proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Авторские права
  Агентство  ПРоАтом. 27 лет с атомной отраслью!              
www.proatom.ru :: Просмотр тeмы - SMR
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ГруппыГруппы   ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 





SMR

 
Начать новую тeму   Ответить на тeму    Список форумов www.proatom.ru -> Атомная энергетика
Предыдущая тeма :: Следующая тeма  
Автор Сообщение
YEEHAY
Гость





СообщениеДобавлено: Вт Ноя 21, 2023 12:56 pm    Заголовок сообщения: SMR Ответить с цитатой

«Новые технологии могли бы хорошо подойти для крупных химических заводов, если кому-нибудь удастся начать их строительство


Craig Bettenhausen


11.09.2023


Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) вошла в историю в начале этого года, когда дала свое первое одобрение новому типу атомной электростанции: малому модульному реактору (SMR).
Обычные атомные электростанции огромны и вырабатывают 1-3 ГВт электроэнергии, чего достаточно для питания города среднего размера. SMR, одобренный NRC, Voygr компании NuScale Power, будет вырабатывать 50 МВт электроэнергии. Реакторы размером примерно с зернохранилища, и NuScale выпускает их «пакетом» по 4, 6 и 12 штук.
Voygr - одна из нескольких конструкций SMR, которые привлекают внимание и инвестиции как потенциальные источники надежной, устойчивой энергетики с минимальными выбросами парниковых газов.
У ядерной энергетики много критиков, и, особенно в США и Европе, ведь за плечами история масштабных строительных проектов, которые значительно превышали бюджет. Сторонники SMRs говорят, что технология пригодна для более скромных, воспроизводимых проектов, которые могут обеспечивать низкоуглеродистую энергию по разумной цене. Если сторонники технологии правы, США и другие страны станут на шаг ближе к достижению амбициозных целей по сокращению выбросов углекислого газа.

Перейти на зеленый уровень, перейдя на ядерный

Поставка электроэнергии в энергосистему, вероятно, является крупнейшим рынком сбыта для новых ядерных установок. Но промышленные компании, такие как Dow, крупнейший производитель химической продукции в США, также рассматривают новые ядерные технологии как идеально подходящие для своих производственных предприятий, как для замены устаревающих источников тепла, работающих на ископаемом топливе, так и для производства водорода и других чистых видов топлива. SMR, обычно 300 МВт или меньше, хорошо соответствует энергетическим потребностям тяжелой промышленности, и их путь через регулирование и строительство может быть более плавным, чем у их сетевых аналогов.
