В США разрешили строить модульные ядерные реакторы. Что это и как изменит мировую энергетику?

Что такое ММР?

«ММР, устанавливаемые на одноблочных или многоблочных станциях, открывают возможности сочетания ядерных с альтернативными источниками энергии, включая возобновляемые источники… Они также обладают улучшенными показателями безопасности благодаря наличию внутренне присущих и пассивных средств безопасности, характеризуются более низкими начальными капитальными затратами и пригодны для когенерации и применений, не связанных с производством электроэнергии», 一 указано на сайте МАГАТЭ.

Эксперты ядерного Агентства считают, что ММР 一 это идеальный вариант для отдаленных регионов планеты с менее развитой инфраструктурой, который также позволит заменить стареющие электростанции на ископаемом топливе.

Фактически, ММР представляет уменьшенную версию существующих конструкций ядерных реакторов, включая реакторы четвертого поколения, которые сейчас находятся на стадии проектирования.

Сегодня во всем мире есть около 50 различных проектов и концепций ММР с электрической мощностью модулей до 300 МВт и тепловой мощностью до 1000 МВт.

Для сравнения, мощность одного из шести реакторов ВВЭР-1000/320 на Запорожской АЭС в Энергодаре составляет 950 МВт.

Что произошло в США?

На днях Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) впервые сертифицировала проект конструкции усовершенствованного ММР, которую смогут использовать коммунальные предприятия.

«ММР больше не являются абстрактным понятием», — заявила помощник госсекретаря Министерства энергетики по вопросам развития ядерной энергии Кэтрин Хафф.

Разработчиком конструкции ММР VOYGR™ стала американская компания NuScale Power, базирующаяся в штате Орегон.

Предполагается, что этот проект позволит объединить до 12 заводских энергетических модулей, формирующих примерно треть размера традиционного крупномасштабного реактора. Работу над этой конструкцией вели с начала 2000-х в Университете штата Орегон.

В 2014-м Министерство энергетики США выделило более $600 млн для усовершенствования этой технологии. Сейчас специалисты Министерства энергетики и NuScale сотрудничают с коммунальной компанией Utah Associated Municipal Power Systems над созданием первой рабочей демонстрационной электростанции с ММР. Вероятно, первый модуль будет введен в эксплуатацию уже в 2029 году.

Сертифицированная конструкция ММР от NuScale может генерировать до 50 МВт номинальной мощности электроэнергии, но разработчики также подали заявку на увеличение этой мощности до 77 МВт. Запланированная демонстрационная электростанция с шестью модулями в штате Айдахо должна будет генерировать 462 МВт.

По данным Государственного научно-технического центра по ядерной и радиационной безопасности Украины, сегодня NuScale Power подписала 19 действующих внутренних и международных соглашений по развертыванию АЭС на базе ММР в 12 разных странах, включая Польшу, Румынию, Чехию и Иорданию.

Некоторые эксперты полагают, что ММР позволят значительно удешевить стоимость электроэнергии для конечного потребителя, а также внедрить безуглеродное производство электроэнергии, над чем сейчас работает администрация действующего президента США Джо Байдена.

Примечательно, что уже к 2028 году группа компаний Ontario Power Generation, GE Hitachi Nuclear Energy, SNC-Lavalin Group Inc. и Aecon Group Inc. планирует построить ММР вблизи Торонто. В проект вложили около одного миллиарда долларов. Аналогичные проекты готовят в Швеции, Словении и других странах.

Основатель и генеральный директор компании Crystol Energy Кэрол Нахле пишет, что конструкция ММР позволяет значительно сократить время строительства подобных электростанций, 一 примерно до 1,5−2,5 лет. Но, по ее словам, затраты на создание ММР являются низкими только по сравнению с возведением традиционных АЭС.

«Технический прогресс не смог рассеять противоречия, окружавшие ядерную энергетику на протяжении десятилетий. ММР может оказаться легче принять широкой публике, чем обычную ядерную энергетику, но для этого нам, возможно, придется подождать немного дольше», 一 заявила Нахле.

Критика ММР

Кроме традиционных неоднозначных вопросов безопасности ядерных реакторов, хранения ядерного топлива и т. д., некоторые эксперты сетуют на то, что ММР не станут более эффективными в достижении углеродной нейтральности в энергетике по сравнению с альтернативными источниками.

«ММР не смогут обеспечить экономию за счет масштаба производства, не будут быстрее строиться, уступают по эффективности масштабирования, не будут дешевле, не подходят для удаленных или действующих угольных месторождений, по-прежнему сопряжены с очень большими затратами на безопасность, по-прежнему будут дорогостоящими и медленными для вывода из эксплуатации, и по-прежнему потребуют ограничений по страхованию ответственности. Они не решают ни одной из проблем, на которые претендуют. Они существуют с 1950-х годов и сейчас ничем не лучше, чем были тогда», 一 пишет член Консультативного совета электроавиационного стартапа ELECTRON Aviation и главный стратег TFIE Strategy Майкл Барнард.

Барнард уверен, что ветропарки и солнечные электростанции, которые уже достигли масштабного строительства по всему миру, имеют гораздо меньше рисков, для их создания налажены цепочки поставок и квалифицированных рабочих, они очень дешевы и надежны, поэтому «у атомной отрасли вряд ли есть надежда наверстать упущенное».

«Массовое производство ММР также создает экономическую проблему типа курицы и яйца. Без заводов малые и средние предприятия никогда не смогут добиться теоретического снижения затрат, которое лежит в основе стратегии по компенсации отсутствия эффекта масштаба. Но без снижения затрат не будет большого количества заказов, чтобы стимулировать инвестиции, необходимые в первую очередь для создания цепочки поставок», 一 уверен президент Института энергетических и экологических исследований Университета Британской Колумбии в Ванкувере Арджун Махиджани.

Исследователь считает, что у разных проектов ММР, включая уже сертифицированную конструкцию NuScale, нет никаких реальных перспектив для быстрого перехода к безуглеродной системе электроснабжения.

Иными словами, «время и деньги» называют ключевой проблемой ММР, которая влияет на перспективу этой технологии смягчить последствия климатических изменений.