«Новые технологии могли бы хорошо подойти для крупных химических заводов, если кому-нибудь удастся начать их строительство
Craig Bettenhausen
11.09.2023
Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) вошла в историю в начале этого года, когда дала свое первое одобрение новому типу атомной электростанции: малому модульному реактору (SMR).
Обычные атомные электростанции огромны и вырабатывают 1-3 ГВт электроэнергии, чего достаточно для питания города среднего размера. SMR, одобренный NRC, Voygr компании NuScale Power, будет вырабатывать 50 МВт электроэнергии. Реакторы размером примерно с зернохранилища, и NuScale выпускает их «пакетом» по 4, 6 и 12 штук.
Voygr - одна из нескольких конструкций SMR, которые привлекают внимание и инвестиции как потенциальные источники надежной, устойчивой энергетики с минимальными выбросами парниковых газов.
У ядерной энергетики много критиков, и, особенно в США и Европе, ведь за плечами история масштабных строительных проектов, которые значительно превышали бюджет. Сторонники SMRs говорят, что технология пригодна для более скромных, воспроизводимых проектов, которые могут обеспечивать низкоуглеродистую энергию по разумной цене. Если сторонники технологии правы, США и другие страны станут на шаг ближе к достижению амбициозных целей по сокращению выбросов углекислого газа.
Перейти на зеленый уровень, перейдя на ядерный
Поставка электроэнергии в энергосистему, вероятно, является крупнейшим рынком сбыта для новых ядерных установок. Но промышленные компании, такие как Dow, крупнейший производитель химической продукции в США, также рассматривают новые ядерные технологии как идеально подходящие для своих производственных предприятий, как для замены устаревающих источников тепла, работающих на ископаемом топливе, так и для производства водорода и других чистых видов топлива. SMR, обычно 300 МВт или меньше, хорошо соответствует энергетическим потребностям тяжелой промышленности, и их путь через регулирование и строительство может быть более плавным, чем у их сетевых аналогов.
Dow планирует переоборудовать свой огромный комплекс в Сидрифте, штат Техас, с помощью «пакета» из четырех SMR от компании по ядерным технологиям X-Energy. Завод Seadrift производит полиэтилен, окись этилена, этиленгликоль, этаноламины и гликолевые эфиры для многих рынков. Мощность каждого реактора регулируется в диапазоне от 80 МВт электроэнергии до 200 МВт тепла.
Крешка Янг, бизнес-директор Dow по энергетике и климату в Северной Америке, говорит, что SMR quartet станет единственным источником энергии для электростанции Seadrift, где она заменит котел, работающий на природном газе. Котельная система, которая, по словам Янга, выбрасывает 440 000 метрических тонн CO2 в год, должна быть выведена из эксплуатации в начале 2030-х годов.
Реакция ядерного деления в активной зоне большинства SMR такая же, как и в обычных больших реакторах, в которых в качестве топлива используются оксиды тяжелого металла урана. Атом 236U, нестабильного изотопа урана, получаемого путем бомбардировки нейтронами 235U, распадается, образуя два или более атома меньшего размера, больше свободных нейтронов и тепла. Нейтроны продолжают сталкиваться с другими 235атомами U, которые также превращаются в 236U. Возникает цепная реакция, и получающееся тепло отводится для выполнения полезной работы.
В некотором смысле атомные станции лучше подходят для химических производств и других тяжелых производственных объектов, чем для выработки электроэнергии. Электростанция использует тепло для нагрева воды, получения пара, вращения турбины для выработки электроэнергии. По словам Якопо Буонджорно, профессора ядерных наук и инженерии Массачусетского технологического института, даже самые лучшие системы используют менее половины тепла в виде полезной электрической энергии. Остальное тратится впустую, выбрасывается в воздух или воду.
Химические компании, напротив, используют тепло непосредственно для проведения химических реакций и дистилляции. Тепло обычно поступает в виде пара под давлением с температурой до 650 °C.
Александр Кукулас, директор энергетической и инжиниринговой фирмы AFRY Management Consulting, говорит, что типичному нефтеперерабатывающему или нефтехимическому заводу требуется в два раза больше энергии пара, чем электроэнергии. “Из всех производственных секторов США нефтехимическая промышленность имеет наибольший спрос на технологическую энергию для отопления и, как следствие, также является крупнейшим источником выбросов парниковых газов при сжигании на месте”, - говорит Кукулас. По его словам, внедряя SMR, химическая промышленность может сократить свой углеродный след на 60%.
Помимо сокращения выбросов CO2, Кукулас говорит: “если промышленность сможет отказаться от использования природного газа и отходящих газов, таких как этан и пропан, в качестве источников первичной энергии, это увеличит поставки этого ценного химического сырья, направляя его на более эффективное использование в производстве смол и химикатов”.
Чем SMR лучше?
Концепция SMR, безусловно, имеет свои проблемы и скептиков. У X-energy пока нет лицензии на конструкцию Xe-100, которую она планирует установить для Dow. Ни одна SMR, кроме системы NuScale мощностью 50 МВт, не одобрена NRC, и ситуация с регулированием аналогична в других странах. В другой ситуации NuScale решила не выходить на рынок с реактором мощностью 50 МВт и вместо этого подала заявку в Министерство энергетики США (DOE) на версию мощностью 77 МВт .
Во всем мире, как известно, работают только три SMR, два на энергетической барже в России и одна на суше в Китае. Индия эксплуатирует парк из четырнадцати реакторов мощностью 220 МВт, хотя их общий размер и конструкция больше похожи на обычные крупные АЭС, чем на SMR. Коммунальное предприятие в Аргентине работает над четвертым SMR, который отстает от графика на годы и на миллиарды превышает бюджет.
Сжатые сроки и бюджеты являются общими чертами недавних крупномасштабных проектов в области атомной энергетики, по крайней мере, в США и Европе. Первые новые реакторы в США после ядерной аварии на Три-Майл-Айленде в 1979 году представляют собой пару энергоблоков мощностью 1250 МВт, строительство которых близится к завершению за пределами Огасты, штат Джорджия. Реакторы, известные как энергоблоки 3 и 4 Plant Vogtle, первоначально планировалось подключить к электросети в 2016 году. Стоимость проекта почти на 17 миллиардов долларов превышает его бюджет в 14 миллиардов долларов.
М. В. Рамана, который является профессором государственной политики и глобальных отношений в Университете Британской Колумбии и изучает ядерную энергетику и вооружение, утверждает, что Vogtle, вероятно, будет последним из крупных реакторов и что SMR обречены на те же основные проблемы. “Я думаю, мы можем увидеть, как один или два проекта, финансируемых за счет государственных средств, будут построены в качестве своего рода прототипа”, - говорит он. “Мой прогноз заключается в том, что они будут дорогостоящими и займут больше времени, чем ожидалось, как это было в случае с большинством ядерных проектов, и на этом все закончится”.
Рамана говорит, что проблема заключается в экономике. “Ядерная энергетика стоит дорого”, - говорит он. “И причина, по которой это дорого, заключается в том, что вы пытаетесь вскипятить воду, используя очень опасный и сложный процесс ядерного деления. И для того, чтобы держать это под контролем, нужно принимать множество мер предосторожности. Из-за этой технической сложной особенности это никогда не сможет стать дешевым источником энергии ”.
Другие эксперты в области ядерной энергетики не согласны с этим. Буонджорно говорит, что ядерная энергетика часто была дорогой по сравнению с энергией, основанной на ископаемом топливе, а в последнее время и с возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер и солнце. Но он говорит, что основной причиной является процесс строительства. “Стоимость энергии ядерного реактора, вероятно, на две трети связана со строительством станции, а затем на 20% - с эксплуатацией и обслуживанием и на 10% - с топливом”, - говорит он.
Проекты атомных электростанций гигаваттного масштаба в Западной Европе и США - это масштабные мероприятия, связанные с беспорядком на открытых строительных площадках, переменной погодой, тысячами подрядчиков, нестандартными проектами и сложными цепочками поставок сырья.
“Это проблема США и Западной Европы, и это прежде всего потому, что наш строительный сектор очень, очень неэффективен”, - говорит Буонджорно. Действительно, крупные инфраструктурные проекты всех типов в этих регионах хронически запаздывают и превышают бюджет, говорит он. Южная Корея, Китай, Россия и Индия “регулярно поставляют крупные атомные электростанции в срок и в рамках бюджета, и они делают это уже 30 лет”.
Буонджорно говорит, что SMR помогут разработчикам проектов избежать задержек и перерасхода средств. Реакторы будут построены на специализированных заводах, а затем отправлены на монтажные площадки для окончательной сборки. Компании будут изготавливать один и тот же реактор снова и снова, с каждым разом совершенствуясь в этом и избегая необходимости полностью индивидуального проектирования для каждого блока. А меньшими проектами легче управлять и финансировать. Крупные компании могут устанавливать их за счет своих регулярных бюджетов капитальных затрат.
Сделка Dow с X-energy структурирована таким образом, чтобы учитывать ключевое отличие SMR от традиционных крупных атомных станций: первоначальные затраты на ввод в эксплуатацию первого реактора любой заданной конструкции будут дорогостоящими, но они должны быть оплачены только один раз.
Проект Seadrift поддерживается грантом Министерства энергетики США в размере 80 миллионов долларов. Грант поддержит усилия Dow и X-energy по вводу в эксплуатацию первой четырехреакторной системы. Но грант, который выделяют две фирмы, делает больше, чем просто помогает оплатить работу в Seadrift. Более половины денег пойдет на проектирование реактора, получение его одобрения NRC и строительство отдельного завода по производству ядерного топлива. Это единовременные расходы, которые могли бы позволить запустить десятки установок SMR.
На данный момент, по словам Янга, Dow выделяет 25 миллионов долларов на подготовку заявки NRC, которая, как она ожидает, будет подана в следующем году. Фирма также приобрела миноритарную долю в X-energy в августе 2022 года. “Мы очень заинтересованы в этом. Мы очень взволнованы этим”, - говорит она. “Нам нужно идти по этому пути, но мы не можем выписать пустой чек”.
По словам Янга, Dow постепенно отказывается от ископаемого топлива на каждом конкретном объекте. “Сроки обезуглероживания каждой из наших площадок разные, и они зависят от окончания срока службы активов, которые находятся на этой площадке”, - говорит она. “Я думаю, если предположить, что все пойдет так, как мы ожидаем, и так, как мы хотим, чтобы все шло именно так, ядерная энергия станет инструментом, к которому мы снова обратимся”.
SMR X-energy существенно отличается от обычных ядерных реакторов и конструкции SMR NuScale как по форме используемого топлива, так и по способу отвода тепла из активной зоны реактора.
Xe-100 - это то, что известно в отрасли как высокотемпературный реактор с газовым охлаждением с галечным слоем. Ядерное топливо имеет форму сфер размером с бильярдный шар. Ядро шаров состоит из урана, обогащенного до 15,5% 235U, окруженного тремя защитными слоями из карбида кремния и пиролитического углерода. Эти “камешки” медленно, но непрерывно «стекают» вниз по активной зоне реактора, в то время как газообразный гелий поднимается вверх при высоком давлении. Гелий отводит тепло, выделяющееся при делении ядра, из активной зоны в теплообменники, которые вырабатывают пар при температуре 565 ° C.
В этом заключается большое отличие от более привычных реакторов с водяным охлаждением, к которым относятся реакторы NuScale, а также те, что установлены на военных подводных лодках и гражданских электростанциях. В реакторах с водяным охлаждением используется уран, обогащенный до 3-5% 235U, который прессуется в гранулы и упаковывается в металлические трубки. Содержание природного 235U в уране составляет около 0,7%. Жидкостью-теплоносителем является обычная вода, которая ограничивает выходную температуру 275-325 градусов C.
Вероятно, не случайно, что единственным проектом SMR, одобренным NRC, является реактор с водяным охлаждением, аналогичный обычным атомным электростанциям. Министерство энергетики США решительно поддерживает новые типы реакторов, а его Национальная лаборатория в штате Айдахо является международным центром исследований в области гражданской ядерной энергетики. Но NRC, который является отдельным учреждением, менее благосклонно относится к новой технологии.
В 2022 году NRC предпринял редкий шаг, полностью отклонив проект реактора мощностью 1,5 МВт от реакторной технологической фирмы Oklo, который использует жидкий металл в качестве теплоносителя и может перерабатывать часть отработавшего топлива. В язвительных мемуарах, опубликованных в 2019 году, бывший председатель NRC Грегори Б. Яцко говорит, что агентство чаще намекает на вероятность отказа, побуждая компании отозвать заявку. Джакко описывает всю ядерную энергетику как неудачную технологию и, как и Рамана, говорит, что SMR ничего не решают.
Тем не менее, Oklo работает с NRC над новым приложением для своего SMR, которое, как и X-energy, может производить высококачественное тепло, пригодное для промышленного применения. Недавно фирма объявила о планах стать публичной путем слияния с компанией специального назначения по приобретению, или SPAC, и пользуется поддержкой Сэма Альтмана, который основал компанию, стоящую за инструментами искусственного интеллекта ChatGPT и Dall-E 2.
Клиенты химической промышленности
Если производители SMR, такие как X-energy, Oklo и NuScale, смогут получить разрешение на производство своих реакторов и вывести их с конвейера, они смогут завоевать клиентов в нескольких отраслях тяжелой промышленности. Компания GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) уже подписала контракты на поставку своей конструкции BWRX-300 SMR коммунальным компаниям Канады, Польши и Эстонии, которые планируют производство электроэнергии и водорода. GEH также сообщает, что ведет переговоры с компаниями в США, Швеции и Чешской Республике.
