211service.com
Små reaktorer kan sette i gang den stoppede atomsektoren
Ariel Davis
Kjernekraftindustrien ser stort løfte i å gå i det små.
Tidligere i år tok NuScale Energy et avgjørende skritt fremover i sin langvarige innsats for å bygge 12 nedskalerte atomreaktorer på en tom pakke ved Idaho National Laboratory, et viltvoksende forskningscampus i utkanten av Idaho Falls (se Shrinking Nuclear ). U.S. Nuclear Regulatory Commission avtalt for å starte den formelle prosessen med å gjennomgå selskapets design for 600 megawatt-anlegget, som kan drive en by på størrelse med Boise to ganger.
Det gir NuScale, basert i Portland, Oregon, innsiden av byggingen av landets første kommersielle reaktorer av denne typen. Kjent som små modulære reaktorer, eller SMR-er, representerer de også den første vesentlig nye reaktordesignen av noe slag som nådde denne NRC-milepælen på flere tiår.
Men mange flere SMR-prosjekter kommer eller er i gang. Det er rundt 50 design eller konsepter i ulike utviklings- eller planleggingsstadier rundt om i verden, ifølge Det internasjonale atomenergibyrået . Fire er allerede i avansert konstruksjon i Argentina, Russland og Kina.
Hvis de tidlige prosjektene bygges og lykkes, øker disse mindre og potensielt sikrere atomreaktorene den reelle muligheten for masseproduserte minianlegg som kan redusere industriens forhåndskostnader og risiko betydelig. Det kan igjen gjøre det mye enklere å legge til en kilde til karbonfri energi som mange eksperter mener vil være avgjørende for å redusere risikoen for klimaendringer.
På den annen side vet vi ikke hvor økonomisk anleggene virkelig kan fungere før de er i gang. Og et skifte mot mindre, men flere atomreaktorer kan føre til nye typer spredningsfarer, advarer noen observatører.
Det store løftet til kommersielle SMR-er er at de vil være kompakte nok til å prefabrikere i fabrikker og sendes til destinasjonen, hvor de kan stables sammen for å produsere uansett nivå av energiproduksjon som trengs. Over tid kan teknologien introdusere nye nivåer av forutsigbarhet, pålitelighet og stordriftsfordeler til en industri som har blitt synonymt med kostnadsoverskridelser på milliarder dollar og år med forsinkelser. Det åpner også muligheten for at atomkraft kan tjene mindre markeder, og til og med militære eller industrielle applikasjoner, der en fullskala reaktor ikke ville gi økonomisk mening.
Den mest umiddelbare fordelen er imidlertid at de kan være billige nok til å bygges i det hele tatt. Å skaffe den massive forhåndskapitalen for å bygge nye fullskala reaktorer har blitt stadig vanskeligere i USA, spesielt etter at budsjettene for to anlegg i Georgia og South Carolina har ført til en tipp for Westinghouse Electric. inn i konkurs , og tar nesten med seg morselskapet (se Meltdown of Toshibas Nuclear Business Dooms New Construction i USA).
Små modulære reaktorer som NuScales 50 megawatt-modul lover å være størrelsesordener billigere. Selv selskapets fullskala, 12-modulkonfigurasjon vil koste rundt 3 milliarder dollar, anslår selskapet. Derimot var Westinghouses Vogtle-anlegg i Georgia, som inkluderer to 1200 megawatt reaktorer, opprinnelig beregnet til å koste 14 milliarder dollar – og svulmet opp til godt over 20 milliarder dollar.
NuScales første kraftverk ville være eid av Utah Associated Municipal Power Systems og drevet av Energy Northwest. Hvis alt går bra, vil den begynne å generere elektrisitet i 2026. Det er selvfølgelig fortsatt nesten et tiår unna. Men håpet er at når Flyktninghjelpen signerer på reaktordesignene, og selskapet etablerer sin forsyningskjede og tredjeparts produksjonsprosess, vil det bli raskere og enklere å stille opp kunder og rulle ut reaktorer. Enhver gitt prosjektplass vil imidlertid fortsatt måtte gå gjennom ytterligere reguleringstillatelser.