Dow планирует переоборудовать свой огромный комплекс в Сидрифте, штат Техас, с помощью «пакета» из четырех SMR от компании по ядерным технологиям X-Energy. Завод Seadrift производит полиэтилен, окись этилена, этиленгликоль, этаноламины и гликолевые эфиры для многих рынков. Мощность каждого реактора регулируется в диапазоне от 80 МВт электроэнергии до 200 МВт тепла.
Крешка Янг, бизнес-директор Dow по энергетике и климату в Северной Америке, говорит, что SMR quartet станет единственным источником энергии для электростанции Seadrift, где она заменит котел, работающий на природном газе. Котельная система, которая, по словам Янга, выбрасывает 440 000 метрических тонн CO2 в год, должна быть выведена из эксплуатации в начале 2030-х годов.
Реакция ядерного деления в активной зоне большинства SMR такая же, как и в обычных больших реакторах, в которых в качестве топлива используются оксиды тяжелого металла урана. Атом 236U, нестабильного изотопа урана, получаемого путем бомбардировки нейтронами 235U, распадается, образуя два или более атома меньшего размера, больше свободных нейтронов и тепла. Нейтроны продолжают сталкиваться с другими 235атомами U, которые также превращаются в 236U. Возникает цепная реакция, и получающееся тепло отводится для выполнения полезной работы.
В некотором смысле атомные станции лучше подходят для химических производств и других тяжелых производственных объектов, чем для выработки электроэнергии. Электростанция использует тепло для нагрева воды, получения пара, вращения турбины для выработки электроэнергии. По словам Якопо Буонджорно, профессора ядерных наук и инженерии Массачусетского технологического института, даже самые лучшие системы используют менее половины тепла в виде полезной электрической энергии. Остальное тратится впустую, выбрасывается в воздух или воду.
Химические компании, напротив, используют тепло непосредственно для проведения химических реакций и дистилляции. Тепло обычно поступает в виде пара под давлением с температурой до 650 °C.
Александр Кукулас, директор энергетической и инжиниринговой фирмы AFRY Management Consulting, говорит, что типичному нефтеперерабатывающему или нефтехимическому заводу требуется в два раза больше энергии пара, чем электроэнергии. “Из всех производственных секторов США нефтехимическая промышленность имеет наибольший спрос на технологическую энергию для отопления и, как следствие, также является крупнейшим источником выбросов парниковых газов при сжигании на месте”, - говорит Кукулас. По его словам, внедряя SMR, химическая промышленность может сократить свой углеродный след на 60%.
Помимо сокращения выбросов CO2, Кукулас говорит: “если промышленность сможет отказаться от использования природного газа и отходящих газов, таких как этан и пропан, в качестве источников первичной энергии, это увеличит поставки этого ценного химического сырья, направляя его на более эффективное использование в производстве смол и химикатов”.