Чарльз Форсберг, который, как и Буонджорно, является профессором ядерных наук и инженерии в Массачусетском технологическом институте, провел в июле семинар в Шарлотте, Северная Каролина, на котором рассказал о целлюлозно-бумажных заводах с ядерной поддержкой. На встрече присутствовали владельцы и поставщики бумажных фабрик, разработчики атомной энергии и коммунальные компании, а также исследователи.
Производство бумаги - это энергоемкий процесс, поскольку на нескольких этапах требуется превращение жидких суспензий целлюлозы до сухих порошков и листов. По словам Форсберга, целлюлозно-бумажные комбинаты сжигают для получения тепла примерно половину древесины, которая поступает к ним. “Суть игры в том, что если у вас есть внешний источник энергии, можете ли вы продавать каждый пполученный атом углерода вместо того, чтобы пускать половину атомов углерода в атмосферу в виде углекислого газа?” - говорит он.
Форсберг говорит, что производство бумаги является хорошим рынком сбыта для SMR, потому что почти на всех целлюлозно-бумажных заводах используется одна и та же технология - процесс крафт. Успех на одной площадке может быть быстро распространен по всей отрасли — та же основная песня, которую поют производители SMR.
Вместо сжигания большого количества биомассы для получения тепла бумажные фабрики могли бы производить больше бумаги или перерабатывать высвобождающуюся биомассу в возобновляемые виды топлива и химикаты, объясняет Форсберг. Аналогичным образом, пиролиз и газификация, процессы, также работающие на нагреве, могут превращать отходы бумажных фабрик в нефть на биологической основе и синтез—газ - сырье, которое химическая промышленность знает, как использовать.
По словам Форсберга, если бы у бумажных фабрик был собственный источник водорода, они могли бы модернизировать свои потоки отходов до более ценных углеводородных продуктов, таких как экологически чистое авиационное топливо. SMR могли бы стать хорошим способом производства водорода, поскольку ожидается, что их выходная мощность будет хорошо сочетаться с энергетическими потребностями электролиза воды, что еще больше ужесточит требования к оборудованию бумажной фабрики.
В целом, по словам Форсберга, целлюлозно-бумажные комбинаты могли бы удвоить или даже утроить доход, который они получают от каждой метрической тонны древесины, которую они ввозят, если бы они добавили достаточный источник энергии с нулевым выбросом углерода. А переход на ядерную энергетику на целлюлозно-бумажных заводах может высвободить достаточно биомассы, чтобы обеспечить 48% энергетических потребностей США за счет биотоплива. “Все, что мы хотим сделать, - это обезуглероживать половину экономики США”, - шутит он. “Другую половину мы оставим кому-нибудь другому”.
Форсберг - не единственный человек, который говорит о производстве водорода на атомной энергии. Электролиз воды более эффективен при высоких температурах, поэтому устойчивое сочетание тепла и электроэнергии от атомных станций должно быть отличным для электролитического производства водорода. Ранее в этом году коммунальная компания Constellation запустила водородную установку мощностью 1 МВт на своей атомной электростанции Nine Mile Point мощностью 2 ГВт в Освего, штат Нью-Йорк. Constellation работает с Rolls-Royce над водородными проектами SMR в Великобритании.
Компания Rolls-Royce, которая уже 60 лет имеет контракт на строительство английских атомных подводных лодок, также ведет переговоры с промышленным конгломератом Sumitomo Corporation о ядерном водороде. В июне компании сообщили World Nuclear News, что“компактность и гибкая модульная конструкция SMR позволяют размещать ее рядом с энергоемкими промышленными процессами . . . . Для производства водорода с помощью технологии твердооксидных электролизеров можно использовать тепловую мощность электростанции для радикального повышения общей эффективности цикла производства водорода”.
В еще меньшем масштабе стартап по производству микрореакторов Nano Nuclear Energy рассматривает удаленные станции по заправке водородом в качестве приложения для разрабатываемого им высокотемпературного SMR. Система размером с полуприцеп будет вырабатывать 2,5 МВт тепла или 1 МВт электроэнергии.
Ядерно-водородные проекты любого масштаба получают государственную поддержку. В Национальной стратегии и дорожной карте США по чистому водороду, которые Министерство энергетики США опубликовало в июне, ядерная энергия наряду с ветровой и солнечной рассматриваются в качестве желательных источников чистой энергии для производства водорода. Администрация Джо Байдена добивается того, чтобы водород, вырабатываемый на атомной энергии, имел право на все те же налоговые льготы на производство и другие субсидии, что и водород на основе ветра и солнца.
Правительство Чехии также оказывает поддержку, а Франция ранее в этом году успешно боролась за то, чтобы Европейский союз признал ядерный водород низкоуглеродистым в своей законодательной базе по зеленой энергетике.
Ядерные дебаты
Однако не все так радужно. Разрыв во мнениях между ядерными пессимистами и оптимистами - это пропасть. Рамана, профессор из Университета Британской Колумбии, пишет раздел о SMR для Отчета о состоянии атомной отрасли в мире. В выпуске за 2022 год заслуженный профессор инженерного менеджмента Университета Антверпена Авиэль Вербругген описывает эти ежегодные публикации как “барьер против утопических фантазий и принятия желаемого за действительное, инструмент для установления связи с реальностью”.
Рамана заявил C & EN: “Люди, которых вы можете считать более критичными, на мой взгляд, более реалистичны”, потому что они смотрят на непростую историю экономики ядерной энергетики. “Я думаю, что происходящее - это своего рода принятие желаемого за действительное. Это соломинка, за которую они хватаются, чтобы убедиться, что появится какая-то технология, которая спасет нас от изменения климата”.
В частности, Рамана предостерегает сторонников SMR не слишком увлекаться прямым использованием тепла. Хотя потребители, которым требуется только тепло, теоретически могут обойтись без резервуаров для воды, паропроводов и турбин, необходимых для превращения тепла в электричество, все планируемые в настоящее время проекты, включая Dow's, связаны с производством пара и электроэнергии.
Ramana также критически относится к преимуществам безопасности, о которых заявляют производители SMR. По его словам, когда вы складываете все реакторы в SMR multipack, начинают возникать опасения по поводу аварий, кражи топлива и ядерных отходов.
Но глобальное стремление сократить выбросы CO2 может изменить уравнение для SMR настолько, чтобы получить лучший результат. Янг из Dow подчеркивает, что ядерная энергетика сегодня конкурирует с другими низкоуглеродистыми источниками энергии, такими как солнце, ветер и ископаемое топливо в сочетании с улавливанием углерода. До самого недавнего времени ядерная энергетика конкурировала с полным сжиганием угля, нефти и природного газа.
Сэм Дейл, аналитик исследовательской фирмы IDTechEx, занимающейся исследованиями рынка, говорит, что SMR уже конкурентоспособны, по крайней мере на бумаге, после учета батарей или других устройств накопления энергии, необходимых для обеспечения работы солнечной и ветровой систем в качестве основных поставщиков электроэнергии. По его оценкам, SMR привлекут свыше 200 миллиардов долларов инвестиций в течение следующих двух десятилетий.
Дейл ожидает ввода в эксплуатацию нескольких первых SMR к 2033 году. Среди них будут так называемые конструкции четвертого поколения, категория, которая включает реактор с газовым охлаждением X-energy, конструкцию с жидкометаллическим охлаждением Oklo и реакторы на расплавленной соли, которые могут использовать торий и ядерные отходы в дополнение к свежему урану. “Мы ожидаем, что к 2043 году около 2% мировой электроэнергии будет вырабатываться за счет SMR, что звучит незначительно, пока вы не поймете, что сегодня этот показатель равен нулю”, - говорит Дейл.
Другие наблюдатели за отраслью настроены еще более оптимистично. Мейсон Лестер, аналитик S & P Global, утверждал в недавнем выпуске подкаста консалтинговой фирмы Platts Future Energy, что он ожидает 5 ГВт новой атомной энергии в Северной Америке и 23 ГВт в Европейском Союзе к 2050 году — в основном за счет SMR.
Дейл прогнозирует, что прямое использование SMR, которое также является одним из устремлений Dow, будет расти наряду с производством электроэнергии и что широкое внедрение в тяжелой промышленности возможно к концу 2030-х годов.
Кукулас из AFRY's говорит, что SMR дают химической промышленности возможность переосмыслить систему первичного энергоснабжения таким образом, чтобы значительно сократить выбросы парниковых газов.
“Экономия покупаемой электроэнергии и предотвращение выбросов CO2 могут быть огромными”, - говорит он. “Кроме того, SMR могут фактически снизить производительность установок, обеспечивая надежное и бесперебойное энергоснабжение химических заводов и нефтеперерабатывающих заводов при базовой нагрузке. SMR могли бы проложить путь к более устойчивому будущему химической промышленности ”.
Резюме
Ядерная энергетика внушала надежду и опасения с начала 20 века. Но высокая стоимость ядерной энергии и соображения безопасности удерживают ископаемое топливо доминирующим в мировой энергетической экономике. Теперь новое поколение начинающих компаний заявляет, что их малые модульные реакторы (SMR), работающие на реакции деления, позволят избежать проблем, которые долгое время терзали атомную промышленность.
Такие производители химической продукции, как Dow, заинтересованы в том, чтобы стать первыми последователями в процессе декарбонизации своих заводов - если, конечно, кто-то сможет приступить к выполнению обещаний, связанных с SMR.
Добавлено: Вс Янв 07, 2024 8:38 am Заголовок сообщения:
M.Дудаков:
США ворвались в ядерную гонку - и сходу проиграли? Всё более сумбурными представляются планы США вернуться на рынок мирного атома - и составить конкуренцию России и Китаю. Ради этого Вашингтон устроил целую медийную кампанию - но ей всё и ограничилось.
Летом 2023 года в США кое-как довели до ума недострой - и запустили новые энергоблоки АЭС в Джорджии. Правда, на это ушло 12 лет - из-за банкротства Westinghouse. На рынке появились и новые игроки - Kairos Power и NuScale Power, пытающихся начать производство малых модульных реакторов. Правда, ни один они пока не построили - и планы возвести АЭС в Айдахо уже сорвались.
Технология малых АЭС американскими стартапами толком не освоена. Но Белый дом уже пытается задорно продавать их другим странам. И нашёл заказчиков в Польше и Румынии, кому обещают их завезти к 2030 году. На очереди ещё Гана, Филиппины, Болгария и Индонезия.
Пытались американцы договориться о постройке АЭС и с Саудовской Аравией - но война в Газе это похоронила. Ну а с другими странами контракты под вопросом по банальной причине - отсутствия опыта и технологической базы строить малые АЭС.
Тем временем Россия сейчас достраивает 19 больших АЭС и несколько малых. Китай же возводит 22 модульные АЭС. В Америке же из оставшихся 93 АЭС в ближайшие годы закроются 25 - и новые почти не строятся. Вашингтон спешно пытается нагнать Россию и Китай - чтобы не оказаться в лузерах. Как на рынке батарей и солнечных панелей, где доминирует Поднебесная. Но спохватились в США очень поздно - когда отставание в атомной сфере стало совсем непреодолимым.
h ttps://w ww.wsj.com/politics/national-security/washington-heats-up-nuclear-energy-competition-with-russia-china-f2f18e75?mod=hp_lead_pos4
Добавлено: Ср Янв 31, 2024 10:37 am Заголовок сообщения:
"Небольшие модульные реакторы могут иметь климатические преимущества, но они также могут быть уязвимы к изменению климата – Анализ"
31 января 2024 г.
Автор : Виталий Федченко
Атомные электростанции 20 века были, по большей части, огромными монстрами. Их строительство стоило много миллиардов долларов, и для их эксплуатации требовалась значительная и хорошо обученная рабочая сила. Более того, поскольку выработка энергии около 1000 МВт на реактор является нормой, для них требовалась разветвленная электросеть потребителей, способная регулярно отбирать огромное количество производимой ими энергии. Эти характеристики привели к тому, что крупные атомные электростанции строились почти исключительно в промышленно развитых странах.
В последнее время набирает популярность новый класс малых модульных реакторов (SMR) для выработки электроэнергии, которые, предположительно, лучше подходят для использования в развивающихся странах. SMR обещают способствовать прогрессу в направлении всеобщего доступа к современным источникам энергии и ряда других целей устойчивого развития с учетом климатических условий. Однако, хотя они, возможно, и не окажут негативного влияния на будущее изменение климата, SMR не застрахованы от прямых и косвенных воздействий уже меняющегося климата.
Большие надежды на SMR: переход развивающегося мира к низкоуглеродной энергетике
SMR имеют более низкие капитальные затраты и более короткие сроки строительства, чем реакторы, используемые на традиционных атомных электростанциях. Имея более низкую выработку энергии, они также могут работать с сетями меньшей мощности. Они могут быть размещены в отдаленных и менее развитых районах и даже могут быть встроены в существующую инфраструктуру после вывода из эксплуатации электростанций, работающих на угле. Модульная конструкция означает, что их можно легко построить — и со временем расширить - в соответствии с местными потребностями в электроэнергии.
