Угоду про будівництво малогабаритних ядерних реакторів скасовано

План побудови нової атомної електростанції, що складається з шести малих модульних реакторів (SMR), розвалився цього тижня, коли потенційні споживачі її електроенергії відмовилися. Юта Асоційовані муніципальні енергетичні системи (UAMPS), коаліція комунальних енергетичних систем у семи західних штатах, вийшла з угоди щодо будівництва електростанції, спроектованої NuScale Power, оскільки занадто мало членів погодилися її купити. Проект, який субсидував Міністерство енергетики США (DOE), мав на меті відродити вмираючу атомну промисловість США, але його вартість зросла більш ніж удвічі до 9,3 мільярда доларів.

«Ми все ще бачимо майбутнє для нової атомної електростанції», — каже Мейсон Бейкер, генеральний директор і генеральний директор компанії UAMPS, яка планувала побудувати станцію в Айдахо. «Але в найближчій перспективі ми збираємося зосередитися на … розширенні наших вітрових потужностей, створенні більшого масштабу сонячних батарей [і] батарей». NuScale, який був виділений з Університету штату Орегон у 2007 році, відмовився дозволити будь-кого на співбесіду. Але Девід Шліссель з Інституту енергетичної економіки та фінансового аналізу каже: «Громади та їхні платники уникнули величезної фінансової катастрофи».

Для деяких спостерігачів крах плану також викликає питання щодо здійсненності інших запланованих передових реакторів, призначених для забезпечення чистої енергії з меншими недоліками, ніж існуючі реактори. NuScale був найбільш звичайним дизайном і найближчим до будівництва. «Є багато причин думати, що [інші проекти] будуть ще складнішими та дорожчими», — каже Едвін Лайман, фізик і директор із безпеки ядерної енергетики Союзу стурбованих вчених.

За останню чверть століття атомна промисловість США запустила лише два нових енергетичних реактори. На дерегульованому ринку електроенергії розробники боролися з величезними капітальними витратами на будівництво енергетичного реактора. Два нових реактори на заводі Vogtle у Джорджії, один із яких запрацював у травні, коштують понад 30 мільярдів доларів.

Щоб знизити витрати, інженери NuScale вирішили подумати про дрібниці. Кожен NuScale SMR буде виробляти лише частку від 1,1 гігавата, вироблених одним із нових реакторів Vogtle. Згідно з початковим задумом у 2014 році, станція складатиметься з 12 SMR, кожна з яких вироблятиме 60 мегават електроенергії, вартістю 4,2 мільярда доларів.

Малі реактори не є очевидним переможцем. Основи фізики підказують, що більший ядерний реактор буде більш ефективним, ніж менший. І велика атомна станція може виграти від економії на масштабі. Однак невеликий реактор може бути простіше. Наприклад, інженери NuScale покладаються на конвекцію для проходження охолоджувальної води через серцевину кожного SMR, уникаючи потреби у дорогих насосах. SMR також можна масово виробляти на заводі та доставляти цілими на місце, зменшуючи витрати.

Крім розміру, SMR від NuScale є відносно звичайним. У той час як інші передові конструкції реакторів покладаються на екзотичні теплоносії, NuScale прилипає до води. Він також використовує те саме низькозбагачене уранове паливо, що й існуючі енергетичні реактори. Ці функції допомогли дизайну NuScale отримати схвалення від Комісії з ядерного регулювання (NRC) у вересні 2020 року — єдиного вдосконаленого реактора, якому це вдалося.

Міністерство енергетики погодилося розмістити завод у своїй національній лабораторії Айдахо, обійшовши довготривалий процес, з яким зазвичай стикаються комерційні реактори. З усім тим, на той час, коли NRC затвердив проект, вартість проекту зросла до 6,1 мільярда доларів. Це змусило DOE вкласти 1,4 мільярда доларів, а розробники скоротили проект до шести модулів, кожен з яких видає 77 мегават. У січні аналіз показав, що вартість зросла ще на 3 мільярди доларів. Він припустив, що електроенергія від станції коштуватиме 89 доларів за мегават-годину, що приблизно в три рази дорожче, ніж енергія від вітру або сонячної енергії.

Чому витрати різко зросли, залишається незрозумілим. Лайман зазначає, що перший завод NuScale завжди був дорогим, оскільки виробничі лінії компанії ще потребують розвитку. Незважаючи на це, каже він, дизайнери NuScale переоцінили, скільки вони можуть заощадити за допомогою простішого дизайну. «Вони ніколи не демонстрували, що ви можете компенсувати цей штраф шляхом економії на масштабі цими іншими факторами».

Якопо Буонгіорно, інженер-ядерник з Массачусетського технологічного інституту, каже, що дизайн NuScale має ахіллесову п’яту. Ядро кожного реактора міститься в сталевому циліндрі з подвійними стінками, між стінками якого є вакуум, який запобігає витоку тепла. Реакторні модулі сидять у великому басейні води, яка в екстреній ситуації може затопити у вакуумний простір навколо реактора, щоб запобігти його перегріву. У порівнянні зі звичайним будівлею реактора басейн потребує більше залізобетону, ціна на який різко зросла, каже Буонгіорно. «З точки зору тонни залізобетону на мегават потужності, дизайн NuScale зашкалює».

Члени УАМПС відмовилися від цієї влади. За словами Бейкера, UAMPS мав укласти угоди про купівлю 80% потужності заводу потужністю 462 мегават до початку наступного року, але він мав зобов’язання лише щодо 26%. 7 листопада 26 із 50 членів UAMPS, які підписалися на проект, проголосували за його припинення, каже Бейкер.

Інші, більш амбітні ядерні проекти знаходяться в роботі. Міністерство енергетики погодилося допомогти компанії під назвою Terrapower розробити реактор, який використовуватиме розплавлений натрій як теплоносій. Це також допоможе іншій компанії, X-power, розробити SMR, охолоджуваний ксеноновим газом. Обидва заводи використовуватимуть нове паливо, збагачене до 20% урану-235. Це паливо ще не є комерційно доступним, і це може зробити ці конструкції ще дорожчими, каже Ліман.

Буонджорно каже, що він не сприйматиме провал NuScale як вирок усім передовим конструкціям реакторів. «Я б утримався від широких коментарів щодо вартості», — каже він. Бейкер каже, що він не сумнівається, що країні потрібні нові атомні електростанції, щоб доповнити мінливе постачання електроенергії від вітру та сонця. «Щоб досягти цілей країни з декарбонізації, це має статися». Джерело