Чем SMR лучше?

Концепция SMR, безусловно, имеет свои проблемы и скептиков. У X-energy пока нет лицензии на конструкцию Xe-100, которую она планирует установить для Dow. Ни одна SMR, кроме системы NuScale мощностью 50 МВт, не одобрена NRC, и ситуация с регулированием аналогична в других странах. В другой ситуации NuScale решила не выходить на рынок с реактором мощностью 50 МВт и вместо этого подала заявку в Министерство энергетики США (DOE) на версию мощностью 77 МВт .
Во всем мире, как известно, работают только три SMR, два на энергетической барже в России и одна на суше в Китае. Индия эксплуатирует парк из четырнадцати реакторов мощностью 220 МВт, хотя их общий размер и конструкция больше похожи на обычные крупные АЭС, чем на SMR. Коммунальное предприятие в Аргентине работает над четвертым SMR, который отстает от графика на годы и на миллиарды превышает бюджет.
Сжатые сроки и бюджеты являются общими чертами недавних крупномасштабных проектов в области атомной энергетики, по крайней мере, в США и Европе. Первые новые реакторы в США после ядерной аварии на Три-Майл-Айленде в 1979 году представляют собой пару энергоблоков мощностью 1250 МВт, строительство которых близится к завершению за пределами Огасты, штат Джорджия. Реакторы, известные как энергоблоки 3 и 4 Plant Vogtle, первоначально планировалось подключить к электросети в 2016 году. Стоимость проекта почти на 17 миллиардов долларов превышает его бюджет в 14 миллиардов долларов.
М. В. Рамана, который является профессором государственной политики и глобальных отношений в Университете Британской Колумбии и изучает ядерную энергетику и вооружение, утверждает, что Vogtle, вероятно, будет последним из крупных реакторов и что SMR обречены на те же основные проблемы. “Я думаю, мы можем увидеть, как один или два проекта, финансируемых за счет государственных средств, будут построены в качестве своего рода прототипа”, - говорит он. “Мой прогноз заключается в том, что они будут дорогостоящими и займут больше времени, чем ожидалось, как это было в случае с большинством ядерных проектов, и на этом все закончится”.
Рамана говорит, что проблема заключается в экономике. “Ядерная энергетика стоит дорого”, - говорит он. “И причина, по которой это дорого, заключается в том, что вы пытаетесь вскипятить воду, используя очень опасный и сложный процесс ядерного деления. И для того, чтобы держать это под контролем, нужно принимать множество мер предосторожности. Из-за этой технической сложной особенности это никогда не сможет стать дешевым источником энергии ”.
Другие эксперты в области ядерной энергетики не согласны с этим. Буонджорно говорит, что ядерная энергетика часто была дорогой по сравнению с энергией, основанной на ископаемом топливе, а в последнее время и с возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер и солнце. Но он говорит, что основной причиной является процесс строительства. “Стоимость энергии ядерного реактора, вероятно, на две трети связана со строительством станции, а затем на 20% - с эксплуатацией и обслуживанием и на 10% - с топливом”, - говорит он.
Проекты атомных электростанций гигаваттного масштаба в Западной Европе и США - это масштабные мероприятия, связанные с беспорядком на открытых строительных площадках, переменной погодой, тысячами подрядчиков, нестандартными проектами и сложными цепочками поставок сырья.
“Это проблема США и Западной Европы, и это прежде всего потому, что наш строительный сектор очень, очень неэффективен”, - говорит Буонджорно. Действительно, крупные инфраструктурные проекты всех типов в этих регионах хронически запаздывают и превышают бюджет, говорит он. Южная Корея, Китай, Россия и Индия “регулярно поставляют крупные атомные электростанции в срок и в рамках бюджета, и они делают это уже 30 лет”.
Буонджорно говорит, что SMR помогут разработчикам проектов избежать задержек и перерасхода средств. Реакторы будут построены на специализированных заводах, а затем отправлены на монтажные площадки для окончательной сборки. Компании будут изготавливать один и тот же реактор снова и снова, с каждым разом совершенствуясь в этом и избегая необходимости полностью индивидуального проектирования для каждого блока. А меньшими проектами легче управлять и финансировать. Крупные компании могут устанавливать их за счет своих регулярных бюджетов капитальных затрат.