Эти характеристики — наряду с другими, такими как более низкие выбросы углерода и более низкие показатели смертности от аварий и загрязнения на единицу производимой энергии по сравнению со многими другими источниками энергии — объясняют, почему десятки государств выразили заинтересованность в создании SMR того или иного вида. Согласно данным Агентства по ядерной энергии ОЭСР и Всемирной ядерной ассоциации, по меньшей мере 40 государств предпринимают шаги по строительству SMR на своих территориях.
МАГАТЭ насчитало не менее 80 конструкций SMR. Большинство из них предназначены для производства электроэнергии в течение 60 и более лет. Учитывая время, отведенное на строительство, вывод из эксплуатации и потенциальное продление срока эксплуатации, вполне возможно, что срок службы будущих SMR может приблизиться к 100 или более годам.
Другая сторона медали: SMR и климатические риски
Столетие - это долгий срок. В любом конкретном месте политические и социальные изменения неизбежны, многие из них невозможно предсказать. Случай с Запорожской атомной электростанцией в Украине является показательным примером: когда в 1977 году принималось решение о ее строительстве, мысль о том, что она окажется втянутой в конфликт между постсоветской Россией и Украиной, была практически немыслима.
Изменение климата и его прямые и косвенные последствия, в том числе для политики и безопасности, также представляют риски для атомных электростанций и другой критически важной инфраструктуры. Прямые последствия включают быстро наступающие экстремальные погодные явления (такие как штормы и приливы, аномальная жара и внезапные наводнения), а также явления с более медленным началом (такие как повышение уровня моря, нехватка воды, изменение количества осадков или средних температур). Все это может подорвать безопасное функционирование ядерных установок. Например, засуха, особенно усугубляемая конкурирующими потребностями в воде, может нарушить подачу охлаждающей воды в реактор, что потенциально потребует остановки, в то время как наводнения или штормы могут повредить критически важные системы.
Анализ уязвимости атомных электростанций к таким связанным с климатом воздействиям в 2021 году полон важных выводов. Исследование показывает, что средняя частота связанных с изменением климата отключений электроэнергии на атомных электростанциях во всем мире резко возросла — с 0,2 отключений на реактор в год в 1990-х годах примерно до 0,82 в 2000-х годах и до 1,5 в 2010-19 годах. Согласно прогнозам, потери энергии из-за изменения климата на атомных электростанциях мира будут продолжать расти.
Результаты этого исследования за период 2010-19 годов свидетельствуют о том, что после ураганов и тайфунов (в Соединенных Штатах, Южной и Юго-Восточной Азии) вторым по величине фактором, приводящим к отключениям, связанным с климатом, было повышение температуры окружающей среды. Более высокие температуры окружающей среды могут влиять на атомные электростанции различными способами. Например, более высокие температуры могут способствовать быстрому росту водорослей или другого биологического материала, что, в свою очередь, может засорять системы забора охлаждающей воды, снижая производство и даже требуя остановки реакторов, особенно в более теплых районах или в реакторах, использующих морскую воду для охлаждения. Высокие температуры окружающей среды также могут снизить эффективность производства электроэнергии. Во многих развивающихся странах, где доступ к электроэнергии в настоящее время самый низкий (и, следовательно, где SMR могут иметь наибольшую ценность для содействия развитию), уже наблюдаются относительно высокие температуры окружающей среды, которые, вероятно, будут расти и дальше.
Некоторые государства, которые уже объявили о заинтересованности в строительстве SMR, находятся в районах, сильно подверженных физическим последствиям изменения климата, включая страны с доходом ниже среднего. Хотя авария на атомной электростанции "Фукусима Дайити" в 2011 году была вызвана стихийным бедствием, не связанным с изменением климата, она продемонстрировала, что даже в такой богатой промышленно развитой стране, как Япония, ядерные объекты могут быть уязвимы к экстремальным природным явлениям.
Создание SMR в долгосрочной перспективе
Текущий спрос на SMR предполагает, что количество действующих атомных электростанций по всему миру значительно возрастет, многие из них будут расположены в отдаленных районах или в странах, подверженных изменению климата, где возможности реагирования на чрезвычайные ситуации и ресурсы могут быть ограничены. Хорошей новостью является то, что, поскольку большинство SMR все еще находятся на стадии проектирования, должна быть возможность учитывать риски, связанные с климатом, как при технических характеристиках, так и при возможном развертывании. Наиболее острые угрозы экстремальных погодных явлений для ядерной безопасности можно успешно устранить, остановив реактор до тех пор, пока не минует событие. Поскольку SMR являются более новыми и меньшими по размеру, чем традиционные реакторы, риски, иногда связанные с такими остановками, должны быть меньше. Кроме того, во многие новые конструкции SMR встраивается повышенная устойчивость, такая как пассивные системы охлаждения и возможность подземной установки. МАГАТЭ перечислило все возможные способы адаптации атомных электростанций к различным прямым воздействиям изменения климата.
Многие страны с энтузиазмом относятся к осуществлению своего ‘неотъемлемого права’ на мирное использование ядерной энергии, закрепленного Договором о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) 1968 года, что делает вероятным строительство значительного количества SMR. Правительства и проектировщики, наряду с регулирующими органами и компаниями, разрабатывающими и поставляющими SMR, должны подумать о том, как наилучшим образом обеспечить столетнюю безопасную эксплуатацию в условиях непредсказуемых рисков, включая — но ни в коем случае не ограничиваясь ими — прямые и косвенные риски, связанные с изменением климата.
Однако эксплуатация любой электростанции, включая SMR, всегда сопряжена с определенным уровнем риска. Многопараметрический компромисс неизбежен между правом на мирное использование ядерной энергии, наряду с ее потенциальным развитием и климатическими выгодами, и императивами ядерного нераспространения, безопасности в неопределенном будущем.
Автор: В.Федченко - старший научный сотрудник Программы SIPRI по оружию массового уничтожения.
Добавлено: Пн Фев 19, 2024 10:34 am Заголовок сообщения:
Проблемы отходов требуют рассмотрения при внедрении SMR, утверждает CoRWM
9 Февраля 2024
По мнению Комитета Великобритании по обращению с радиоактивными отходами (CoRWM), вопросам обращения с отходами необходимо уделять значительно большее внимание в процессе разработки и развертывания малых модульных реакторов и перспективных конструкций модульных реакторов.
"Существует значительный импульс для разработки конструкций малых модульных реакторов (SMR) и усовершенствованных модульных реакторов (AMR) и их коммерческого внедрения, как в целях энергетической безопасности, так и по экологическим соображениям, особенно учитывая исторические трудности развертывания реакторов гигаваттного масштаба", - отмечает CoRWM в новом документе с изложением позиции.
Однако в нем говорится, что проблема обращения с отработанным топливом и радиоактивными отходами от этих новых реакторов "по-видимому, за некоторыми исключениями ... до сих пор в значительной степени игнорировалась или, по крайней мере, преуменьшалась". В нем добавляется, что этот вопрос "необходимо учитывать при выборе технологий для инвестиций, дальнейшей разработки, строительства и эксплуатации".
В документе говорится: "Это должно включать устранение неопределенностей в отношении такого обращения на ранней стадии, чтобы избежать дорогостоящих ошибок, которые были допущены в прошлом, при проектировании реакторов без достаточного учета того, как будут обращаться с отработавшим топливом и отходами, а также для обеспечения финансовой уверенности инвесторов в отношении затрат на эксплуатацию в течение всего срока эксплуатации и вывода из эксплуатации".
CoRWM заявляет, что важно знать: природу и состав отходов и, в частности, использованного топлива; вероятное выделение тепла и уровни активности; как его можно целесообразно упаковать и его объем; и когда оно может возникнуть.
"Пока опубликовано мало материалов от промоутеров и разработчиков новых типов реакторов, которые могли бы продемонстрировать, что они уделяют необходимый уровень внимания отходам, которые в перспективе могут образоваться в результате SMR / AMR", - отмечается в нем.
В позиционном документе содержатся рекомендации правительству Великобритании, Great British Nuclear (GBN), службам по обращению с ядерными отходами и регулирующим органам для рассмотрения по мере продвижения внедрения SMR и AMR.
"Необходимо ответить на множество вопросов, касающихся аспектов обращения с радиоактивными отходами и отработавшим топливом при проектировании и эксплуатации SMR и AMR", - говорит CoRWM. "В этом документе начинается процесс их рассмотрения, с оговоркой, что наши знания о конструкциях реакторов и их потребностях в топливе относительно незрелы по сравнению с реакторами большой мощности".
CoRWM заявляет, что существуют различные механизмы, с помощью которых эти вопросы могут быть решены в процессе получения разрешения на новые реакторы. В основном это: процесс обоснования, который будет обязательным для всех новых типов реакторов; общая оценка проекта, которая является необязательной и не предусмотрена законом; лицензирование ядерной площадки; и экологические разрешения.
"Последние два этапа контроля в некоторых случаях могут быть проведены слишком поздно, чтобы обеспечить эффективную оптимизацию конструкций и выбор материалов, сокращающих количество отходов", - говорит CoRWM. "Еще предстоит выяснить, насколько эффективными будут эти механизмы и будут ли они задействованы достаточно рано в процессе принятия решений, чтобы обеспечить полное и ответственное обращение с радиоактивными отходами".
CoRWM был создан в 2003 году как негосударственный консультативный комитет и классифицируется как вневедомственный государственный орган. Его цель - предоставлять независимые консультации правительству Великобритании и переданным администрациям на основе изучения имеющихся доказательств долгосрочного обращения с радиоактивными отходами, образующимися в результате гражданских и, при необходимости, оборонных ядерных программ, включая хранение и утилизацию.
Правительство Великобритании планирует увеличить мощность атомной энергетики до 24 ГВт к 2050 году, и парк SMR является ключевой частью этой стратегии. В прошлом году правительство и новый независимый орган GBN, созданный для оказания помощи в создании этих дополнительных мощностей, начали процесс выбора технологии SMR для использования. В октябре EDF, GE Hitachi Nuclear Energy, Holtec, NuScale Power, Rolls Royce SMR и Westinghouse были приглашены принять участие в торгах по государственным контрактам Великобритании на следующем этапе процесса.
Добавлено: Вт Май 14, 2024 9:47 am Заголовок сообщения:
Anonymous писал(а):
Проблемы отходов требуют рассмотрения при внедрении SMR, утверждает CoRWM
9 Февраля 2024
По мнению Комитета Великобритании по обращению с радиоактивными отходами (CoRWM), вопросам обращения с отходами необходимо уделять значительно большее внимание в процессе разработки и развертывания малых модульных реакторов и перспективных конструкций модульных реакторов.
"Существует значительный импульс для разработки конструкций малых модульных реакторов (SMR) и усовершенствованных модульных реакторов (AMR) и их коммерческого внедрения, как в целях энергетической безопасности, так и по экологическим соображениям, особенно учитывая исторические трудности развертывания реакторов гигаваттного масштаба", - отмечает CoRWM в новом документе с изложением позиции.
Однако в нем говорится, что проблема обращения с отработанным топливом и радиоактивными отходами от этих новых реакторов "по-видимому, за некоторыми исключениями ... до сих пор в значительной степени игнорировалась или, по крайней мере, преуменьшалась". В нем добавляется, что этот вопрос "необходимо учитывать при выборе технологий для инвестиций, дальнейшей разработки, строительства и эксплуатации".
В документе говорится: "Это должно включать устранение неопределенностей в отношении такого обращения на ранней стадии, чтобы избежать дорогостоящих ошибок, которые были допущены в прошлом, при проектировании реакторов без достаточного учета того, как будут обращаться с отработавшим топливом и отходами, а также для обеспечения финансовой уверенности инвесторов в отношении затрат на эксплуатацию в течение всего срока эксплуатации и вывода из эксплуатации".
CoRWM заявляет, что важно знать: природу и состав отходов и, в частности, использованного топлива; вероятное выделение тепла и уровни активности; как его можно целесообразно упаковать и его объем; и когда оно может возникнуть.
"Пока опубликовано мало материалов от промоутеров и разработчиков новых типов реакторов, которые могли бы продемонстрировать, что они уделяют необходимый уровень внимания отходам, которые в перспективе могут образоваться в результате SMR / AMR", - отмечается в нем.
В позиционном документе содержатся рекомендации правительству Великобритании, Great British Nuclear (GBN), службам по обращению с ядерными отходами и регулирующим органам для рассмотрения по мере продвижения внедрения SMR и AMR.
"Необходимо ответить на множество вопросов, касающихся аспектов обращения с радиоактивными отходами и отработавшим топливом при проектировании и эксплуатации SMR и AMR", - говорит CoRWM. "В этом документе начинается процесс их рассмотрения, с оговоркой, что наши знания о конструкциях реакторов и их потребностях в топливе относительно незрелы по сравнению с реакторами большой мощности".
CoRWM заявляет, что существуют различные механизмы, с помощью которых эти вопросы могут быть решены в процессе получения разрешения на новые реакторы. В основном это: процесс обоснования, который будет обязательным для всех новых типов реакторов; общая оценка проекта, которая является необязательной и не предусмотрена законом; лицензирование ядерной площадки; и экологические разрешения.
"Последние два этапа контроля в некоторых случаях могут быть проведены слишком поздно, чтобы обеспечить эффективную оптимизацию конструкций и выбор материалов, сокращающих количество отходов", - говорит CoRWM. "Еще предстоит выяснить, насколько эффективными будут эти механизмы и будут ли они задействованы достаточно рано в процессе принятия решений, чтобы обеспечить полное и ответственное обращение с радиоактивными отходами".
