راکتورهای کوچک هسته ای وعده داده شده کجا هستند؟

برای بیش از یک دهه، ما شنیده ایم که راکتورهای کوچک می توانند بخشی از آینده انرژی هسته ای باشند. راکتورهای مدولار کوچک (SMR) به دلیل اندازه خود می توانند برخی از چالش های اصلی انرژی هسته ای سنتی را حل کنند و ساخت نیروگاه ها را سریع تر و ارزان تر و کارکرد آنها را ایمن تر کنند.

احتمالا اکنون کمی به این آینده موعود نزدیکتر شده ایم. در ماه ژانویه، NewSkill، یک شرکت آمریکایی مستقر در اورگان، به چندین دستاورد مهم در زمینه ساخت راکتورهای مدولار دست یافت و تایید نهایی را از دولت ایالات متحده برای طراحی راکتور خود دریافت کرد. شرکت‌های دیگر، از جمله Kairos Power و GE Hitachi نیز به دنبال SMR تجاری هستند. با این حال، NewSkill اولین شرکتی است که به مرحله صدور مجوز می رسد و یکی از آخرین موانع نظارتی را قبل از اینکه شرکت ها بتوانند رآکتورهای خود را در ایالات متحده بسازند، برطرف می کند.

راکتورهای مدولار کوچک مانند آنچه که توسط NewScale برنامه ریزی شده است می توانند در زمان و مکان مورد نیاز نیروگاه ها را با ساخت و مدیریت آسان تامین کنند. این فناوری می تواند جایگزین نیروگاه هایی شود که با سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ کار می کنند و در نتیجه به مهار تغییرات آب و هوایی کمک می کند.

اما حتی زمانی که SMR ها وعده داده اند که برنامه ساخت نیروگاه هسته ای را تسریع کنند، راه تا این مرحله مملو از تاخیر و گرانی هزینه ها بوده است. راه پیش رو برای نیوسکیل هنوز طولانی است و نشان می دهد که هنوز کارهای زیادی باید انجام شود تا این شکل از انرژی هسته ای بتواند سریع و کارآمد ساخته شود.

راکتور مدولار کوچک

NewSkill از طریق فرآیندی شبیه به آنچه در نیروگاه های هسته ای امروزی استفاده می شود، الکتریسیته تولید می کند: راکتوری اتم ها را در یک هسته تحت فشار تقسیم می کند و گرما آزاد می کند. از این گرما می توان برای تبدیل آب به بخاری استفاده کرد که به توربین نیرو می دهد و برق تولید می کند. بزرگترین تفاوت در اندازه راکتورها است.

نیروگاه های هسته ای همیشه پروژه های بسیار بزرگی بوده اند که میلیاردها دلار هزینه دارند. به عنوان مثال، ساخت و ساز برای نصب دو واحد اضافی در کارخانه فعلی Vogtel در گرجستان در حال انجام است. هر یک از دو واحد برنامه ریزی شده ظرفیت تولید بیش از هزار مگاوات خواهند داشت که برای تامین برق بیش از یک میلیون خانه کافی است. راکتورها قرار بود در سال 2017 راه اندازی شوند. اما هنوز این اتفاق نیفتاده و مجموع هزینه پروژه از ابتدای ساخت در دهه گذشته تاکنون دو برابر شده و به بیش از 30 میلیارد دلار رسیده است.

از سوی دیگر، NewSkill قصد دارد راکتورهای مدولار بسازد که ظرفیت تولید کمتر از 100 مگاوات دارند. هنگامی که این ماژول ها در نیروگاه ها ترکیب می شوند، ظرفیت آنها به چند صد مگاوات می رسد که حتی کمتر از یک واحد واحد در نیروگاه Vogtel است. نیروگاه های SMR با ظرفیت تولید چند صد مگاوات، معادل متوسط ​​نیروگاه زغال سنگ در ایالات متحده، برق چند صد هزار خانه را تامین می کنند.

همچنین، در حالی که نیروگاه Vogtel در زمینی به مساحت بیش از 1200 هکتار واقع شده است، پروژه راکتور کوچک مدولار در نیویورک تقریباً به 26 هکتار زمین نیاز دارد.

همانطور که شرکت‌ها طراحی‌های راکتور را استاندارد می‌کنند، نیروگاه‌های هسته‌ای کوچک‌تر می‌توانند راحت‌تر فروخته شوند و به کاهش هزینه‌ها کمک کنند. این راکتورها همچنین ممکن است ایمن تر باشند. زیرا سیستم های مورد نیاز برای خنک نگه داشتن آنها و همچنین سیستم های مورد نیاز برای خاموش کردن آنها در مواقع اضطراری می توانند ساده تر باشند.

حذف تشریفات اداری

مشکل همه این مزایای بالقوه این است که تا کنون تا حد زیادی بالقوه باقی مانده اند. پروژه های آزمایشی در برخی از نقاط جهان آغاز شده است. چین اولین کشوری بود که یک راکتور ماژولار کوچک را در سال 2021 به شبکه متصل کرد. در ژانویه، جنرال الکتریک هیتاچی قراردادهای تجاری برای یک نیروگاه در انتاریو امضا کرد که می تواند تا اواسط دهه 2030 به بهره برداری برسد. New Skill همچنین پروژه هایی را در رومانی و لهستان دنبال می کند.

هنوز هیچ راکتور مدولار کوچکی در ایالات متحده فعال نیست. این تا حدی به دلیل روند نظارتی طولانی مدت کمیسیون تنظیم مقررات هسته ای (NRC) به عنوان یک آژانس مستقل فدرال در این کشور است.

انرژی هسته ای تنها منبع انرژی است که نهاد نظارتی خود را در ایالات متحده دارد. این نظارت افزایش یافته به این معنی است که هیچ جزئیاتی نادیده گرفته نمی‌شود و پروژه‌های هسته‌ای می‌توانند زمان زیادی طول بکشد تا راه‌اندازی شوند. کاترین هاف، دستیار وزیر در دفتر انرژی هسته ای وزارت انرژی ایالات متحده، برنامه های هسته ای را پروژه های بزرگ و پیچیده ای می داند. وزارت انرژی ایالات متحده به تأمین مالی پروژه های SMR کمک می کند و از تحقیقات در این زمینه حمایت می کند، اما بر مقررات هسته ای نظارت نمی کند.

NewSkill در سال 2008 تلاش‌ها را برای دریافت مجوز آغاز کرد و درخواست رسمی خود را در سال 2016 به NRC ارسال کرد. در سال 2020، هنگام دریافت تأیید طراحی راکتور خود، NewSkill گفت که فرآیند نظارت نیم میلیارد دلار هزینه داشت و این شرکت نزدیک به دو میلیون صفحه از راکتور خود را ارائه کرد. اسناد به NRC