Сделка Dow с X-energy структурирована таким образом, чтобы учитывать ключевое отличие SMR от традиционных крупных атомных станций: первоначальные затраты на ввод в эксплуатацию первого реактора любой заданной конструкции будут дорогостоящими, но они должны быть оплачены только один раз.
Проект Seadrift поддерживается грантом Министерства энергетики США в размере 80 миллионов долларов. Грант поддержит усилия Dow и X-energy по вводу в эксплуатацию первой четырехреакторной системы. Но грант, который выделяют две фирмы, делает больше, чем просто помогает оплатить работу в Seadrift. Более половины денег пойдет на проектирование реактора, получение его одобрения NRC и строительство отдельного завода по производству ядерного топлива. Это единовременные расходы, которые могли бы позволить запустить десятки установок SMR.
На данный момент, по словам Янга, Dow выделяет 25 миллионов долларов на подготовку заявки NRC, которая, как она ожидает, будет подана в следующем году. Фирма также приобрела миноритарную долю в X-energy в августе 2022 года. “Мы очень заинтересованы в этом. Мы очень взволнованы этим”, - говорит она. “Нам нужно идти по этому пути, но мы не можем выписать пустой чек”.
По словам Янга, Dow постепенно отказывается от ископаемого топлива на каждом конкретном объекте. “Сроки обезуглероживания каждой из наших площадок разные, и они зависят от окончания срока службы активов, которые находятся на этой площадке”, - говорит она. “Я думаю, если предположить, что все пойдет так, как мы ожидаем, и так, как мы хотим, чтобы все шло именно так, ядерная энергия станет инструментом, к которому мы снова обратимся”.
SMR X-energy существенно отличается от обычных ядерных реакторов и конструкции SMR NuScale как по форме используемого топлива, так и по способу отвода тепла из активной зоны реактора.
Xe-100 - это то, что известно в отрасли как высокотемпературный реактор с газовым охлаждением с галечным слоем. Ядерное топливо имеет форму сфер размером с бильярдный шар. Ядро шаров состоит из урана, обогащенного до 15,5% 235U, окруженного тремя защитными слоями из карбида кремния и пиролитического углерода. Эти “камешки” медленно, но непрерывно «стекают» вниз по активной зоне реактора, в то время как газообразный гелий поднимается вверх при высоком давлении. Гелий отводит тепло, выделяющееся при делении ядра, из активной зоны в теплообменники, которые вырабатывают пар при температуре 565 ° C.
В этом заключается большое отличие от более привычных реакторов с водяным охлаждением, к которым относятся реакторы NuScale, а также те, что установлены на военных подводных лодках и гражданских электростанциях. В реакторах с водяным охлаждением используется уран, обогащенный до 3-5% 235U, который прессуется в гранулы и упаковывается в металлические трубки. Содержание природного 235U в уране составляет около 0,7%. Жидкостью-теплоносителем является обычная вода, которая ограничивает выходную температуру 275-325 градусов C.
Вероятно, не случайно, что единственным проектом SMR, одобренным NRC, является реактор с водяным охлаждением, аналогичный обычным атомным электростанциям. Министерство энергетики США решительно поддерживает новые типы реакторов, а его Национальная лаборатория в штате Айдахо является международным центром исследований в области гражданской ядерной энергетики. Но NRC, который является отдельным учреждением, менее благосклонно относится к новой технологии.
В 2022 году NRC предпринял редкий шаг, полностью отклонив проект реактора мощностью 1,5 МВт от реакторной технологической фирмы Oklo, который использует жидкий металл в качестве теплоносителя и может перерабатывать часть отработавшего топлива. В язвительных мемуарах, опубликованных в 2019 году, бывший председатель NRC Грегори Б. Яцко говорит, что агентство чаще намекает на вероятность отказа, побуждая компании отозвать заявку. Джакко описывает всю ядерную энергетику как неудачную технологию и, как и Рамана, говорит, что SMR ничего не решают.
Тем не менее, Oklo работает с NRC над новым приложением для своего SMR, которое, как и X-energy, может производить высококачественное тепло, пригодное для промышленного применения. Недавно фирма объявила о планах стать публичной путем слияния с компанией специального назначения по приобретению, или SPAC, и пользуется поддержкой Сэма Альтмана, который основал компанию, стоящую за инструментами искусственного интеллекта ChatGPT и Dall-E 2.