CoRWM был создан в 2003 году как негосударственный консультативный комитет и классифицируется как вневедомственный государственный орган. Его цель - предоставлять независимые консультации правительству Великобритании и переданным администрациям на основе изучения имеющихся доказательств долгосрочного обращения с радиоактивными отходами, образующимися в результате гражданских и, при необходимости, оборонных ядерных программ, включая хранение и утилизацию.
Правительство Великобритании планирует увеличить мощность атомной энергетики до 24 ГВт к 2050 году, и парк SMR является ключевой частью этой стратегии. В прошлом году правительство и новый независимый орган GBN, созданный для оказания помощи в создании этих дополнительных мощностей, начали процесс выбора технологии SMR для использования. В октябре EDF, GE Hitachi Nuclear Energy, Holtec, NuScale Power, Rolls Royce SMR и Westinghouse были приглашены принять участие в торгах по государственным контрактам Великобритании на следующем этапе процесса.
ПРОВЕДЕННЫЕ В СТЭНФОРДЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗЫВАЮТ, ЧТО МАЛЫЕ МОДУЛЬНЫЕ РЕАКТОРЫ УСУГУБЯТ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ВЫСОКОРАДИОАКТИВНЫМИ ЯДЕРНЫМИ ОТХОДАМИ
Согласно исследованиям, проведенным в Стэнфорде и Университете Британской Колумбии, малые модульные реакторы, которые долгое время рекламировались как будущее ядерной энергетики, на самом деле будут производить больше радиоактивных отходов, чем обычные атомные электростанции.
Автор: Марк Шварц
Ядерные реакторы обеспечивают надежное электроснабжение при ограниченных выбросах парниковых газов. Но атомная электростанция, вырабатывающая 1000 мегаватт электроэнергии, также производит радиоактивные отходы, которые должны быть изолированы от окружающей среды на сотни тысяч лет. Кроме того, стоимость строительства крупной атомной электростанции может составлять десятки миллиардов долларов.
Для решения этих проблем атомная промышленность разрабатывает небольшие модульные реакторы, которые вырабатывают менее 300 мегаватт электроэнергии и могут быть собраны на заводах. Небольшие модульные реакторы имеют габариты примерно от 1/10 до 1/4 размера традиционной атомной электростанции благодаря компактной и упрощенной конструкции.
Отраслевые аналитики обещают, что эти усовершенствованные модульные конструкции будут дешевле и производить меньше побочных радиоактивных продуктов, чем обычные крупномасштабные реакторы.
Но исследование, опубликованное ещё 31 мая 2022 в материалах Национальной академии наук, привело к противоположному выводу.
“Наши результаты показывают, что большинство конструкций малых модульных реакторов на самом деле увеличивают объем ядерных отходов, нуждающихся в обращении и захоронении, в 2-30 раз для реакторов, включенных в наше тематическое исследование”, - заявила ведущий автор исследования Линдси Кролл, бывший научный сотрудник MacArthur Postdoctor в Центре международной безопасности и сотрудничества (CISAC) Стэнфордского университета. “Эти результаты резко контрастируют с выгодами от затрат и сокращения отходов, о которых заявляют сторонники передовых ядерных технологий”.
Глобальная ядерная энергетика
Около 440 ядерных реакторов работают по всему миру, обеспечивая примерно 10 процентов мировой электроэнергии. В Соединенных Штатах 93 ядерных реактора производят почти пятую часть электроэнергии, вырабатываемой в стране.
В отличие от электростанций, работающих на угле или природном газе, атомные станции выделяют мало углекислого газа, являющегося основной причиной глобального потепления. Сторонники АЭС говорят, что по мере роста мирового спроса на экологически чистую энергию потребуется больше ядерной энергии для минимизации последствий изменения климата.
Но ядерная энергетика не свободна от рисков. Только в США на коммерческих атомных электростанциях уже произведено и накоплено более 88 000 метрических тонн отработавшего ядерного топлива, а также значительные объемы РАО средней и низкой активности. Наиболее высокорадиоактивные отходы (в основном отработавшее топливо) придется изолировать в глубоких геологических хранилищах на сотни тысяч лет. В настоящее время в США нет программы по созданию геологического хранилища после того, как были потрачены десятилетия и миллиарды долларов на строительство хранилища Yucca Mountain в Неваде. В результате отработавшее ядерное топливо в настоящее время хранится в бассейнах выдержки или в сухих контейнерах на реакторных площадках, накапливаясь со скоростью около 2000 метрических тонн в год.
Простые показатели
Некоторые аналитики утверждают, что небольшие модульные реакторы значительно уменьшат массу образующегося отработавшего ядерного топлива по сравнению с гораздо более крупными обычными ядерными реакторами. Но, по мнению Кролл и ее коллег, этот вывод чересчур оптимистичен.
“Простые показатели, такие как оценка массы отработавшего топлива, дают мало представления о ресурсах, которые потребуются для переработки, хранения, упаковки и утилизации отработавшего топлива и других радиоактивных отходов”, - сказала Кролл, которая в настоящее время является научным сотрудником Шведской компании по управлению ядерным топливом и отходами. “На самом деле, удивительно мало исследований анализировали обращение и управление потоками ядерных отходов из малых модульных реакторов и их утилизацию”.
В мире предложены десятки конструкций небольших модульных реакторов. Для своего исследования Кролл проанализировала потоки ядерных отходов от трех типов малых модульных реакторов, разрабатываемых Toshiba, NuScale и Terrestrial Energy. Каждая компания использует свой дизайн. Результаты тематических исследований были подтверждены теоретическими расчетами и более широким проектным исследованием. Этот трехсторонний подход позволил авторам сделать весьма убедительные выводы.
“Анализ был сложным, потому что ни один из этих реакторов еще не введен в эксплуатацию”, - сказал соавтор исследования Родни Юинг, профессор, специалист по вопросам ядерной безопасности в Стэнфорде и содиректор CISAC. “Кроме того, конструкции некоторых реакторов являются запатентованными, что создает дополнительные препятствия для исследований”.
Утечка нейтронов
Энергия в ядерном реакторе вырабатывается, когда нейтрон расщепляет атом урана в активной зоне реактора, генерируя дополнительные нейтроны, которые далее расщепляют другие атомы урана, создавая цепную реакцию. Но некоторые нейтроны выходят из активной зоны – проблема, называемая утечкой нейтронов, - и попадают в окружающие конструкционные материалы, такие как сталь и бетон. Эти материалы становятся радиоактивными, когда “активируются” нейтронами, потерянными из активной зоны.
Новое исследование показало, что из-за их меньшего размера в малых модульных реакторах будет происходить гораздо большая утечка нейтронов, чем в обычных реакторах. Эта повышенная утечка влияет на количество и сам состав отходов.
“Чем больше утекает нейтронов, тем большее количество радиоактивности создается в процессе активации нейтронов”, - сказал Юинг. “Мы обнаружили, что небольшие модульные реакторы будут “производить”, по меньшей мере, в девять раз больше нейтронно-активированной стали, чем обычные электростанции. С этими радиоактивными материалами необходимо более тщательно обращаться перед утилизацией, что будет дорогостоящим делом”.
Исследование также показало, что отработавшее ядерное топливо из малых модульных реакторов будет выгружаться в большем объеме на единицу извлеченной энергии и это может быть намного сложнее, чем в случае с отработавшим топливом, выгружаемым с существующих АЭС.
“В некоторых конструкциях небольших модульных реакторов используются химически экзотические виды топлива и охлаждающие жидкости, которые могут приводить к образованию отходов, с которыми трудно обращаться для утилизации”, - сказала соавтор Эллисон Макфарлейн, профессор и директор Школы государственной политики и глобальных отношений Университета Британской Колумбии. “Эти экзотические виды топлива и охлаждающие жидкости могут потребовать дорогостоящей химической обработки перед утилизацией”.
“Главный вывод для отрасли и инвесторов заключается в том, что конечная стадия топливного цикла может включать скрытые затраты, которые необходимо обязательно учитывать”, - подчеркнула Макфарлейн. “В интересах проектировщика реактора и регулирующего органа понимать последствия использования таких реакторов в контексте последующего обращения с образующимися отходами”.
Радиотоксичность
В исследовании делается вывод о том, что в целом небольшие модульные конструкции уступают обычным реакторам в отношении образования радиоактивных отходов, требований к обращению и вариантов захоронения.
Одной из проблем является долговременное излучение от отработавшего ядерного топлива. Исследовательская группа подсчитала, что через 10 000 лет радиотоксичность плутония в отработавшем топливе, выгружаемом из трех исследовательских модулей, будет, по меньшей мере, на 50 процентов выше, чем содержание плутония в обычном отработавшем топливе на единицу извлеченной энергии.
По словам авторов, из-за такого высокого уровня радиотоксичности геологические хранилища отходов малых модульных реакторов должны быть очень тщательно выбраны с помощью детального изучения особенностей процесса их размещения.
“Мы не обязаны проводить такого рода исследования”, - сказал Юинг. “Поставщики реакторов, те, кто их предлагает и получает федеральную поддержку для разработки передовых реакторов, должны быть обеспокоены отходами и самостоятельно проводить исследования, которые могут быть рассмотрены в открытой литературе”.
Добавлено: Ср Май 15, 2024 9:13 am Заголовок сообщения:
Anonymous писал(а):
Anonymous писал(а):
Проблемы отходов требуют рассмотрения при внедрении SMR, утверждает CoRWM
9 Февраля 2024
По мнению Комитета Великобритании по обращению с радиоактивными отходами (CoRWM), вопросам обращения с отходами необходимо уделять значительно большее внимание в процессе разработки и развертывания малых модульных реакторов и перспективных конструкций модульных реакторов.
"Существует значительный импульс для разработки конструкций малых модульных реакторов (SMR) и усовершенствованных модульных реакторов (AMR) и их коммерческого внедрения, как в целях энергетической безопасности, так и по экологическим соображениям, особенно учитывая исторические трудности развертывания реакторов гигаваттного масштаба", - отмечает CoRWM в новом документе с изложением позиции.
Однако в нем говорится, что проблема обращения с отработанным топливом и радиоактивными отходами от этих новых реакторов "по-видимому, за некоторыми исключениями ... до сих пор в значительной степени игнорировалась или, по крайней мере, преуменьшалась". В нем добавляется, что этот вопрос "необходимо учитывать при выборе технологий для инвестиций, дальнейшей разработки, строительства и эксплуатации".
В документе говорится: "Это должно включать устранение неопределенностей в отношении такого обращения на ранней стадии, чтобы избежать дорогостоящих ошибок, которые были допущены в прошлом, при проектировании реакторов без достаточного учета того, как будут обращаться с отработавшим топливом и отходами, а также для обеспечения финансовой уверенности инвесторов в отношении затрат на эксплуатацию в течение всего срока эксплуатации и вывода из эксплуатации".
CoRWM заявляет, что важно знать: природу и состав отходов и, в частности, использованного топлива; вероятное выделение тепла и уровни активности; как его можно целесообразно упаковать и его объем; и когда оно может возникнуть.
"Пока опубликовано мало материалов от промоутеров и разработчиков новых типов реакторов, которые могли бы продемонстрировать, что они уделяют необходимый уровень внимания отходам, которые в перспективе могут образоваться в результате SMR / AMR", - отмечается в нем.
В позиционном документе содержатся рекомендации правительству Великобритании, Great British Nuclear (GBN), службам по обращению с ядерными отходами и регулирующим органам для рассмотрения по мере продвижения внедрения SMR и AMR.
"Необходимо ответить на множество вопросов, касающихся аспектов обращения с радиоактивными отходами и отработавшим топливом при проектировании и эксплуатации SMR и AMR", - говорит CoRWM. "В этом документе начинается процесс их рассмотрения, с оговоркой, что наши знания о конструкциях реакторов и их потребностях в топливе относительно незрелы по сравнению с реакторами большой мощности".
CoRWM заявляет, что существуют различные механизмы, с помощью которых эти вопросы могут быть решены в процессе получения разрешения на новые реакторы. В основном это: процесс обоснования, который будет обязательным для всех новых типов реакторов; общая оценка проекта, которая является необязательной и не предусмотрена законом; лицензирование ядерной площадки; и экологические разрешения.
"Последние два этапа контроля в некоторых случаях могут быть проведены слишком поздно, чтобы обеспечить эффективную оптимизацию конструкций и выбор материалов, сокращающих количество отходов", - говорит CoRWM. "Еще предстоит выяснить, насколько эффективными будут эти механизмы и будут ли они задействованы достаточно рано в процессе принятия решений, чтобы обеспечить полное и ответственное обращение с радиоактивными отходами".
CoRWM был создан в 2003 году как негосударственный консультативный комитет и классифицируется как вневедомственный государственный орган. Его цель - предоставлять независимые консультации правительству Великобритании и переданным администрациям на основе изучения имеющихся доказательств долгосрочного обращения с радиоактивными отходами, образующимися в результате гражданских и, при необходимости, оборонных ядерных программ, включая хранение и утилизацию.
Правительство Великобритании планирует увеличить мощность атомной энергетики до 24 ГВт к 2050 году, и парк SMR является ключевой частью этой стратегии. В прошлом году правительство и новый независимый орган GBN, созданный для оказания помощи в создании этих дополнительных мощностей, начали процесс выбора технологии SMR для использования. В октябре EDF, GE Hitachi Nuclear Energy, Holtec, NuScale Power, Rolls Royce SMR и Westinghouse были приглашены принять участие в торгах по государственным контрактам Великобритании на следующем этапе процесса.
