Модульные ядерные реакторы превзойдут солнечные панели: когда и почему это случится

Разработки таких установок уже ведутся в США, Китае, Южной Корее, Европе и даже России. Исследователи из Центра инноваций в сфере чистой энергии назвали условия, когда они станут такими же доступными, как возобновляемые источники энергии, например, ветрогенераторы и солнечные панели.

ММР генерируют энергию так же, как и другие реакторы, — используя ядерную реакцию для нагрева жидкости, она затем превращается пар, который, в свою очередь, приводит в действие турбину, вырабатывающую электричество. Сегодня такие реакторы разрабатываются с использованием различных технологий, использующие различные виды топлива, охлаждающие жидкости и системы безопасности.

Все ММР отличаются от стандартных больших реакторов по трем характеристикам: генерируют меньше энергии (обычно 20–300 МВт по сравнению с 1000 МВт или более), модули могут объединяться вместе, могут частично или полностью производиться на заводах. Меньшие размеры и модульность делают их гибким вариантом для различных применений.

Чтобы модульные реакторы получили широкое распространение, они должны иметь цену и производительность, сравнимую с традиционными источниками энергии, особенно ископаемым топливом. И для этого им необходимо масштабироваться. С такой же проблемой до сих пор сталкиваются солнечная и ветровая энергетика.

В отличие от больших реакторов, изначально высокие затраты на ММР могут снизиться, поскольку их смогут частично или полностью собирать на заводе вместо того, чтобы строить на месте работы. Заводское производство позволит экономить деньги благодаря большим масштабам, а также может ускорить сборку, что тоже очень важно.

Ученые уже провели первоначальные исследования, сделали рабочие прототипы нескольких систем, провели испытания, но большинство только готовятся к первому развертыванию. Сейчас есть только два коммерческих ММР: один в России и один в Китае, три проекта были одобрены для строительства в США.

Компания Deloitte насчитала более 150 ММР, разрабатываемые по всему миру, но в большинстве случаев они существуют лишь на бумаге. Пока нельзя предсказать, удастся ли решить проблему масштабирования ММР, от которой страдают крупные реакторы, ответ на этот вопрос займет как минимум десять лет.

"Но мы можем сказать, что в отличие от крупных реакторов, существует большая вероятность того, что ММР действительно масштабируются, затраты снизятся и будет достигнут паритета цены и производительности", — пишут аналитики.

ММР могут значительно расширить рынок электростанций поскольку могут иметь мощность от 1 МВт до 300 МВт и более, что позволит удовлетворить разные потребности. Некоторые конструкции хорошо подходят для производства тепловой энергии, а другие могут хорошо сочетаться с опреснением воды. Несколько ядерных модулей можно объединить, чтобы получить нужное количество энергии.

Некоторые конструкции, например, те, которые используют расплавленную соль и торий, обещают более дешевое топливо, меньшие требования к простоям при заправке и имеют улучшенные пассивные функции безопасности, что снижает затраты. В отличие от ветра и солнца, они генерируют энергию 24/7. Это, в сочетании с чистотой, привлекло значительное внимание крупных технологических компаний (Google, Meta, Amazon) ищущих электроэнергию для своих быстрорастущих центров обработки данных.

Первые коммерческие ММР будут дорогими. Согласно прогнозам, стоимость мегаватт-часа будет выше, чем у существующих больших реакторов, солнечных, ветровых и газовых электростанций. Тем не менее некоторые разработчики уже близки к коммерческому запуску, и эти технологии привлекают много инвестиций.

ММР относится к дорогим новым технологиям, которым потребуется много лет для масштабирования, поэтому они сталкиваются с четырьмя рисками. Первый — технологический, нельзя точно сказать, будут ли реакторы работать так, как ожидается, расходовать адекватное количество топлива, выходить из строя.

Существует также рыночные риски, например, слишком большая конкуренция, маленький спрос, проблемы с поставками или патентами. Компании могут обнаружить, что производство, размещение и запуск ММР гораздо дороже и дольше, чем ожидалось.

Есть еще нормативные и политические риски. Как и любой мощный источник энергии, ММР должны пройти через несколько уровней государственного регулирования. Придется разработать новые стандарты, утвердить нормы безопасности, получить разрешения и так далее. Отношения правительства к ядерной энергетике может быть разным.