Клиенты химической промышленности

Если производители SMR, такие как X-energy, Oklo и NuScale, смогут получить разрешение на производство своих реакторов и вывести их с конвейера, они смогут завоевать клиентов в нескольких отраслях тяжелой промышленности. Компания GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) уже подписала контракты на поставку своей конструкции BWRX-300 SMR коммунальным компаниям Канады, Польши и Эстонии, которые планируют производство электроэнергии и водорода. GEH также сообщает, что ведет переговоры с компаниями в США, Швеции и Чешской Республике.
Чарльз Форсберг, который, как и Буонджорно, является профессором ядерных наук и инженерии в Массачусетском технологическом институте, провел в июле семинар в Шарлотте, Северная Каролина, на котором рассказал о целлюлозно-бумажных заводах с ядерной поддержкой. На встрече присутствовали владельцы и поставщики бумажных фабрик, разработчики атомной энергии и коммунальные компании, а также исследователи.
Производство бумаги - это энергоемкий процесс, поскольку на нескольких этапах требуется превращение жидких суспензий целлюлозы до сухих порошков и листов. По словам Форсберга, целлюлозно-бумажные комбинаты сжигают для получения тепла примерно половину древесины, которая поступает к ним. “Суть игры в том, что если у вас есть внешний источник энергии, можете ли вы продавать каждый пполученный атом углерода вместо того, чтобы пускать половину атомов углерода в атмосферу в виде углекислого газа?” - говорит он.
Форсберг говорит, что производство бумаги является хорошим рынком сбыта для SMR, потому что почти на всех целлюлозно-бумажных заводах используется одна и та же технология - процесс крафт. Успех на одной площадке может быть быстро распространен по всей отрасли — та же основная песня, которую поют производители SMR.
Вместо сжигания большого количества биомассы для получения тепла бумажные фабрики могли бы производить больше бумаги или перерабатывать высвобождающуюся биомассу в возобновляемые виды топлива и химикаты, объясняет Форсберг. Аналогичным образом, пиролиз и газификация, процессы, также работающие на нагреве, могут превращать отходы бумажных фабрик в нефть на биологической основе и синтез—газ - сырье, которое химическая промышленность знает, как использовать.
По словам Форсберга, если бы у бумажных фабрик был собственный источник водорода, они могли бы модернизировать свои потоки отходов до более ценных углеводородных продуктов, таких как экологически чистое авиационное топливо. SMR могли бы стать хорошим способом производства водорода, поскольку ожидается, что их выходная мощность будет хорошо сочетаться с энергетическими потребностями электролиза воды, что еще больше ужесточит требования к оборудованию бумажной фабрики.
В целом, по словам Форсберга, целлюлозно-бумажные комбинаты могли бы удвоить или даже утроить доход, который они получают от каждой метрической тонны древесины, которую они ввозят, если бы они добавили достаточный источник энергии с нулевым выбросом углерода. А переход на ядерную энергетику на целлюлозно-бумажных заводах может высвободить достаточно биомассы, чтобы обеспечить 48% энергетических потребностей США за счет биотоплива. “Все, что мы хотим сделать, - это обезуглероживать половину экономики США”, - шутит он. “Другую половину мы оставим кому-нибудь другому”.
Форсберг - не единственный человек, который говорит о производстве водорода на атомной энергии. Электролиз воды более эффективен при высоких температурах, поэтому устойчивое сочетание тепла и электроэнергии от атомных станций должно быть отличным для электролитического производства водорода. Ранее в этом году коммунальная компания Constellation запустила водородную установку мощностью 1 МВт на своей атомной электростанции Nine Mile Point мощностью 2 ГВт в Освего, штат Нью-Йорк. Constellation работает с Rolls-Royce над водородными проектами SMR в Великобритании.
Компания Rolls-Royce, которая уже 60 лет имеет контракт на строительство английских атомных подводных лодок, также ведет переговоры с промышленным конгломератом Sumitomo Corporation о ядерном водороде. В июне компании сообщили World Nuclear News, что“компактность и гибкая модульная конструкция SMR позволяют размещать ее рядом с энергоемкими промышленными процессами . . . . Для производства водорода с помощью технологии твердооксидных электролизеров можно использовать тепловую мощность электростанции для радикального повышения общей эффективности цикла производства водорода”.
В еще меньшем масштабе стартап по производству микрореакторов Nano Nuclear Energy рассматривает удаленные станции по заправке водородом в качестве приложения для разрабатываемого им высокотемпературного SMR. Система размером с полуприцеп будет вырабатывать 2,5 МВт тепла или 1 МВт электроэнергии.
Ядерно-водородные проекты любого масштаба получают государственную поддержку. В Национальной стратегии и дорожной карте США по чистому водороду, которые Министерство энергетики США опубликовало в июне, ядерная энергия наряду с ветровой и солнечной рассматриваются в качестве желательных источников чистой энергии для производства водорода. Администрация Джо Байдена добивается того, чтобы водород, вырабатываемый на атомной энергии, имел право на все те же налоговые льготы на производство и другие субсидии, что и водород на основе ветра и солнца.
Правительство Чехии также оказывает поддержку, а Франция ранее в этом году успешно боролась за то, чтобы Европейский союз признал ядерный водород низкоуглеродистым в своей законодательной базе по зеленой энергетике.