ПРОВЕДЕННЫЕ В СТЭНФОРДЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗЫВАЮТ, ЧТО МАЛЫЕ МОДУЛЬНЫЕ РЕАКТОРЫ УСУГУБЯТ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ВЫСОКОРАДИОАКТИВНЫМИ ЯДЕРНЫМИ ОТХОДАМИ
Согласно исследованиям, проведенным в Стэнфорде и Университете Британской Колумбии, малые модульные реакторы, которые долгое время рекламировались как будущее ядерной энергетики, на самом деле будут производить больше радиоактивных отходов, чем обычные атомные электростанции.
Автор: Марк Шварц
Ядерные реакторы обеспечивают надежное электроснабжение при ограниченных выбросах парниковых газов. Но атомная электростанция, вырабатывающая 1000 мегаватт электроэнергии, также производит радиоактивные отходы, которые должны быть изолированы от окружающей среды на сотни тысяч лет. Кроме того, стоимость строительства крупной атомной электростанции может составлять десятки миллиардов долларов.
Для решения этих проблем атомная промышленность разрабатывает небольшие модульные реакторы, которые вырабатывают менее 300 мегаватт электроэнергии и могут быть собраны на заводах. Небольшие модульные реакторы имеют габариты примерно от 1/10 до 1/4 размера традиционной атомной электростанции благодаря компактной и упрощенной конструкции.
Отраслевые аналитики обещают, что эти усовершенствованные модульные конструкции будут дешевле и производить меньше побочных радиоактивных продуктов, чем обычные крупномасштабные реакторы.
Но исследование, опубликованное ещё 31 мая 2022 в материалах Национальной академии наук, привело к противоположному выводу.
“Наши результаты показывают, что большинство конструкций малых модульных реакторов на самом деле увеличивают объем ядерных отходов, нуждающихся в обращении и захоронении, в 2-30 раз для реакторов, включенных в наше тематическое исследование”, - заявила ведущий автор исследования Линдси Кролл, бывший научный сотрудник MacArthur Postdoctor в Центре международной безопасности и сотрудничества (CISAC) Стэнфордского университета. “Эти результаты резко контрастируют с выгодами от затрат и сокращения отходов, о которых заявляют сторонники передовых ядерных технологий”.
Глобальная ядерная энергетика
Около 440 ядерных реакторов работают по всему миру, обеспечивая примерно 10 процентов мировой электроэнергии. В Соединенных Штатах 93 ядерных реактора производят почти пятую часть электроэнергии, вырабатываемой в стране.
В отличие от электростанций, работающих на угле или природном газе, атомные станции выделяют мало углекислого газа, являющегося основной причиной глобального потепления. Сторонники АЭС говорят, что по мере роста мирового спроса на экологически чистую энергию потребуется больше ядерной энергии для минимизации последствий изменения климата.
Но ядерная энергетика не свободна от рисков. Только в США на коммерческих атомных электростанциях уже произведено и накоплено более 88 000 метрических тонн отработавшего ядерного топлива, а также значительные объемы РАО средней и низкой активности. Наиболее высокорадиоактивные отходы (в основном отработавшее топливо) придется изолировать в глубоких геологических хранилищах на сотни тысяч лет. В настоящее время в США нет программы по созданию геологического хранилища после того, как были потрачены десятилетия и миллиарды долларов на строительство хранилища Yucca Mountain в Неваде. В результате отработавшее ядерное топливо в настоящее время хранится в бассейнах выдержки или в сухих контейнерах на реакторных площадках, накапливаясь со скоростью около 2000 метрических тонн в год.
Простые показатели
Некоторые аналитики утверждают, что небольшие модульные реакторы значительно уменьшат массу образующегося отработавшего ядерного топлива по сравнению с гораздо более крупными обычными ядерными реакторами. Но, по мнению Кролл и ее коллег, этот вывод чересчур оптимистичен.
“Простые показатели, такие как оценка массы отработавшего топлива, дают мало представления о ресурсах, которые потребуются для переработки, хранения, упаковки и утилизации отработавшего топлива и других радиоактивных отходов”, - сказала Кролл, которая в настоящее время является научным сотрудником Шведской компании по управлению ядерным топливом и отходами. “На самом деле, удивительно мало исследований анализировали обращение и управление потоками ядерных отходов из малых модульных реакторов и их утилизацию”.
В мире предложены десятки конструкций небольших модульных реакторов. Для своего исследования Кролл проанализировала потоки ядерных отходов от трех типов малых модульных реакторов, разрабатываемых Toshiba, NuScale и Terrestrial Energy. Каждая компания использует свой дизайн. Результаты тематических исследований были подтверждены теоретическими расчетами и более широким проектным исследованием. Этот трехсторонний подход позволил авторам сделать весьма убедительные выводы.
“Анализ был сложным, потому что ни один из этих реакторов еще не введен в эксплуатацию”, - сказал соавтор исследования Родни Юинг, профессор, специалист по вопросам ядерной безопасности в Стэнфорде и содиректор CISAC. “Кроме того, конструкции некоторых реакторов являются запатентованными, что создает дополнительные препятствия для исследований”.
Утечка нейтронов
Энергия в ядерном реакторе вырабатывается, когда нейтрон расщепляет атом урана в активной зоне реактора, генерируя дополнительные нейтроны, которые далее расщепляют другие атомы урана, создавая цепную реакцию. Но некоторые нейтроны выходят из активной зоны – проблема, называемая утечкой нейтронов, - и попадают в окружающие конструкционные материалы, такие как сталь и бетон. Эти материалы становятся радиоактивными, когда “активируются” нейтронами, потерянными из активной зоны.
Новое исследование показало, что из-за их меньшего размера в малых модульных реакторах будет происходить гораздо большая утечка нейтронов, чем в обычных реакторах. Эта повышенная утечка влияет на количество и сам состав отходов.
“Чем больше утекает нейтронов, тем большее количество радиоактивности создается в процессе активации нейтронов”, - сказал Юинг. “Мы обнаружили, что небольшие модульные реакторы будут “производить”, по меньшей мере, в девять раз больше нейтронно-активированной стали, чем обычные электростанции. С этими радиоактивными материалами необходимо более тщательно обращаться перед утилизацией, что будет дорогостоящим делом”.
Исследование также показало, что отработавшее ядерное топливо из малых модульных реакторов будет выгружаться в большем объеме на единицу извлеченной энергии и это может быть намного сложнее, чем в случае с отработавшим топливом, выгружаемым с существующих АЭС.
“В некоторых конструкциях небольших модульных реакторов используются химически экзотические виды топлива и охлаждающие жидкости, которые могут приводить к образованию отходов, с которыми трудно обращаться для утилизации”, - сказала соавтор Эллисон Макфарлейн, профессор и директор Школы государственной политики и глобальных отношений Университета Британской Колумбии. “Эти экзотические виды топлива и охлаждающие жидкости могут потребовать дорогостоящей химической обработки перед утилизацией”.
“Главный вывод для отрасли и инвесторов заключается в том, что конечная стадия топливного цикла может включать скрытые затраты, которые необходимо обязательно учитывать”, - подчеркнула Макфарлейн. “В интересах проектировщика реактора и регулирующего органа понимать последствия использования таких реакторов в контексте последующего обращения с образующимися отходами”.
Радиотоксичность
В исследовании делается вывод о том, что в целом небольшие модульные конструкции уступают обычным реакторам в отношении образования радиоактивных отходов, требований к обращению и вариантов захоронения.
Одной из проблем является долговременное излучение от отработавшего ядерного топлива. Исследовательская группа подсчитала, что через 10 000 лет радиотоксичность плутония в отработавшем топливе, выгружаемом из трех исследовательских модулей, будет, по меньшей мере, на 50 процентов выше, чем содержание плутония в обычном отработавшем топливе на единицу извлеченной энергии.
По словам авторов, из-за такого высокого уровня радиотоксичности геологические хранилища отходов малых модульных реакторов должны быть очень тщательно выбраны с помощью детального изучения особенностей процесса их размещения.
“Мы не обязаны проводить такого рода исследования”, - сказал Юинг. “Поставщики реакторов, те, кто их предлагает и получает федеральную поддержку для разработки передовых реакторов, должны быть обеспокоены отходами и самостоятельно проводить исследования, которые могут быть рассмотрены в открытой литературе”.
Добавлено: Пт Май 24, 2024 12:49 pm Заголовок сообщения:
Финансирование ЕИБ строительства ядерного реактора остается вне повестки дня
Автор: Пол Мессад | Euractiv Франция
24.05.2024
Несмотря на утечку дорожной карты Европейского инвестиционного банка (ЕИБ), не содержащей ничего нового или конкретного по ядерному финансированию, отрасль продолжает требовать новых денег от банка для поддержки планируемого расширения.
“Европейский инвестиционный банк открыт для финансирования ядерной энергетики”, - сказал Ив Десбазей, генеральный директор NuclearEurope, брюссельской ассоциации защиты ядерной энергетики, отвечая на утечку информации в комментариях для CarbonPulse на прошлой неделе.
В документе ЕИБ, в котором излагается его запланированная работа на 2023-2027 годы, упоминается, что ‘Исследования и разработки для малых модульных реакторов (SMR)’ будут поддерживаться ЕИБ. Дебазей утверждал, что новый документ открывает двери для “нескольких других” вариантов поддержки ЕИБ, таких как строительство реактора, но в окончательном тексте такой ссылки, по-видимому, нет.
Однако несколько отраслевых обозревателей сообщили Euractiv, что ссылки в документе не более значимы, чем в текущей дорожной карте (2021-2025), в которой уже упоминается поддержка исследований и разработок в области ядерного деления и термоядерного синтеза, но ничего не говорится о производстве электроэнергии.
Технологически нейтральный подход
Финансирование атомной энергетики является актуальной темой в Брюсселе, главным образом с тех пор, как президент Европейской комиссии Урсула фон дер Ляйен положительно отозвалась о технологии на Ядерном саммите (NES) в Брюсселе в марте 2024 года. В последние месяцы промышленность и правительства нескольких стран предприняли согласованные усилия по оказанию ЕИБ поддержки атомной отрасли.
ЕИБ по-прежнему с осторожностью относится к перспективам финансирования ядерной энергетики.
Банк является инвестиционным подразделением ЕС и в период до 2025 года планирует направить 1000 миллиардов евро на экологические и энергетические проекты.
В рамках этого банк придерживается технологически нейтрального подхода и, следовательно, не закрыт для поддержки ядерной энергетики, о чем свидетельствует кредит в размере 145 миллионов евро, предоставленный в декабре 2023 года для обеспечения безопасности в Румынии.
Однако, независимо от политики, инвестиции в ядерную энергетику сейчас менее привлекательны с финансовой точки зрения, чем это было в прошлом.
За последние 24 года только лишь 1 миллиард евро средств ЕИБ был выделен на ядерную энергетику и только на параллельную деятельность (исследования и разработки, безопасность и т.д.). Последние инвестиции ЕИБ в производство электроэнергии были осуществлены в 1987 году для двух первых французских ядерных реакторов Flamanville.
Финансирование строительства АЭС требуется больше всего – ведь установленная ядерная мощность в Европе, включая большие и малые реакторы, должна утроиться с сегодняшнего дня до 2050 года.
Рентабельность
Строительство реакторов сталкивается с серьезной проблемой, касающейся перспектив поддержки ЕИБ: рентабельностью.
Несмотря на использование государственных средств, кредитные операции ЕИБ направлены на получение прибыли для банка, а престижный кредитный рейтинг учреждения ‘AAA’ позволяет ему занимать средства на международных рынках по низким процентным ставкам.
Для поддержания этого рейтинга банк не может предоставлять кредиты, если существует значительный риск того, что он не получит возврата по кредиту. Когда банк предоставляет более рискованные кредиты, он защищает себя, добиваясь гарантий и требуя, чтобы заемщики были финансово надежными.
Хотя условие платежеспособности легче выполнить, когда атомная компания-заявитель, такая как EDF во Франции, принадлежит государству, это условие сложнее выполнить стартапам и другим частным компаниям.
Более крупные реакторы, построенные совсем недавно, столкнулись с систематическим перерасходом средств и дополнительными издержками. Это стало серьезным испытанием доверия финансистов, которые опасаются, что они не вернут свои инвестиции или что это произойдет с большими задержками.
Это беспокойство сохраняется, несмотря на аргументы экспертов о том, что стоимость будущих крупных реакторов снизится на 20-30 %, поскольку Европа снова выиграет от серийного производства реакторов.
Бизнес-модель для крупных реакторов хорошо известна, но для SMR, “у которых есть новые области применения, модели еще предстоит изобрести”, - объяснила Euractiv Валери Фодон, генеральный делегат Французского общества ядерной энергетики (SFEN).
как заявил вице-президент ЕИБ Томас Острос в середине марта во время саммита по ядерной энергии, в конечном счете, риск финансирования ядерной энергетики остается весьма высоким.
Le consensus
Кредиты ЕИБ также должны быть одобрены национальными правительствами. Германия, Италия, Испания и Франция имеют важное значение благодаря значительному капиталу, который они предоставили банку.
