У США дозволили будувати модульні ядерні реактори. Що це та як змінить світову енергетику?

Що таке ММР?

«ММР, що встановлюються на одноблочних або багатоблочних станціях, відкривають можливості поєднання ядерних з альтернативними джерелами енергії, включно з відновлюваними джерелами… Вони також мають поліпшені показники безпеки завдяки наявності внутрішньо властивих і пасивних засобів безпеки, характеризуються нижчими початковими капітальними витратами та придатні для когенерації та застосування, не пов'язаних із виробництвом електроенергії», — зазначено на сайті МАГАТЕ.

Експерти ядерного Агентства вважають, що ММР — це ідеальний варіант для віддалених регіонів планети з менш розвиненою інфраструктурою, який також дозволить замінити електростанції, що старіють, на викопному паливі.

Фактично ММР є зменшеною версією існуючих конструкцій ядерних реакторів, включно з реакторами четвертого покоління, які зараз на стадії проєктування.

Сьогодні у всьому світі є близько 50 різних проєктів і концепцій ММР з електричною потужністю модулів до 300 МВт та тепловою потужністю до 1000 МВт.

Для порівняння, потужність одного з шести реакторів ВВЕР-1000/320 на Запорізькій АЕС в Енергодарі становить 950 МВт.

Що сталося у США?

Днями Комісія з ядерного регулювання США (NRC) уперше сертифікувала проект конструкції удосконаленого ММР, яку зможуть використати комунальні підприємства.

«ММР більше не є абстрактним поняттям», — заявила помічниця держсекретаря Міністерства енергетики з питань розвитку ядерної енергії Кетрін Хафф.

Розробником конструкції ММР VOYGR™ стала американська компанія NuScale Power, що базується у штаті Орегон.

Передбачається, що цей проєкт дозволить об'єднати до 12 заводських енергетичних модулів, що формують приблизно третину розміру традиційного великомасштабного реактора. Роботу над цією конструкцією проводили з початку 2000-х в Університеті штату Орегон.

У 2014 році Міністерство енергетики США виділило понад $600 млн для вдосконалення цієї технології. Наразі фахівці Міністерства енергетики та NuScale співпрацюють з комунальною компанією Utah Associated Municipal Power Systems над створенням першої робочої демонстраційної електростанції з ММР. Ймовірно, перший модуль буде введено в експлуатацію вже 2029 року.

Сертифікована конструкція ММР від NuScale може генерувати до 50 МВт номінальної потужності електроенергії, але розробники також подали заявку на збільшення цієї потужності до 77 МВт. Запланована демонстраційна електростанція із шістьма модулями в штаті Айдахо має генерувати 462 МВт.

За даними Державного науково-технічного центру з ядерної та радіаційної безпеки України, сьогодні NuScale Power підписала 19 чинних внутрішніх і міжнародних угод щодо розгортання АЕС на базі ММР у 12 різних країнах, зокрема Польщі, Румунії, Чехії та Йорданії.

Деякі експерти вважають, що ММР дадуть можливість значно здешевити вартість електроенергії для кінцевого споживача, а також запровадити безвуглецеве виробництво електроенергії, над чим зараз працює адміністрація чинного президента США Джо Байдена.

Примітно, що вже до 2028 року компанія Ontario Power Generation, GE Hitachi Nuclear Energy, SNC-Lavalin Group Inc. та Aecon Group Inc. планує збудувати ММР поблизу Торонто. У проєкт вклали близько одного мільярда доларів. Аналогічні проєкти готують у Швеції, Словенії та інших країнах.

Засновник і генеральний директор компанії Crystol Energy Керол Нахле пише, що конструкція ММР дозволяє значно скоротити час будівництва подібних електростанцій, приблизно до 1,5–2,5 років. Але, за її словами, витрати на створення ММР є низькими лише порівняно зі зведенням традиційних АЕС.

«Технічний прогрес не зміг розсіяти протиріччя, що оточували ядерну енергетику протягом десятиліть. ММР може виявитися легше прийняти широкому загалу, ніж звичайну ядерну енергетику, але для цього нам, можливо, доведеться почекати трохи довше», — заявила Нахле.

Критика ММР

Крім традиційних неоднозначних питань безпеки ядерних реакторів, зберігання ядерного палива тощо, деякі експерти нарікають на те, що ММР не стануть ефективнішими у досягненні вуглецевої нейтральності в енергетиці порівняно з альтернативними джерелами.

«ММР не зможуть забезпечити економію за рахунок масштабу виробництва, не будуть швидше будуватися, поступаються за ефективністю масштабування, не будуть дешевшими, не підходять для віддалених або діючих вугільних родовищ, як і раніше, пов'язані з дуже великими витратами на безпеку, як і раніше, будуть дорогими і повільними для виведення з експлуатації, і, як і раніше, вимагатимуть обмежень зі страхування відповідальності. Вони не вирішують жодної проблеми, на яку претендують. Вони існують з 1950-х років і зараз нічим не кращі, ніж були тоді», — пише член Консультативної ради електроавіаційного стартапу ELECTRON Aviation і головний стратег TFIE Strategy Майкл Барнард.

Барнард упевнений, що вітропарки та сонячні електростанції, які вже досягли масштабного будівництва по всьому світу, мають набагато менше ризиків, для їх створення налагоджені ланцюжки постачання кваліфікованих робітників, вони дуже дешеві та надійні, тому «у атомної галузі навряд чи є надія надолужити втрачене».

«Масове виробництво ММР також створює економічну проблему на кшталт курки та яйця. Без заводів малі та середні підприємства ніколи не зможуть досягти теоретичного зниження витрат, яке лежить в основі стратегії компенсації відсутності ефекту масштабу. Але без зниження витрат не буде великої кількості замовлень, щоб стимулювати інвестиції, необхідні передусім для створення ланцюжка постачання», — впевнений президент Інституту енергетичних та екологічних досліджень Університету Британської Колумбії у Ванкувері Арджун Махіджані.

Дослідник вважає, що різні проєкти ММР, зокрема вже сертифікована конструкція NuScale, не мають жодних реальних перспектив для швидкого переходу до безвуглецевої системи електропостачання.

Іншими словами, час і гроші називають ключовою проблемою ММР, яка впливає на перспективу цієї технології пом'якшити наслідки кліматичних змін.