Ядерный мини реактор: NuScale все ближе к цели / Хабр |

Содержание

NuScale все ближе к цели / Хабр

Во всяком случае, препятствий для реализации этого проекта почти не осталось. В текущих геополитических реалиях стоимость электроэнергии все время повышается. Альтернативные источники энергии, несмотря на свой потенциал, не могут удовлетворить глобальный спрос на энергию.

Поэтому фокус внимания различных государств и компаний смещается в сторону ядерной энергетики. Она хорошо изучена, у многих стран есть собственные АЭС, так что отрасль можно развивать. Конечно, есть и негативные факторы, включая относительную небезопасность таких систем, стоимость возведения АЭС, ее эксплуатации и ряд других вопросов. Но в последнее время ученые и корпорации пытаются решить озвученную проблему. Один из способов — малые ядерные реакторы. Одна из компаний, NuScale Power, довольно далеко продвинулась в реализации этой идеи. Подробности — под катом.

Это разве не один из «воздушных замков» в ядерной энергетике?

Похоже, что нет. Дело в том, что компания NuScale Power работает около 10 лет, пытаясь реализовать идею малых ядерных реакторов. Команда специалистов, которая занимается этим проектом, действительно продвинулась дальше других.

Дело в том, что два года назад компании удалось добиться получения предварительного одобрения на свои реакторы со стороны Комиссии по ядерному регулированию США. Проект реактора тогда был рассмотрен специальной комиссией, которая основное внимание уделила безопасности установки. И вывод экспертов был однозначен — проект получил «зеленый свет».

Во многом благодаря нескольким важным преимуществам перед обычными АЭС, включая самые современные из них. Дело в том, что атомные электростанции, какие бы современные наработки ни использовали, достаточно дороги. Это касается как разворачивания проектов, так и эксплуатации АЭС, а также выведению их из эксплуатации. Кроме того, «большие АЭС» практически невозможно кардинально модернизировать — можно что-то точечно менять, но глобально обновить электростанцию такого типа нельзя.

И еще момент — количество персонала на современной АЭС тоже больной вопрос. Обычно это около 1000 человек, но есть еще и специалисты по переработке РАО, мониторингу хранилищ отработанного топлива и т.п. И все это — высококвалифицированные специалисты с профильным образованием. Для их подготовки нужна гора времени, причем подготовка должна быть на уровне, поскольку ошибки здесь, без преувеличения, не прощаются.

Что предлагает NuScale Power

Команда проекта разработала мини-реактор, высота которого составляет немногим больше 20 метров, а ширина — 5 метров. Это гораздо меньше, чем у обычных реакторов.

Каких-то революционных отличий в структуре мини-реактора нет — в целом, это все та же концепция, что и во «взрослых» АЭС, но несколько видоизмененная. Здесь, как и в обычных реакторах, есть топливные стержни, которые позволяют нагревать воду до нужной температуры во внутреннем контуре. Он передает температуру во внешний контур, в результате чего приводится в движение турбина, которая и вырабатывает электроэнергию. Здесь все стандартно.

Но зато сам реактор небольшого размера, плюс у него — система пассивного охлаждения. То есть насосов и дополнительных движущихся элементов, которые могут выйти из строя, почти нет. А это снижает уровень проблемности реактора, и довольно сильно.

Если что-то идет не так, реактор при помощи управляющих стержней глушит реакцию и переходит в режим ожидания. Если даже пропадает доступ к электричеству, которое используется для управления системами контроля, то управляющие стержни срабатывают автоматически — нужна только сила гравитации и ничего более. К сожалению, подробной технической документации для этих систем нет — разработчики по понятным причинам хранят коммерческие секреты. Но по данным, предоставленными авторами идеи, становится понятно, что все это действительно работает.

Что касается безопасности, то есть дополнительные возможности, которые позволяют снизить количество потенциальных проблем. Это, в частности, охлаждающие бассейны, в которые предполагается помещать реакторы. Такие резервуары планируется строить ниже уровня земли. Если что не так — вступает в дело система охлаждения и излишки тепла оперативно отводятся. Ну а поскольку размер реактора небольшой, то и тепла нужно отводить меньше, по сравнению со стандартными вариантами.

Дальнейшие перспективы проекта

Как бы там ни было, потенциальная угроза все равно есть, и прежде, чем реализовать идею, компании, которая ее предложила, пришлось пройти массу проверок со стороны регуляторов. Работает NuScale с 2010-х, к рассмотрению возможности одобрения проекта специальная комиссия приступила только в 2017 году. Команде проекта пришлось предоставить около 2 млн страниц документации. И только в августе 2020 года проект получил предварительное одобрение, о чем уже говорилось выше.