В результате Франция не может рассчитывать только на поддержку десяти государств-членов ядерного альянса, хотя она пользуется поддержкой президента организации Нади Кальвино из Испании. Италия позитивно отреагировала на поддержку SMR, но пока не оказала конкретной поддержки новому финансированию ЕИБ.
ЕИБ отказался комментировать обнародованную дорожную карту на 2023-2027 годы.
Small modular nuclear reactors (SMRs) have several drawbacks that are often debated among experts and critics. Here are some of the key concerns:
1. **Cost and Time-Consuming Construction**:
- SMRs are less expensive to build than traditional large-scale reactors, but the cost is still significant. For example, the estimated cost of a Rolls-Royce SMR is $2.5 to $3.2 billion, which is comparable to building a large-scale reactor[3].
- Construction time for SMRs is faster than for traditional reactors, but it still takes around five-and-a-half years to build one, which is a significant investment[3].
2. **Limited Energy Output**:
- SMRs produce significantly less energy than traditional reactors, typically between 50 and 300 megawatts. This means that multiple SMRs would be needed to match the output of a single large-scale reactor[3][4].
3. **Nuclear Waste Disposal**:
- SMRs, like traditional reactors, produce radioactive nuclear waste. The disposal of this waste is a significant challenge, and there is no proven method to ensure it will not escape in the future[3][4].
4. **Risk of Nuclear Proliferation**:
- Critics argue that the increased deployment of SMRs could lead to more countries developing nuclear weapons capabilities. This is because SMRs can produce significant amounts of plutonium, which can be used in nuclear weapons[3].
5. **Environmental Concerns**:
- Environmentalists are concerned about the potential environmental impacts of SMRs, including the risk of accidents and the long-term storage of nuclear waste[3].
6. **Unproven Technology**:
- Despite the hype, no SMRs have been built, and the technology is still experimental. The history of small reactor construction projects has been marked by failures and significant delays[5].
7. **Regulatory Challenges**:
- The regulatory framework for SMRs is still evolving, and there are concerns about the complexity and difficulty of certifying and licensing these reactors[2][4].
These drawbacks highlight the need for careful consideration and thorough evaluation of the benefits and risks associated with SMRs before they are widely adopted as a solution to the climate crisis.
Малые модульные ядерные реакторы (ММР) имеют ряд недостатков, которые часто обсуждаются экспертами и критиками. Вот некоторые из ключевых проблем:
1. Стоимость и трудоемкость строительства :
Строительство ММР обходится дешевле, чем традиционных мощных реакторов, но стоимость по-прежнему значительна. Например, ориентировочная стоимость ММР Rolls-Royce составляет от 2,5 до 3,2 миллиарда долларов, что сопоставимо со строительством традиционного реактора.. Время для строительства ММР требуется меньше, чем традиционных реакторов, но все равно на это уходит около пяти с половиной лет, что является долгосрочной инвестицией..
2. Ограниченная мощность :
ММР производят значительно меньше энергии, чем традиционные реакторы, обычно от 50 до 300 мегаватт. Это означает, что потребуется несколько SMR, чтобы соответствовать мощности одного традиционного реактора..
3. Утилизация ядерных отходов :
ММР, как и традиционные реакторы, производят радиоактивные ядерные отходы. Утилизация этих отходов является серьезной проблемой, и до сих пор не существует проверенного метода, гарантирующего, что проблема будет решена в будущем..
4. Риск ядерного распространения :
Критики утверждают, что более широкое развертывание ММР может привести к тому, что больше стран обретут потенциал для создания ядерного оружия. Это связано с тем, что ММР могут производить значительные количества плутония, который можно использовать в ядерном оружии..
5. Проблемы с окружающей средой :
Экологи обеспокоены потенциальным воздействием ММР на окружающую среду, включая риск аварий и долгосрочного хранения ядерных отходов..
6. Непроверенная технология :
Несмотря на шумиху, ММР так и не были построены, и технология все еще находится в стадии эксперимента. История проектов строительства малых реакторов отмечена неудачами и значительными задержками.
7. Нормативные проблемы :
Нормативно-правовая база для ММР все еще только развивается, и существуют опасения по поводу проблем и сложностей сертификации и лицензирования этих реакторов..
Эти недостатки подчеркивают необходимость более внимательного рассмотрения и тщательной оценки преимуществ и рисков, связанных с ММР, прежде чем они будут широко приняты в качестве решения климатического кризиса.
Добавлено: Сб Июн 08, 2024 8:39 am Заголовок сообщения:
Отличный текст из ветки "ВОДОРОД", наглядно пoказывающий, что:
1. Распиаренные SMR вещь весьма специфическая и для специфических задач.
2. С экономикой SMR "в чистом виде" пока вопросы.
3. Цена электроэнергии SMR однозначно будет более высокой по сравнению с другими источниками, поэтому нужны комбо-решения.
4. Инвесторы осторожны и пока сдержанно реагируют на всю эту шумную завлекуху.
5.. Банки наблюдают и требуют госгарантий, преференций и разделения с государствами всех возможных рисков.
6. Денег, кроме тощих госбюджетов стран, нет.
7. ...
______________________
"Микросети 21 века: Исследование оборонной энергетической архитектуры – анализ"
3 июня 2024 г.
Стивен Кертис и Питер Д. Роча
Министерству обороны (МО) необходим новый подход к инфраструктуре электросетей для обеспечения безопасности и доступа к эксплуатационной энергии. Недавние стихийные бедствия и кибератаки выявили уязвимость существующей системы, создав угрозу оперативной готовности вооруженных сил. В настоящее время стратегические военные объекты получают большую часть электроэнергии непосредственно от национальной энергосистемы, которая становится все более уязвимой к сбоям. Проблемы, возникшие на сегодняшний день, могут усугубиться в геометрической прогрессии, если противник, обладает развитыми наступательными кибервозможностями, например, Россия или Китай. Одновременно с этим рост возобновляемых источников энергии и увеличение спроса Министерства обороны на безуглеродную энергию создают проблемы и возможности для эксплуатационной энергетики. На сегодняшний день проделана лишь небольшая работа по созданию надежной, оперативной и прочной системы энергоснабжения Министерства обороны.
Архитектура оборонной энергетики (Defense Energy Architecture, DEA) должна решить эти проблемы, обеспечив комплексный подход к внедрению микрогридов на оборонных объектах и развертыванию энергетического потенциала.
DEA одновременно обеспечит повышенную безопасность инфраструктуры и безуглеродную энергию с помощью передовой системы микрогридов, основанной на ядерной энергии малых модульных реакторов (SMR) и возобновляемых источниках энергии, таких как ветер и солнце, когда они доступны. В DEA также следует сделать акцент на развитии технологий хранения энергии, помимо аккумуляторов, в частности, водорода. Полностью интегрированная система базового (то есть постоянно функционирующего) производства электроэнергии, возобновляемых источников энергии и накопителей энергии необходима для получения максимальных выгод для Министерства обороны как в условиях постоянной дислокации, так и в экспедиционных условиях. В центре внимания DEA должны быть эффективные ресурсы, основанные на требованиях каждой базы, на которой будут использоваться микросети.
Министерству обороны необходимо развивать системы микрогрид по нескольким причинам. Во-первых, потребности Министерства обороны в энергообеспечении и отказоустойчивости значительно превышают большинство гражданских потребностей, поэтому ему требуется отдельная система для производства и хранения энергии. Во-вторых, будучи одним из крупнейших потребителей энергии в мире, Министерство обороны обладает достаточным потенциалом, чтобы создать сигнал рыночного спроса, достаточно сильный, чтобы стимулировать частные инвестиции и снизить стоимость оборудования. Наконец, при соответствующем руководстве Министерство обороны может быстро достичь целей по производству энергии с нулевым уровнем выбросов углерода.
Система оборонных сетей и механизмы производства энергии должны быть усовершенствованы, чтобы повысить устойчивость к стихийным бедствиям и террористическим атакам на национальную сеть, а также интегрировать усовершенствования в области экологически чистой энергии приемлемым образом. В этой статье определяется концепция оборонной энергетической архитектуры, которая может служить руководством для строительства микрогрид-систем для обеспечения желаемого производства энергии при поддержке энергетической независимости, безопасности, устойчивости и доступной энергии. Мы также рекомендуем Министерству обороны интегрировать возникающие энергетические концепции как в гарнизонных, так и в экспедиционных условиях. Достижения в области современных энергетических технологий предоставляют Министерству обороны множество возможностей для модернизации, повышая безопасность и оперативные возможности.
Зависимость Министерства обороны от национальной электросети и ее уязвимость
Национальная электросеть была создана с одной целью: доставлять электроэнергию от источника производства до конечных потребителей. Однако во время ее создания мало задумывались о таких вещах, как резервирование на случай стихийных бедствий, и уж точно не задумывались о потенциальных проблемах, которые невозможно было представить в то время, таких как кибератаки и оружие электромагнитного импульса (EMP). Для обеспечения безопасности нации Министерство обороны должно обеспечить постоянный доступ к энергии, что сделает всю систему обороны более надежной и способной противостоять возникающим угрозам войны XXI века.
Американская энергосистема - это система, которая питает гарнизонные подразделения Министерства обороны и обеспечивает платформу для применения военной мощи по всему миру. На протяжении десятилетий надежность системы электроснабжения была такова, что военные были уверены: когда понадобится электричество, оно будет. Однако это базовое предположение ставится под сомнение по мере старения национальной энергосистемы, выявления уязвимых мест и решения проблем, связанных с использованием распределенных источников электроэнергии, таких как солнечная и ветровая энергия. Эти недостатки в сочетании с осознанием того, что существующая система уязвима к сбоям в результате инцидентов как природного (ураганы и вспышки на Солнце), так и техногенного характера (кибератаки и ЭМИ), требуют от Министерства обороны установления более прямого контроля над системами производства энергии.
Однако вместо того, чтобы просто двигаться вперед по текущему сценарию, Минобороны должно использовать лучшие в своем классе технологии, чтобы гарантировать, что оно движется вперед с наилучшими решениями. Более того, система должна быть достаточно гибкой, чтобы включать новые технологии по мере их развития, и обеспечивать лучшие в своем классе средства защиты в условиях меняющегося характера производства электроэнергии и все более изощренных потенциальных атак на критически важную инфраструктуру.
Кроме того, атаки на Colonial Pipeline с целью выкупа в 2021 году показали, что преступные организации и другие негосударственные субъекты также обладают инструментами, позволяющими сеять хаос в американской энергетической инфраструктуре. Национальная энергосистема подвержена масштабным сбоям, будь то разрушительные природные погодные явления, военные атаки со стороны ближайших конкурентов, террористов или международных преступных синдикатов. Поэтому готовность к реагированию в значительной степени зависит от надежности поставок электроэнергии из главной сети.
Мы знаем, что военные подвержены тем же угрозам, что и гражданская энергетическая инфраструктура. В последние годы погодные явления нарушали энергоснабжение военных объектов, например, базы ВВС Tyndall во время урагана «Майкл» в 2019 году и объединенной базы Сан-Антонио-Лакленд и других объектов во время зимних штормов в феврале 2021 года. Хотя в этих случаях последствия для функционирования были относительно незначительными, не нужно особого ума, чтобы представить, что целенаправленные атаки на военную инфраструктуру могут быть на порядки более разрушительными и серьезно повлиять на готовность. Министерство обороны признает такую возможность и провело серию учений, чтобы лучше понять «растущую угрозу, связанную с природными или злонамеренными событиями... такими как лишение миссий доступа к национальной энергосети».
Последствия таких событий могут иметь серьезные последствия для способности армии быстро реагировать на кризисы.
Оборонная энергетическая архитектура
Цель архитектуры DEA - обеспечить всестороннее и стандартизированное развитие микросетей для использования в Министерстве обороны. Микросеть можно определить как «локальную энергетическую сеть с возможностью ее управления, что означает, что она может отсоединяться от традиционной сети и работать автономно». Для наших целей мы считаем, что это включает в себя как производство, так и хранение энергии. При определении концепции необходимо не только ориентироваться на ближайшие потребности, но и оставлять открытыми варианты для будущих адаптаций. В рамках данной статьи мы не можем описать, как будет выглядеть полнофункциональный стандарт для DEA. Однако мы можем описать ключевые принципы, которые должны быть учтены для решения задач, стоящих перед энергетическими системами Министерства обороны в будущем. В качестве основных задач DEA по удовлетворению возникающих энергетических потребностей следует рассматривать следующие:
-максимально возможно обеспечить энергией, не содержащей углерода и загрязняющих веществ, и базовой мощностью
-обеспечивать непрерывное энергоснабжение по требованию
-обеспечивать защиту от атак и устойчивость в случае стихийных бедствий
-обеспечить экспедиционный потенциал.
Обеспечение энергией, не содержащей углерода и загрязняющих окружающую среду веществ
В последние годы Министерство обороны все больше внимания уделяет потенциальным угрозам, связанным с изменением климата.
Примером тому может служить Климатическая стратегия Армии, в которой поставлена цель обеспечить к 2030 году 100-процентное отсутствие выбросов углерода и загрязнения окружающей среды на армейских объектах. Учитывая этот политический приоритет, мы считаем, что DEA должна идти по тому же пути. В настоящее время в качестве источника энергии используются возобновляемые источники, в первую очередь солнце и ветер. Однако ветровая и солнечная энергия страдают от того, что они непостоянны (они поставляют энергию только около 30 процентов времени, а ветер не поддается прогнозированию). Это создает зависимость от электростанций на ископаемом топливе для удовлетворения оперативных потребностей в энергии, что не только противоречит целям снижения выбросов углекислого газа, но и сохраняет уязвимую связь с главной энергосистемой.