Ядерные дебаты

Однако не все так радужно. Разрыв во мнениях между ядерными пессимистами и оптимистами - это пропасть. Рамана, профессор из Университета Британской Колумбии, пишет раздел о SMR для Отчета о состоянии атомной отрасли в мире. В выпуске за 2022 год заслуженный профессор инженерного менеджмента Университета Антверпена Авиэль Вербругген описывает эти ежегодные публикации как “барьер против утопических фантазий и принятия желаемого за действительное, инструмент для установления связи с реальностью”.
Рамана заявил C & EN: “Люди, которых вы можете считать более критичными, на мой взгляд, более реалистичны”, потому что они смотрят на непростую историю экономики ядерной энергетики. “Я думаю, что происходящее - это своего рода принятие желаемого за действительное. Это соломинка, за которую они хватаются, чтобы убедиться, что появится какая-то технология, которая спасет нас от изменения климата”.
В частности, Рамана предостерегает сторонников SMR не слишком увлекаться прямым использованием тепла. Хотя потребители, которым требуется только тепло, теоретически могут обойтись без резервуаров для воды, паропроводов и турбин, необходимых для превращения тепла в электричество, все планируемые в настоящее время проекты, включая Dow's, связаны с производством пара и электроэнергии.
Ramana также критически относится к преимуществам безопасности, о которых заявляют производители SMR. По его словам, когда вы складываете все реакторы в SMR multipack, начинают возникать опасения по поводу аварий, кражи топлива и ядерных отходов.
Но глобальное стремление сократить выбросы CO2 может изменить уравнение для SMR настолько, чтобы получить лучший результат. Янг из Dow подчеркивает, что ядерная энергетика сегодня конкурирует с другими низкоуглеродистыми источниками энергии, такими как солнце, ветер и ископаемое топливо в сочетании с улавливанием углерода. До самого недавнего времени ядерная энергетика конкурировала с полным сжиганием угля, нефти и природного газа.
Сэм Дейл, аналитик исследовательской фирмы IDTechEx, занимающейся исследованиями рынка, говорит, что SMR уже конкурентоспособны, по крайней мере на бумаге, после учета батарей или других устройств накопления энергии, необходимых для обеспечения работы солнечной и ветровой систем в качестве основных поставщиков электроэнергии. По его оценкам, SMR привлекут свыше 200 миллиардов долларов инвестиций в течение следующих двух десятилетий.
Дейл ожидает ввода в эксплуатацию нескольких первых SMR к 2033 году. Среди них будут так называемые конструкции четвертого поколения, категория, которая включает реактор с газовым охлаждением X-energy, конструкцию с жидкометаллическим охлаждением Oklo и реакторы на расплавленной соли, которые могут использовать торий и ядерные отходы в дополнение к свежему урану. “Мы ожидаем, что к 2043 году около 2% мировой электроэнергии будет вырабатываться за счет SMR, что звучит незначительно, пока вы не поймете, что сегодня этот показатель равен нулю”, - говорит Дейл.
Другие наблюдатели за отраслью настроены еще более оптимистично. Мейсон Лестер, аналитик S & P Global, утверждал в недавнем выпуске подкаста консалтинговой фирмы Platts Future Energy, что он ожидает 5 ГВт новой атомной энергии в Северной Америке и 23 ГВт в Европейском Союзе к 2050 году — в основном за счет SMR.
Дейл прогнозирует, что прямое использование SMR, которое также является одним из устремлений Dow, будет расти наряду с производством электроэнергии и что широкое внедрение в тяжелой промышленности возможно к концу 2030-х годов.
Кукулас из AFRY's говорит, что SMR дают химической промышленности возможность переосмыслить систему первичного энергоснабжения таким образом, чтобы значительно сократить выбросы парниковых газов.
“Экономия покупаемой электроэнергии и предотвращение выбросов CO2 могут быть огромными”, - говорит он. “Кроме того, SMR могут фактически снизить производительность установок, обеспечивая надежное и бесперебойное энергоснабжение химических заводов и нефтеперерабатывающих заводов при базовой нагрузке. SMR могли бы проложить путь к более устойчивому будущему химической промышленности ”.