Сейчас проект прошел полный цикл рассмотрения, после чего Комиссия по ядерному регулированию США одобрила проект целиком и полностью. Правда, еще предстоят бюрократические процедуры, но, как ожидается, они должны пройти быстро и без особых проблем.

Одобрение комиссии не означает, что проект будет реализован в ближайшее время. По словам представителя компании, первый реактор, при условии, что сейчас все пройдет гладко, начнет работу примерно через три года — то есть, в 2025. Но это будет лишь пилотный проект, во многом показательный. А вот системы, которые начнут давать сколь-нибудь чувствительный объем энергии, будут созданы не ранее 2030 года. И это при условии, что не возникнет неблагоприятных факторов, а правительство и дальше будет поддерживать проект.

В целом, на это компания и рассчитывает, поскольку сейчас правительство США выделило около $8,5 млрд на поддержку ядерной энергетики страны, включая альтернативные проекты. Но сложности все равно могут быть. Один из критиков проекта заявил следующее: «Я прекращу обсуждать новый проект и уйду на пенсию, если вы сможете показать мне АЭС, которая была введена в работу в рамках изначально запланированного срока и бюджета».

Как бы там ни было, но проект NuScale активно развивается и все же есть далеко ненулевая вероятность того, что он таки будет реализован и начнет работу в промышленных масштабах.

В США начали разработку портативного ядерного реактора мощностью 1 МВт

Тренды

Телеканал

Pro

Инвестиции

Мероприятия

РБК+

Новая экономика

Тренды

Недвижимость

Спорт

Стиль

Национальные проекты

Город

Крипто

Дискуссионный клуб

Исследования

Кредитные рейтинги

Франшизы

Газета

Спецпроекты СПб

Конференции СПб

Спецпроекты

Проверка контрагентов

РБК Библиотека

Подкасты

ESG-индекс

Политика

Экономика

Бизнес

Технологии и медиа

Финансы

РБК КомпанииРБК Life

РБК
Тренды

Фото: Radiant

Калифорнийская компания Radiant привлекла инвестиции на разработку портативного атомного микрореактора мощностью 1 МВт, — нового источника энергии с нулевым уровнем выбросов

Что происходит

Команда бывших инженеров SpaceX, объединившаяся в американскую компанию Radiant, разрабатывает первый портативный источник энергии с нулевым уровнем выбросов, — ядерный микрореактор мощностью 1 МВт, который может работать где угодно.

В октябре 2021 года Radiant привлекла под создание устройства $1,2 млн «ангельских» инвестиций, что позволило приступить к детальной проработке проекта.

Переносной реактор сможет обеспечивать электричеством и теплом отдаленные населенные пункты, районы бедствий, а также военные базы, — он может работать до восьми лет, обеспечивая энергией около 1 000 домов.

Устройство спроектировано таким образом, чтобы поместиться в грузовом контейнере, — его можно легко транспортировать по воздуху, на корабле или наземным транспортом.

Благодаря удобству транспортировки, данный микрореактор обеспечит доступную энергию из возобновляемых источников для регионов, традиционно зависимых от ископаемого топлива.

В конструкции реактора используется современное топливо из твердых частиц, которое не плавится и выдерживает более высокие температуры по сравнению с традиционным ядерным топливом. Кроме того, использование гелиевых хладагентов значительно снижает риски коррозии, кипения и загрязнения, связанные с традиционными ядерными установками на основе водного. охлаждения

Что это значит

В условиях приближающегося климатического кризиса в мире растет спрос на источники энергии с нулевыми выбросами. Ядерная энергетика — одна из «зеленых» альтернатив ископаемым видам топлива. Несмотря на печальную славу в связи с рядом трагических событий на АЭС в СССР и Японии, благодаря современным технологиям сейчас данный вид энергетики является безопасным.

В последние годы атомные реакторы получили новый виток развития, — например, в Китае планируется строительство экспериментального расплавлено-солевого ядерного реактора, для охлаждения которого не требуется вода. В то же время ряд компаний со всего мира работают над разработкой компактных атомных реакторов. Так, датская Seaborg Technologies разрабатывает новый тип мини-ядерного реактора мощностью 200 МВт, который будет установлен на модульных энергетических баржах. Seaborg обещает, что за 24 года срока службы двух атомных реакторов, которые компания планирует разместить в 2025 году, устройство компенсирует как минимум 33,6 млн т СО₂ по сравнению с равной по мощности угольной электростанцией.

