Энергетика

Что такое малые модульные ядерные реакторы?

25.11.2020 10:55
Просмотров: 8096

В последние месяцы мировые правительства предложили малые модульные реакторы (SMR) в качестве одного из средств облегчения их энергетического перехода. Эта концепция существовала десятилетиями в качестве источника энергии для судов и проектов централизованного теплоснабжения, и теперь Великобритания и США перешли к этой технологии.

Малые модульные реакторы (SMR) позволяют энергетикам строить атомные станции меньшего размера, чем это было бы при обычном строительстве. Детали будут изготавливаться на заводах и собираться на месте, что позволит минимизировать затраты.

Несмотря на широко распространенный интерес, в настоящее время в строительстве находятся только четыре SMR: в Аргентине, Китае и России. Кроме того, МАГАТЭ утверждает, что во всем мире существует около 50 проектов и концепций SMR.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) определяет SMR как реактор, производящий 300 МВт на модуль. Некоторые SMR могут работать как многомодульная установка, что означает большую комбинированную мощность.

В независимом докладе голландскому правительству недавно говорилось, что SMR несет в себе «обещание значительного упрощения и связанного с этим снижения затрат при применении промышленных производственных и строительных технологий на заводе, а не на месте». Их небольшие размеры и относительно легкая конструкция означают, что они обеспечивают большую гибкость, чем обычные долгосрочные ядерные проекты. Благодаря своей меньшей стоимости SMR представляют собой «временную» меру для стран, стремящихся восполнить дефицит электроэнергии по мере выхода на пенсию старых электростанций и появления новых возобновляемых источников энергии.

Исследование, проведенное Кембриджским университетом, показало, что модульная модернизация снизит стоимость ядерной энергии на 25% в лучшем случае. Точно так же стандартизация и изменения в строительстве снизили бы стоимость на 16% каждая. После этого производственное обучение снизит затраты еще на 17%.

Кроме того, SMR могут помочь сбалансировать сети. Они могут обеспечить непрерывность электроснабжения в районах, которые полагаются на прерывистую возобновляемую энергию без значительных накопительных мощностей.

Мировые правительства начинают инвестировать в технологию SMR

На прошлой неделе премьер-министр Великобритании Борис Джонсон объявил, что Великобритания инвестирует до $332 млн (£250 млн) в малые модульные ядерные реакторы. В правительственном программном документе говорилось, что это «откроет до 300 миллионов фунтов стерлингов для финансирования со стороны частного сектора». Наряду с этим, другие $226 млн (£170 млн) из нового передового ядерного фонда пойдут на соответствующие технологии в передовых модульных реакторах (AMR).

Роберт Армор, председатель global nuclear group в юридической компании Gowling WLG, говорит: «Существующая угольная генерация в Великобритании практически исчезла; газовые электростанции сейчас в основном находятся в середине-конце срока службы, и страх инвесторов перед застрявшими активами в производстве выбросов углерода сдерживает инвестиции. Все атомные станции Великобритании, кроме одной, должны выйти из эксплуатации к 2030 году. Потребность в инвестициях огромна».

«Более мелкомасштабная низкоуглеродистая ядерная энергетика хорошо вписывается в этот децентрализованный мир. SMR предлагают экономию затрат и преимущества качества модульного, заводского производства и объемного производства. В Великобритании они могут быть развернуты в нескольких конфигурациях блоков для замены существующих ядерных установок и обеспечения большей гибкости или индивидуально для удовлетворения конкретных нишевых энергетических потребностей или более локализованного спроса».

«SMR и AMR выпускаются во многих формах и размерах и предлагают перспективу низкоуглеродистого решения для различных нишевых требований к питанию. Горнодобывающая промышленность часто испытывает значительные потребности в электроэнергии в отдаленных районах с неадекватными сетевыми соединениями. Многие островные сообщества в настоящее время зависят от производства дизельного топлива, что несовместимо с миром чистого нуля. Энергоемкие пользователи могут предпочесть определенность стоимости выделенного SMR риску энергетического рынка».

Прогресс в достижении глобальных модульных ядерных стандартов

Глобальная экономия от масштаба, обещанная этими технологиями, произойдет только при глобальном сотрудничестве. МАГАТЭ издает глобальные стандарты для таких реакторов и заявило, что будет координировать усилия государств-членов по разработке ключевых технологий. В частности, британские инжиниринговые компании продвинулись в сторону производства SMR.

«Ядерная энергетика строго регламентирована, чтобы обеспечить ее безопасность. Процесс утверждения является длительным, дорогостоящим и всеобъемлющим: в Великобритании утверждение реактора обычно занимает четыре года или более. Это представляет собой значительную нагрузку для крупных реакторных проектов и пропорционально большую нагрузку для SMR. Это может произойти даже в том случае, если большинство конструкций отрицают вероятность выброса радиации за пределы объекта».

«Канадское правительство оценило мировой рынок SMR и AMR в 150-300 млрд канадских долларов [115-230 млрд долларов] в год к 2040 году. Британский консорциум SMR, возглавляемый Rolls Royce, указал на экспортный потенциал SMR в размере £250 млрд [$332 млрд] к 2050 году. Очевидно, что этот рынок стоит развивать. Кроме того, это один из тех случаев, когда британская технология имеет надежный шанс быть на переднем крае».

«Для SMR, которым требуется несколько клиентов для поддержки экономики объема производства, общий подход к лицензированию и утверждению особенно важен. Если каждый регулирующий орган потребует внесения изменений в свою юрисдикцию, безопасность и экономические выгоды от тиражирования и объема будут потеряны».

«Общий нормативный подход к техническим обзорам может обеспечить развертывание SMR. Вот почему сотрудничество, объявленное в октябре 2020 года между управлением Великобритании по ядерному регулированию и канадской комиссией по ядерной безопасности в Канаде, является своевременным и желанным. Обе страны разделяют стремление развивать лидирующие позиции в области технологий AMR и SMR, о чем свидетельствует подписанный в марте 2020 года план действий по сотрудничеству в области передовых ядерных технологий. Другие регуляторы могут присоединиться к этому сотрудничеству и открыть международные рынки для поставщиков SMR».