Идеальным решением проблемы прерывистости является использование малых модульных реакторов (SMRs) для интеграции ядерной энергии базовой нагрузки в качестве безуглеродного резерва для солнечной и ветровой энергии. В 2021 году 60 процентов электроэнергии в США вырабатывалось на природном газе и угле. Поэтому, когда возобновляемые источники энергии не доступны в необходимом объеме, Министерство обороны и другие потребители электроэнергии подключаются к системе, которая производит более половины энергии за счет ресурсов, производящих углерод и загрязняющих окружающую среду. Вместо того чтобы подкреплять возобновляемые источники ископаемым топливом, SMR могут гарантировать, что чистая энергия будет доступна по требованию.
Такой переход позволит Министерству обороны со временем отказаться от использования ископаемого топлива в энергетическом балансе. Каждая отдельная энергоустановка может быть сконфигурирована таким образом, чтобы максимально использовать имеющиеся природные ресурсы - например, больше полагаться на ветер для установок на Великих равнинах. После того как оптимальное сочетание возобновляемых источников энергии будет разработано, для восполнения баланса будут развернуты реакторы SMR. Эти установки являются модульными и могут быть дополнены для получения большего количества энергии. Это позволит объектам Министерства обороны со временем полностью отключиться от национальной энергосистемы и достичь целей в области экологически чистой энергии.
Обеспечение непрерывной энергией по требованию
Второй аспект DEA заключается в обеспечении непрерывной подачи энергии. Опять же, непостоянный характер работы возобновляемых источников энергии создает проблемы с мгновенным доступом к энергии. Для организации с круглосуточными оперативными потребностями это не подходит. До сих пор Министерство обороны уделяло много внимания аккумуляторным батареям для сохранения электроэнергии, вырабатываемой солнечными и ветряными источниками. Однако литий-ионные батареи, которые являются современным технологическим уровнем, лучше всего подходят для внутридневного хранения, поскольку их способность хранить энергию на конкурентоспособном уровне ограничена примерно 8 часами. В нормальной обстановке это, возможно, достаточно, поскольку они обеспечивают ночное хранение и рассеивание энергии, когда спрос на нее низок.
Однако в кризисной ситуации, когда высокая энергетическая нагрузка присутствует круглосуточно, это может привести к дефициту энергии. Кроме того, если в результате стихийного бедствия солнечная и ветровая энергия будет отключена, возможности аккумуляторных батарей быстро уменьшатся уже через несколько часов. Поэтому по-настоящему независимая микрогрид-система должна иметь автономное питание, которое может быть обеспечено в случае длительного перерыва в работе.
Хотя SMR идеально подходят для обеспечения непрерывного энергоснабжения, система микрогрид должна иметь резервное питание на случай, если блок будет отключен на какой-либо период времени. Как уже говорилось, аккумуляторы имеют ограниченные возможности для хранения энергии в течение дня, что само по себе является уязвимостью системы. Водород имеет гораздо больше возможностей для интеграции в систему микрогрид с целью удовлетворения потребностей в хранении энергии. Водород можно получить путем расщепления молекул воды (H20) на их составные части - H2 и элементарный кислород. Когда для этого используется возобновляемая электроэнергия, получаемый водород не содержит углерода или является «зеленым». После образования водорода он может хранить энергию неограниченно долго. Поэтому H2 может максимально увеличить общее количество энергии, производимой возобновляемыми источниками.
Кроме того, водород можно производить с помощью атомной энергии, поэтому он также не содержит углерода и может хранить практически неограниченное количество энергии.
Для безопасного хранения водорода потребуются инвестиции в инфраструктуру, но в настоящее время это делается во многих отраслях промышленности, где используется водород. Если SMR когда-нибудь выйдет из строя, водород может обеспечить долгосрочный мост эксплуатационной энергии до тех пор, пока проблема не будет решена. Хотя в настоящее время водород менее эффективен для кратковременного хранения энергии, чем батареи, гибкость, которую водород обеспечивает в системе микрогрид, делает его чрезвычайно ценным для обеспечения энергоснабжения. На самом деле, сочетание водорода с аккумуляторными батареями может обеспечить наибольшую общую выгоду для всей системы.
Обеспечение безопасности и устойчивости
Третье требование к микрогрид-системе для использования в оборонных целях - способность защитить ее от потенциальных атак.
Мы уже отмечали, что одной из уязвимостей нынешней энергосистемы является подверженность кибератакам. Характер военных действий постоянно меняется. Генерал времен Первой мировой войны, перенесенный в XXI век, едва ли смог бы понять, как ведутся военные действия в эпоху ракет дальнего действия, высокоточных боеприпасов и бомбардировщиков-невидимок. Нетрудно предположить, что будущие войны могут стать такими же неизвестными для нас, поскольку основными спорными пространствами в будущем могут стать не воздух, земля и море, а космос и киберпространство.
Переломный момент, возможно, уже достигнут, поскольку совершенствуются наступательные кибервозможности, а общество все больше полагается на цифровые технологии. Национальная электросеть уязвима из-за изношенности и угрозы кибератак на систему диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA). Дополнительная угроза исходит от оружия ЭМИ, которое передает импульс энергии от ядерного или электромагнитного взрыва, «который создает мощное электромагнитное поле, способное вызвать короткое замыкание широкого спектра электронного оборудования», включая компьютеры и телекоммуникационное оборудование. Обычная электросеть подвержена атакам ЭМИ в виде высоковольтных распределительных кабелей и трансформаторов, которые регулируют электросеть. На строительство высоковольтных трансформаторов уходит 2 года, а Соединенные Штаты не располагают достаточным количеством резервных трансформаторов. Таким образом, крупномасштабная ЭМИ-атака может вывести из строя большую часть энергосистемы на длительное время.
Безусловно, военная боеготовность пострадает, если военные объекты все еще будут включены в национальную энергосистему во время такой атаки. И опять же, такой сценарий встречается не только в научно-фантастических романах и антиутопических голливудских фильмах. Сегодня считается, что Китай уже обладает супер-ЭМП оружием и разработал процедуры для нанесения первого удара.
Этого обоснования, пожалуй, достаточно для того, чтобы Министерство обороны изучило альтернативные системы энергоснабжения для сохранения возможностей реагирования в случае подобного нападения.
К счастью, система микрогрид, основанная на технологии SMR, имеет значительные преимущества в обороне перед национальной сетью. Во-первых, по определению, микрогрид - это дискретная система, обеспечивающая энергоснабжение на местном уровне. SMR действует как « энергетический остров», который отсоединяется от более крупной сети и от других военных объектов, поэтому успешная атака на один объект будет отдельным инцидентом, а не системным сбоем. В случае кибератаки на инфраструктуру крупной энергосистемы или ЭМИ военная микросеть просто не пострадает, поскольку она отделена от остальной системы.
Прямые кибератаки на инфраструктуру микросети также возможны, но эта инфраструктура более устойчива благодаря независимому компьютерному управлению. Мы рекомендуем, чтобы как заглубленные SMR, так и подземные линии электропередач были стандартной частью конфигурации микросети DEA. Благодаря тому, что они находятся под землей, они менее уязвимы к наземным ЭМИ-воздействиям, чего нельзя сказать о системах на основе солнечных батарей и ветряных турбин.
Возросшая сложность и огромное количество датчиков мониторинга, необходимых в крупной энергосистеме, обуславливают необходимость автоматизированного мониторинга с помощью системы SCADA. Автоматизация не только обеспечивает эффективность работы, но и позволяет избежать сбоев, если системы кибербезопасности могут быть нарушены. Ряд небольших энергосистем может быть лучше защищен по отдельности, что значительно повышает кибербезопасность. Кроме того, использование водорода в качестве накопителя энергии обеспечивает долгосрочное хранение энергии, и если SMR будет отключена на некоторое время, реверсивная водородная установка сможет вернуть накопленную энергию в виде электричества, при условии, что инфраструктура передачи не будет повреждена.
Обеспечение экспедиционного потенциала
Четвертая концепция, лежащая в основе DEA, заключается в том, что любые инвестиции в системы производства и хранения энергии должны быть применимы в экспедиционных условиях, а также на объектах после того, как стратегические системы станут совершенными. Военные используют Доктрину, Организацию, Обучение, Материальные средства, Руководство, Персонал и Объекты (DOTMLPF) для оценки организационных систем и ресурсов, необходимых для поддержки этих систем. Минобороны должно избегать дублирования DOTMLPF для отдельных систем производства и доставки энергии в гарнизонах и экспедиционных условиях. Это просто лишние траты и альтернативные издержки.
Во-вторых, проблемы, возникающие в ходе развернутых боевых действий, также хорошо решаются с помощью систем микрогрид, которые мы пропагандируем. Во время войн в Афганистане и Ираке энергоснабжение передовых оперативных баз было одним из самых сложных и смертельно опасных аспектов конфликтов. Дизельные генераторы и транспортные средства требовали постоянной заправки, что давало противнику широкие возможности для нападения на колонны с топливом. Институт экологической политики сухопутных войск подсчитал, что все 39 миссий по доставке топлива приводили к гибели американцев. Это погибшие или непоправимо искалеченные судьбы, которым не может быть цены. Кроме того, было подсчитано, что финансовые затраты на доставку топлива конечному пользователю на оперативном театре военных действий превышают 400 долларов за галлон. Учитывая индивидуальные и финансовые издержки, связанные с существующими системами энергоснабжения на местах, очевидной задачей является разработка систем, максимально освобождающих военные операции от «привязи логистики». Это не только сэкономит человеческие жизни и материальные средства, но и повысит оперативную гибкость командиров, поскольку они получат большую автономию при развертывании сил.
В дополнение к энергосистемам, устанавливаемым на объектах, SMRs имеют потенциал для того, чтобы стать центральным элементом развернутых энергосистем.
По мере того как Министерство обороны будет лучше понимать возможности мобильных реакторов, мы ожидаем, что эта технология будет все дальше продвигаться на тактический уровень. ВМС, безусловно, не чужды малые ядерные реакторы, поскольку они используются на флоте с момента спуска на воду корабля USS Nautilus в 1955 году. Проект «Пеле», осуществляемый Министерством обороны23 , предусматривает создание SMR, который можно будет использовать на удаленных оперативных базах. Анализ показал, что технология SMR позволяет создавать производственные установки, которые достаточно малы для перемещения тяжелым грузовиком, но достаточны для выработки до 20 мегаватт энергии, что достаточно для питания штаба армейской дивизии.
Как уже говорилось, SMR может быть размещена под землей, что делает ее труднодоступной целью в условиях развертывания. Хотя SMR решают проблему энергообеспечения передовой оперативной базы, они не решают напрямую проблему мобильности транспортных средств. Однако электроэнергия от ядерной генерации может использоваться для питания электрических и гибридных электромобилей, с которыми уже экспериментируют американские военные. Как уже говорилось, ядерная энергия может быть использована для получения водорода и других видов топлива, а более высокие рабочие температуры реакторов SMR идеально подходят для производства водорода. Поскольку водород обладает высокой энергоемкостью, он может увеличить рабочий диапазон автомобилей. Фактически, H2 почти в три раза более энергоемкий, чем нефтяное дизельное топливо, что означает меньшее количество дозаправок и меньшее количество остановок миссий для дозаправки.
Эти расширенные оперативные возможности просто недоступны для аккумуляторов, которые имеют в сто раз меньшую энергоемкость, чем водород. Ядерно-водородная синергия может обеспечить всю энергию, необходимую для военных операций в боевых условиях, и полностью исключить цепочку поставок ископаемого топлива. Мы считаем, что энергетическая архитектура обороны должна однозначно принять систему SMR-водород в условиях развернутых боевых операций, чтобы сохранить жизни и ресурсы и увеличить оперативный диапазон и гибкость.
Роль Министерства обороны в развитии энергетических технологий
И SMR, и производство зеленого водорода можно считать развивающимися коммерческими технологиями. То есть, коммерческие установки уже имеются, но отрасли еще не масштабированы для оптимизации производственных затрат. Общая тенденция развития технологий заключается в том, что с течением времени они становятся все меньше и дешевле. Однако это происходит только в том случае, если спрос на продукт таков, что он рассматривается как имеющий долгосрочную рентабельность, и у компаний есть стимул инвестировать в исследования и разработки, которые поддерживают развитие технологии.
Военные эксплуатируют около 800 электростанций по всему миру. Если хотя бы часть этих объектов будет развивать потенциал SMR, это послужит четким сигналом для производителей и инвесторов.
Первые SMR будут гораздо менее рискованными для финансистов, если у них будут долгосрочные заказчики после завершения строительства. Фактически, Управление специальных возможностей (SCO) при Канцелярии Министра обороны уже сузило выбор первых таких SMR до двух коммерческих проектов в рамках проекта Pele. Однако этот проект нельзя рассматривать как одноразовое мероприятие, если мы хотим реализовать масштабные преимущества для Министерства обороны. Проект Pele может стимулировать закупку первых нескольких блоков в течение нескольких лет и заложить комплексный план будущих закупок на последующие годы. Аналогичные усилия по выявлению перспективных водородных технологий будут способствовать привлечению инвестиций и снижению стоимости долгосрочных, гибких вариантов хранения энергии.