Обновлено 20.10.2021

Текст

Ксения Янушкевич

Главное в тренде

Материалы по теме

Преимущества малых модульных реакторов (ММР)

Управление
Ядерная энергия

Малые модульные реакторы предлагают меньшие первоначальные капиталовложения, большую масштабируемость и гибкость размещения для мест, где невозможно разместить более традиционные более крупные реакторы. Они также имеют потенциал для повышения безопасности и защиты по сравнению с более ранними конструкциями. Развертывание передовых МСР может способствовать экономическому росту.

МОДУЛЬНОСТЬ

Термин «модульный» в контексте ММР относится к способности изготавливать основные компоненты ядерной системы подачи пара в заводских условиях и доставлять их к месту использования. Несмотря на то, что современные крупные атомные электростанции включают в свои конструкции компоненты (или модули) заводского изготовления, по-прежнему требуется значительный объем полевых работ для сборки компонентов в работающую электростанцию. Предполагается, что ММР требуют ограниченной подготовки на месте и существенно сокращают длительность строительства, характерную для более крупных блоков. ММР обеспечивают простоту конструкции, улучшенные функции безопасности, экономичность и качество, обеспечиваемые заводским производством, а также большую гибкость (финансирование, размещение, размеры и конечное применение) по сравнению с более крупными атомными электростанциями. Дополнительные модули могут добавляться постепенно по мере увеличения потребности в энергии.

МЕНЬШИЕ КАПИТАЛЬНЫЕ ИНВЕСТИЦИИ

ММР могут снизить капитальные вложения владельца атомной станции из-за более низкой капитальной стоимости станции. Модульные компоненты и заводское изготовление могут снизить стоимость и продолжительность строительства.

ГИБКОСТЬ РАСПОЛОЖЕНИЯ

МСМ могут обеспечивать электроэнергией приложения, в которых нет необходимости в крупных установках или на объектах отсутствует инфраструктура для поддержки крупной установки. Это может включать в себя небольшие рынки электроэнергии, изолированные районы, небольшие сети, участки с ограниченным количеством воды и площади или уникальные промышленные приложения. Ожидается, что ММР будут привлекательными вариантами замены или переоснащения стареющих/выводимых из эксплуатации электростанций, работающих на ископаемом топливе, или предоставят возможность дополнить существующие промышленные процессы или электростанции источником энергии, не выделяющим парниковых газов.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ

МСМ могут быть объединены с другими источниками энергии, включая возобновляемые и ископаемые источники энергии, для эффективного использования ресурсов и получения более высокой эффективности и получения нескольких конечных продуктов энергии при одновременном повышении стабильности и безопасности сети. Некоторые усовершенствованные конструкции SMR могут производить технологическое тепло с более высокой температурой либо для производства электроэнергии, либо для промышленных применений.

ГАРАНТИИ И БЕЗОПАСНОСТЬ / НЕРАСПРОСТРАНЕНИЕ

Конструкции SMR имеют явное преимущество, заключающееся в том, что они учитывают текущие меры безопасности и требования безопасности. Системы защиты объектов, в том числе барьеры, способные противостоять проектным сценариям авиакатастроф и другим конкретным угрозам, являются частью инженерного процесса, применяемого к новой конструкции ММР. ММР также обеспечивают безопасность и потенциальные преимущества нераспространения для Соединенных Штатов и более широкого международного сообщества. Большинство ММР будут построены ниже класса для повышения безопасности и защиты, устраняя уязвимости как для сценариев саботажа, так и для сценариев стихийных бедствий. Некоторые ММР будут рассчитаны на длительную работу без дозаправки. Эти ММР могут быть изготовлены и заправлены топливом на заводе, герметизированы и транспортированы на места для выработки электроэнергии или технологического тепла, а затем возвращены на завод для выгрузки топлива в конце жизненного цикла. Такой подход мог бы помочь свести к минимуму транспортировку и обращение с ядерным материалом. Ожидается, что легкие ММР на водной основе будут работать на низкообогащенном уране, то есть примерно на 5% U-235, аналогично существующим крупным атомным электростанциям. Ожидается, что концепции «безопасности по замыслу», применяемые к этим технологиям, повысят устойчивость ММР к краже и переключению ядерных материалов. Кроме того, активные зоны реакторов для этих легководных ММР могут быть спроектированы для сжигания плутония в качестве топлива из смешанного оксида (МОКС). Кроме того, ММР на основе теплоносителей не легководных реакторов могут быть более эффективными при утилизации плутония при минимизации количества отходов, требующих захоронения.

ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, ПРОИЗВОДСТВО И РАБОЧИЙ РОСТ США

Обоснование экономической конкурентоспособности ММР основано на концепции, согласно которой массовое производство модульных частей и компонентов снизит стоимость киловатта электроэнергии наравне с текущими генерирующими источниками. Существует как внутренний, так и международный рынок ММР, и промышленность США имеет хорошие возможности для конкуренции за эти рынки. Министерство энергетики надеется, что разработка стандартизированных конструкций ММР также приведет к увеличению присутствия американских компаний на мировом энергетическом рынке. Если бы было заказано достаточное количество блоков SMR, это послужило бы необходимым стимулом для развития соответствующих заводских мощностей для дальнейшего увеличения продаж электростанций SMR на внутреннем и международном рынках.

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ

Развертывание ММР для замены выбывающих активов по производству электроэнергии и удовлетворения растущих потребностей в выработке электроэнергии приведет к значительному росту отечественного производства, налоговой базы и высокооплачиваемых рабочих мест на заводах, в строительстве и эксплуатации. Исследование, проведенное в 2010 г. [1] по влиянию развертывания ММР на экономику и занятость, показало, что прототип ММР мощностью 100 МВт, стоимость производства и установки которого составляет 500 миллионов долларов США, создаст около 7000 рабочих мест и принесет 1,3 миллиарда долларов продаж, 404 миллиона долларов дохода (зарплата) и 35 долларов США. млн косвенных налогов на бизнес. В отчете рассматриваются эти последствия для нескольких скоростей развертывания МСМ, т. е. низкой (1–2 единицы в год), умеренной (30 единиц в год), высокой (40 единиц в год) и разрушительной (85 единиц в год). Исследование показывает, что создание производственного предприятия SMR будет иметь значительный экономический эффект даже при умеренном уровне развертывания.

_{[1] Воздействие малых модульных реакторов на экономику и занятость, июнь 2010 г., Институт энергетической политики Центра перспективных энергетических исследований}

Вернуться на главную страницу SMR

малых модульных реакторов | Rolls-Royce

Нашему миру нужно больше энергии с низким уровнем выбросов углерода, чем когда-либо. Компания Rolls-Royce SMR Ltd была создана для разработки доступной по цене электростанции, которая вырабатывает электроэнергию с помощью небольшого модульного реактора — интеллектуального способа удовлетворения наших будущих потребностей в энергии.

Малые модульные реакторы Rolls-Royce

Чистая доступная энергия для всех

Мы сталкиваемся с беспрецедентным спросом на чистую энергию, поскольку мировые рынки ищут решения, которые помогут им достичь нулевого уровня выбросов. Спрос на энергию, которая всегда включена и практически не производит выбросов.

Ядерная энергия является наиболее мощным источником «всегда включенной» чистой энергии, однако для того, чтобы она получила широкое распространение, она должна быть доставляемой, масштабируемой и конкурентоспособной по стоимости. Компания Rolls-Royce SMR Ltd спроектировала заводскую атомную электростанцию, которая будет предлагать чистую и доступную энергию для всех.

Rolls-Royce SMR Ltd

Малый модульный реактор (SMR) — это один из способов, с помощью которого Rolls-Royce помогает Соединенному Королевству разрабатывать инновационные способы борьбы с глобальной угрозой изменения климата.

С помощью технологии Rolls-Royce SMR мы разработали решение для экологически чистой энергии, которое может обеспечить конкурентоспособную по цене и масштабируемую чистую нулевую мощность для различных приложений — от энергосистемы и промышленного производства электроэнергии до производства водорода и синтетического топлива.

Узнайте больше на сайте www.Rolls-Royce-SMR.com

Наше ценностное предложение SMR состоит из 4 ключевых элементов для успеха SMR: мы выводим на рынок недорогое, доставляемое, глобальное, масштабируемое и выгодное для инвестиций решение:

Low cost

Высококонкурентный источник «всегда включенной» чистой энергии, отвечающий глобальным вызовам доступным и инвестируемым способом.

Rolls-Royce SMR — это недорогое решение экологически чистой энергии, использующее проверенную и коммерчески доступную технологию для создания полностью интегрированной атомной электростанции заводского изготовления.

