая, и её первоначальное внедрение сопровождается трудностями, но как только она широко используется, её стоимость резко снижается и она становится важной частью нашей жизни. Вы можете видеть это на примере телефонов, интернета, мобильных телефонов, ноутбуков, смартфонов, электромобилей, возобновляемых источников энергии и теперь SMR. Да, отмена этого проекта — значительный шаг назад для NuScale и индустрии SMR, но это не значит, что эта технология исчезнет, а только то, что её реализация займёт больше времени. Не забывайте, что привлекательность SMR заключается не только в их теоретически низкой стоимости, но и в скорости развертывания и гибкости. Таким образом, даже если NuScale сможет снизить затраты только до уровня обычных ядерных установок, они всё равно будут лучшим выбором. Ядерная энергия и SMR по-прежнему будут важной частью нашего перехода к нулевому выбросу углерода, так что не списывайте NuScale со счетов.