Текущий момент благоприятен для такого перехода в энергетических системах. Проекты SMR разрабатываются более чем 50 компаниями-стартапами с объемом частных инвестиций более 2 миллиардов долларов. Вместо того чтобы оплачивать всю стоимость процесса технологического развития, военным необходимо оплатить только адаптацию к военным стандартам. Исходя из этого, SCO прогнозирует, что первоначальный военный рынок SMR, не связанный с ВМС, составит 300 единиц, а гражданский рынок - 1000 единиц. Управление по ядерной энергии Министерства энергетики (DOE) уже сотрудничает с SCO для продвижения проекта и координации усилий национальных лабораторий.
Соавтор лично участвовал в масштабных совещаниях на базе ВВС Крич, штат Невада, где обсуждалась возможность обеспечения базы «гарантированной энергией» с помощью прототипа SMR уже в 2030 году.
Кроме того, большой интерес вызывает развитие технологии «зеленого» водорода. Министерство энергетики запустило инициативу под названием «Водородный залп», которая должна снизить стоимость производства зеленого водорода на 80 процентов к 2030 году. Кроме того, в рамках Закона о снижении инфляции было объявлено об инвестировании до 8 миллиардов долларов в создание региональных водородных центров. Эти программы будут стимулировать значительные частные инвестиции и помогут продвинуть текущее состояние водородных технологий. Министерство обороны может использовать эти усилия для обеспечения того, чтобы развивающиеся водородные технологии соответствовали военным спецификациям передовой микрогрид-системы. Чем раньше поступит сигнал о спросе со стороны военных (в отличие от Министерства обороны, которое надеется, что соответствующие решения появятся сами собой), тем больше вероятность того, что будут доступны индивидуальные предложения. Министерство обороны может сыграть важную роль в обеспечении рынка для этих новых технологий.
Заключение
Для военных энергия - это источник жизненной силы для поддержания военного потенциала. В случае крупномасштабного стихийного бедствия или атаки на инфраструктуру военным необходимо поддерживать свои собственные системы в готовности.
По этим причинам Минобороны должно продолжать развивать микрогрид-системы на основе SMR с адекватными долгосрочными накопителями энергии в виде водорода. Для стратегических объектов это означает, что базы будут сами контролировать свою судьбу, не полагаясь на все более уязвимую энергосеть. Благодаря SMR-микросетям военные базы могут изолировать свое энергоснабжение от сети, когда это необходимо. Более того, во время кризисов избыток электроэнергии может быть передан гражданскому сектору по мере ее поступления.
Министерству обороны следует удвоить усилия по разработке микросетей, чтобы повысить устойчивость своих объектов, сохранить возможность глобального развертывания сил в случае необходимости и обеспечить экспедиционное энергоснабжение без необходимости дозаправки. Преимущества будут многократными. Помимо снижения уязвимости, адаптация МО к микросетям на основе SMR позволит военным достичь целей в области экологически чистой энергетики и отказаться от ископаемого топлива, вызывающего выбросы углерода. Повышение уровня адаптации в МО будет способствовать росту спроса, что приведет к усилению конкуренции и снижению цен. Кроме того, это послужит примером для гражданских специалистов по планированию энергетики, которые смогут наблюдать за положительными результатами и адаптировать технологию к гражданским требованиям.
Военные уже определили, что микросети на основе SMR имеют свои преимущества, о чем свидетельствует завершение проекта «Пеле».
Окончательное решение проблемы снабжения электроэнергией баз должно учитывать долгосрочную эффективность для военных 21-го века. Все источники интеграции чистой энергии должны рассматриваться в каждом конкретном случае для удовлетворения индивидуальных потребностей и приоритетов каждой базы. Успех может привести к успешному переходу к тактическому использованию микросетей SMR.
Национальная электросеть становится уязвимой из-за возраста и угрозы взлома системы управления SCADA в результате кибератак, ЭМИ, периодических отключений электроэнергии или террористических угроз. Военные системы электроснабжения, как стратегические, так и тактические, должны адаптироваться к этой реальности и планировать более широкое использование микросетей в будущем в течение одного поколения во имя обеспечения безопасности выполнения задач. Доступность, дешевизна и бесперебойное электроснабжение - вот те требования к силам, которые определяют переход от устаревших систем к независимым микросетям. Очень важно, чтобы переход к определенной оборонной энергетической архитектуре, основанной на этих принципах, был разработан и реализован в ближайшее время.
Об авторах: Капитан Стивен Кертис, США, является консультантом в Readiness Resource Group. Полковник Питер Д. Роча, USAR, - преподаватель Военного колледжа армии США.
Источник: Статья была опубликована в журнале JOINT FORCE QUARTERLY 112, который издается Национальным университетом обороны.
Добавлено: Сб Июн 15, 2024 8:16 am Заголовок сообщения:
Отличный текст из ветки "ВОДОРОД", наглядно пoказывающий, что:
1. Распиаренные SMR вещь весьма специфическая и для специфических задач.
2. С экономикой SMR "в чистом виде" пока вопросы.
3. Цена электроэнергии SMR однозначно будет более высокой по сравнению с другими источниками, поэтому нужны комбо-решения.
4. Инвесторы осторожны и пока сдержанно реагируют на всю эту шумную завлекуху.
5.. Банки наблюдают и требуют госгарантий, преференций и разделения с государствами всех возможных рисков.
6. Денег, кроме тощих госбюджетов стран, нет.
7. ...
Итого: за всю эту "красоту" заплатит потребитель из своего кармана.
Отличный текст из ветки "ВОДОРОД", наглядно пoказывающий, что:
1. Распиаренные SMR вещь весьма специфическая и для специфических задач.
2. С экономикой SMR "в чистом виде" пока вопросы.
3. Цена электроэнергии SMR однозначно будет более высокой по сравнению с другими источниками, поэтому нужны комбо-решения.
4. Инвесторы осторожны и пока сдержанно реагируют на всю эту шумную завлекуху.
5.. Банки наблюдают и требуют госгарантий, преференций и разделения с государствами всех возможных рисков.
6. Денег, кроме тощих госбюджетов стран, нет.
7. ...
Итого: за всю эту "красоту" заплатит потребитель из своего кармана.
Цитата из «Геоэнергетики» Марцинкевича: «В мире начинается «смертоносная и дико прибыльная» урановая лихорадка
Сегодня в мире строится 61 атомная электростанция. Еще около 90 находятся на стадии планирования, и предполагается в ближайшей перспективе построить еще более 300. Мир стремится вновь открыть старые АЭС, закрытые много лет назад.
Рост цен на уран является свидетельством масштабов и скорости поворота назад к ядерной энергии, пишет Bloomberg. За последние пять лет стоимость металла выросла на 233% — более чем в три раза больше, чем золото и медь, даже после небольшого снижения в 2024 году.
«Мания перекинулась и на фондовый рынок», где трейдеры бешено торгуют акциями урановых компаний.
Стоимость многих горнодобывающих компаний в Канаде выросла более чем на 400% за последние четыре года, а рыночная стоимость, например, компании NexGen сейчас составляет почти $4 млрд, хотя она не продала ни одного фунта металла и не собирается этого делать, по крайней мере до 2028 года.»
_____________________________
"Хотелось бы обратить внимание даже не на то, откуда возьмется уран и обогатительные мощности под него, а то, какой объем инвестиций предполагается сделать.
Если посмотреть на последние стройки, то можно видеть, что стоимость 1 ГВт укладывается примерно в 15 млрд. долл. Это является следствием того, что за последние 40 лет отрасль атомного машиностроения и электроники у них умерла.
Единственным игроком как с референсными блоками, так и с на более чем 90% собственной технологической цепочкой производства пока является Росатом, который строит зарубежные АЭС по ценнику около 5 млрд. долл./1 300 МВт, то есть, более чем в 3 раза дешевле.
Так вот, если все вышеуказанные планы по строительству реализуются, то, во-первых, реализуются они еще нескоро, потому что для начала все технологические цепочки надо восстановить, создав новые производства и, во-вторых, они в любом случае дадут какой-то инфляционный импульс.
Потому что построить 450 электростанций (даже не энергоблоков) выльется в крепкую десятку триллионов долларов. Это все-таки инфраструктура, причем очень долго окупаемая инфраструктура, которая не будет работать без субсидий.
Проведем небольшую калькуляцию на примере АЭС по ссылке выше. 30 млрд. долл. за 2 ГВт мощности. Считаем, что тариф, по которому будет продаваться электричество это 10 центов за кВт-ч (что довольно-таки много), работать она будет 365 дней в году, 24 часа в сутки. Получим 8,76 млрд. кВт-ч в год или 876 млн. долл. выручки. ВЫРУЧКИ! Не прибыли! Отморозимся и скажем, что это прибыль. То есть, доходность чуть меньше 3%. Если конечно тарифы хотя бы не утроятся.
Без кредитов 10 трлн. долл. не инвестировать, а без субсидий такие дорогостоящие проекты не окупить в принципе. То есть, опять же, все это пойдет за счет государственных бюджетов. В общем, очередные неэффективные вложения, которые ни к чему, кроме как к росту инфляции в долгосроке не приведут." (ММV)
Условную "идеологию" концепции АЭС малой мощности формулируют следующим образом: быстрее, качественнее, дешевле и более щадяще для стран-новичков и для стран без крупных объединенных энергетических систем. Быстрее и качественнее – поскольку монтаж модулей почти на все 100% происходит в заводских условиях. По той же причине и дешевле – нет нужды высаживать команды профессиональных монтажников на строительную площадку, на которой идет только крупноблочная сборка. Оптимально еще и по той причине, что первоначально можно запустить в эксплуатацию один энергоблок, а все последующие – по мере роста спроса на электроэнергию, то есть по мере развития каких-то промышленных проектов, населенных пунктов и так далее.
Теоретически все понятно, а вот ситуация с реализацией проектов АСММ на практике до апреля 2023 года описывалась очень коротко – никак.
Концепций АСММ в мире в настоящее время насчитывается более пяти десятков, но, как ни удивительно, одобренных национальными государственными операторами просто нет. Всевозможные протоколы о намерениях и соглашений по строительству атомных станций малой мощности – есть, реального строительства – как не было, так и нет.
Около десятка проектов АСММ имеют сразу несколько американских компаний, о чем они без устали хвастаются, вот только при этом скромно умалчивают, что государственный регулятор самих США лицензии на технологии АЭС малой мощности пока не выдавал.
Комиссия по ядерному регулированию, Nuclear Regulatory Commission – это действительно профессионалы отрасли, максимально жестко подходящие к оценке, прежде всего, ядерной и радиационной безопасности любого творчества своих "подопечных". Комиссию не смущают громкие названия и имена, отношение остается ровным что по отношению к проектам всевозможных стартапов, что к проектам от Westinghouse, General Electric и прочих Биллов Гейтсов.
При этом важно помнить, что процедура лицензирования любых ядерно- и радиационно-опасных объектов (ЯРОО) что в США, что в любом другом государстве имеет два этапа, две ступени: лицензия на предлагаемую технологию и лицензия на строительство объекта на конкретной площадке." - Б.Марцинкевич
Добавлено: Ср Июн 19, 2024 9:12 am Заголовок сообщения:
Марцинкевич насколько пиздлив и пропогандон, что цитировать его - себя не уважать.
24 января 2023 г. в 21:38
Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) выпустила финальный пакет нормативных документов, сертифицирующих малый модульный реактор NuScale Power (SMR) — первый ядерный реактор, разработанный частной компанией. Его сертификация продолжалась с 2016 года, то есть заняла 6 лет. Это седьмой проект реактора в истории ядерной энергетики США и первый малый модульный, который получил одобрение регулятора на использование в стране.
В отличие от гигаваттных реакторов, малые требуют топлива с обогащением по содержанию изотопа уран-235 до 19,75%. Для него на Западе придумано специальное обозначение – High-Assay Low-enriched Uranium (HALEU). ...
На сегодняшний день монополия Росатома на производство такого топлива составляет 100% — исключение в виде 200 фунтов топлива с таким обогащением, которым гордится американская компания Centrus, только подтверждает это правило.
22 апреля 2024
Д. Байден: США самостоятельно произвели первые 90 кг HALEU
К концу 2024 г. США планируют произвести почти 1 т высокопробного низкообогащенного урана.
Добавлено: Чт Июн 20, 2024 9:32 am Заголовок сообщения:
Anonymous писал(а):
Редкостный пидор и пиздобол этот Марцинкевич
09:54, 17.06.2024
Первый экспортер малого атома
Цитата:
В отличие от гигаваттных реакторов, малые требуют топлива с обогащением по содержанию изотопа уран-235 до 19,75%. Для него на Западе придумано специальное обозначение – High-Assay Low-enriched Uranium (HALEU). ...
На сегодняшний день монополия Росатома на производство такого топлива составляет 100% — исключение в виде 200 фунтов топлива с таким обогащением, которым гордится американская компания Centrus, только подтверждает это правило.
22 апреля 2024
Д. Байден: США самостоятельно произвели первые 90 кг HALEU
К концу 2024 г. США планируют произвести почти 1 т высокопробного низкообогащенного урана.
Вы можете начинать тeмы Вы можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах
Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в
журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы.
Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое
представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов
Открытие страницы: 0.10 секунды
FAQ
Поиск
Группы
Профиль
Войти и проверить личные сообщения
Вход