Неустанно фокусируясь на модульности и максимизируя объем работы, выполняемой в заводских условиях, мы можем революционизировать способы доставки ядерной энергии.

Результат

Rolls Royce SMR будет использовать всю цепочку поставок в Великобритании, которая может обеспечить более 80% стоимости каждого SMR, уделяя особое внимание стандартизированным, коммерчески доступным и готовым компонентам.

Компания Rolls-Royce SMR откажется от принципов программы строительства сложных объектов с высокими затратами и высоким уровнем риска в пользу предсказуемых товаров заводского изготовления.

Приблизительно 90 % операций по производству и сборке осуществляются в заводских условиях, что помогает поддерживать исключительно высокое качество продукции, сокращая количество сбоев на месте и поддерживая международное развертывание.

Глобальный и масштабируемый

Значительное влияние на несколько стран, удовлетворение беспрецедентного спроса на экологически чистую энергию.

Потребность в чистой энергии создала глобальный спрос на наши ММР, поскольку страны ищут способы обеспечить надежные способы достижения чистого нуля. Наш SMR был разработан как прямой ответ на эту огромную глобальную проблему, и наши амбиции направлены на то, чтобы соответствовать этому глобальному рынку, поскольку мы стремимся создать глобальный продукт мирового класса.

Наша заводская модель полностью масштабируема. По мере роста спроса мы инвестируем в новые заводы, используя те же системы проектирования и управления, которые используются для всех наших ММР.

Rolls-Royce SMR будет поддерживать международные усилия по обезуглероживанию энергетических систем с прогнозируемым объемом экспорта в 250 миллиардов фунтов стерлингов. Меморандумы о взаимопонимании уже заключены с Эстонией, Турцией и Чехией.

Прогнозируется, что к 2050 году программа Rolls-Royce SMR создаст 40 000 рабочих мест в Великобритании и принесет экономическую выгоду в размере 52 миллиардов фунтов стерлингов.

Компактная площадь основания повышает гибкость площадки и максимально увеличивает потенциальные возможности размещения электростанций, включая замену существующих угольных или газовых электростанций.

Инвестируемый

Предназначен для привлечения традиционных форм капитала с помощью фабричного решения с низким уровнем риска.

По своему замыслу наш SMR ориентирован на привлечение всех форм частного капитала для поддержки глобального спроса на SMR. Благодаря проверенному коммерческому подходу, построенному на заводе, наш SMR предложит инвесторам и кредиторам определенную степень уверенности, которая позволит будущим клиентам получить доступ к ряду вариантов капитала для финансирования покупки SMR.

Чтобы ядерная энергетика играла значимую и более важную роль в наших стремлениях к нулевому уровню выбросов, она должна быть финансируемой без необходимости вмешательства правительства в долгосрочной перспективе.

Электростанция Rolls-Royce SMR будет способна вырабатывать 470 МВт низкоуглеродной энергии, что эквивалентно более чем 150 наземным ветряным турбинам. Он обеспечит стабильную базовую нагрузку в течение не менее 60 лет, помогая поддерживать развертывание возобновляемой генерации.

В дополнение к стабильной мощности базовой нагрузки, Rolls-Royce SMR сможет поставлять энергию для нулевого производства экологически чистого водорода и синтетического топлива для поддержки обезуглероживания транспорта.

Он будет занимать примерно одну десятую площади обычной АЭС, что поможет уменьшить местное воздействие на окружающую среду. Rolls-Royce SMR будет собираться на заводе, что позволит перевозить готовые модули грузовиком, поездом или баржей, что снизит количество перемещений транспортных средств и риск завершения строительства, а также повысит надежность сроков сборки.

Чистое энергетическое решение

Одна электростанция Rolls-Royce SMR займет площадь двух футбольных полей и будет снабжать электроэнергией около миллиона домов. Он может поддерживать как сетевое электричество, так и ряд автономных экологически чистых энергетических решений, обеспечивая обезуглероживание промышленных процессов и производство экологически чистых видов топлива, таких как экологичное авиационное топливо (SAF) и экологически чистый водород, для поддержки перехода к энергетике в более широкий сектор теплоснабжения и транспорта.

Как крупный акционер Rolls-Royce SMR, мы продолжим поддерживать его путь к успешному развертыванию. Узнайте больше на www.rolls-royce-smr.com.

Ядерный мини реактор: NuScale все ближе к цели / Хабр