Hver av NuScales kraftmoduler ville være 74 fot høye og 15 fot brede, og de kunne brytes ned i tre komponenter designet for å bli sendt med lekter, lastebil eller tog. De er nedskalerte og strømlinjeformede versjoner av tradisjonelle trykksatt lettvannsreaktorer, men med nye sikkerhetsfunksjoner. Blant annet skulle reaktoren plasseres under bakken i en vannbasseng, som også skulle fungere som kjølevæske. Det ville eliminere behovet for ekstra tanker, pumper og rør. Det vil også gjøre det mulig for et passivt sikkerhetssystem å slå av reaktoren automatisk og kjøle den ned uten menneskelig innblanding, selv i tilfelle et vedvarende strømtap som det som ble utløst av en tsunami i Fukushima, Japan.
Sikkerhetssaken er uten sidestykke, sier Tom Mundy, kommersiell sjef i NuScale.
TIL Nummer av andre selskaper og forskningsinstitusjoner forfølger såkalte fjerdegenerasjons SMR-teknologier, inkludert smeltet salt og høytemperaturgass. Men generelt står de overfor tøffere tekniske utfordringer, så vel som regulatoriske, og kan ta lengre tid å utvikle.
NuScales viktigste økonomiske støttespiller er det store ingeniørfirmaet Fluor, som tok en majoritetsandel i selskapet i 2011. I 2013 tildelte U.S. Department of Energy selskapet 217 millioner dollar under SMR Licensing Technical Support Program. Men Trump-administrasjonens budsjettforslag inkluderer kraftige kutt i DOEs atomprogrammer, noe som kan sette selskapets evne til å sikre de resterende 47 millioner dollar av bevilgningen i fare.
Mundy er optimistisk på at støtte fra to partier vil seire. Faktisk en rekke republikanske lovgivere oppfordret President Trump i et brev i mai for å støtte utviklingen av SMR-er, og understreket den overhengende konkurransen fra Kina og Russland.
Til tross for løftet om SMR-er, er ikke teknologien en sikker innsats. Spesielt, selv om kapitalutgifter er betydelig lavere, betyr det ikke nødvendigvis at det vil gi konkurransedyktige strømkostnader, spesielt mot lavkost naturgass.
Noen spillere har angivelig allerede trukket seg tilbake fra SMR-er, inkludert Westinghouse og Babcock & Wilcox, i det minste delvis på grunn av konkurranse fra billigere energikilder.
Kostnaden per megawatt-time går ikke nødvendigvis ned bare fordi du bygger et mindre anlegg, sier Ryan Fitzpatrick, underdirektør for ren-energi-programmet ved tenketanken Third Way. Det må være kostnadsbesparelser gjennom andre prosesser.
Disse kan inkludere ting som kortere byggetid og nye designfunksjoner som reduserer regulatoriske utgifter. Men nøkkelen til å redusere kostnadene ville være å sette opp fabrikker for å skru ut mange reaktorer, sier Neil Todreas, professor i kjernefysisk vitenskap og ingeniørvitenskap ved MIT.
Det kan imidlertid by på litt av en kylling-og-egg-utfordring: å sikre finansiering for å bygge anleggene vil sannsynligvis kreve mange bestillinger, men det vil være vanskelig for et selskap å få disse bestillingene før det kan produsere reaktorer på en pålitelig måte billig. .
I tillegg har Union of Concerned Scientists reist separate spørsmål om hvor trygge og sikre plantene egentlig vil være. Blant annet gruppen bemerket at et vidt distribuert nettverk av mindre, men flere reaktorer kan gjøre det vanskeligere å sikre kjernefysisk materiale som blant annet kan brukes til å lage skitne bomber.
Til slutt kan SMR-er ende opp med å være den ideelle eller mest økonomiske måten å legge til betydelig kjernefysisk produksjon til nettet. Men i en nasjon der det har blitt nesten umulig å bygge nye atomkraftverk, kan det rett og slett være teknologien som trengs for å få industrien i gang igjen i det hele tatt, sier Todreas.
Jeg er ikke sikker på at det vil komme en marsj mot små modulære reaktorer over hele USA på flere tiår, eller at de vil erstatte store kraftverk fullstendig, sier han. Men absolutt på kort sikt er de veldig viktige for helsen til atomkraft i USA.