Резюме

Ядерная энергетика внушала надежду и опасения с начала 20 века. Но высокая стоимость ядерной энергии и соображения безопасности удерживают ископаемое топливо доминирующим в мировой энергетической экономике. Теперь новое поколение начинающих компаний заявляет, что их малые модульные реакторы (SMR), работающие на реакции деления, позволят избежать проблем, которые долгое время терзали атомную промышленность.
Такие производители химической продукции, как Dow, заинтересованы в том, чтобы стать первыми последователями в процессе декарбонизации своих заводов - если, конечно, кто-то сможет приступить к выполнению обещаний, связанных с SMR.



C&EN, 2023, №101 (30), стр. 30-36
Вернуться к началу
Гость






СообщениеДобавлено: Вс Янв 07, 2024 8:38 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

M.Дудаков:


США ворвались в ядерную гонку - и сходу проиграли? Всё более сумбурными представляются планы США вернуться на рынок мирного атома - и составить конкуренцию России и Китаю. Ради этого Вашингтон устроил целую медийную кампанию - но ей всё и ограничилось.

Летом 2023 года в США кое-как довели до ума недострой - и запустили новые энергоблоки АЭС в Джорджии. Правда, на это ушло 12 лет - из-за банкротства Westinghouse. На рынке появились и новые игроки - Kairos Power и NuScale Power, пытающихся начать производство малых модульных реакторов. Правда, ни один они пока не построили - и планы возвести АЭС в Айдахо уже сорвались.

Технология малых АЭС американскими стартапами толком не освоена. Но Белый дом уже пытается задорно продавать их другим странам. И нашёл заказчиков в Польше и Румынии, кому обещают их завезти к 2030 году. На очереди ещё Гана, Филиппины, Болгария и Индонезия.

Пытались американцы договориться о постройке АЭС и с Саудовской Аравией - но война в Газе это похоронила. Ну а с другими странами контракты под вопросом по банальной причине - отсутствия опыта и технологической базы строить малые АЭС.

Тем временем Россия сейчас достраивает 19 больших АЭС и несколько малых. Китай же возводит 22 модульные АЭС. В Америке же из оставшихся 93 АЭС в ближайшие годы закроются 25 - и новые почти не строятся. Вашингтон спешно пытается нагнать Россию и Китай - чтобы не оказаться в лузерах. Как на рынке батарей и солнечных панелей, где доминирует Поднебесная. Но спохватились в США очень поздно - когда отставание в атомной сфере стало совсем непреодолимым.


h ttps://w ww.wsj.com/politics/national-security/washington-heats-up-nuclear-energy-competition-with-russia-china-f2f18e75?mod=hp_lead_pos4


ht tps://ww w.cnbc.com/2022/04/04/map-of-nuclear-power-in-the-us-see-where-reactors-are-located.html
Вернуться к началу
Гость






СообщениеДобавлено: Ср Янв 31, 2024 10:37 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

"Небольшие модульные реакторы могут иметь климатические преимущества, но они также могут быть уязвимы к изменению климата – Анализ"


31 января 2024 г.


Автор : Виталий Федченко


Атомные электростанции 20 века были, по большей части, огромными монстрами. Их строительство стоило много миллиардов долларов, и для их эксплуатации требовалась значительная и хорошо обученная рабочая сила. Более того, поскольку выработка энергии около 1000 МВт на реактор является нормой, для них требовалась разветвленная электросеть потребителей, способная регулярно отбирать огромное количество производимой ими энергии. Эти характеристики привели к тому, что крупные атомные электростанции строились почти исключительно в промышленно развитых странах.

В последнее время набирает популярность новый класс малых модульных реакторов (SMR) для выработки электроэнергии, которые, предположительно, лучше подходят для использования в развивающихся странах. SMR обещают способствовать прогрессу в направлении всеобщего доступа к современным источникам энергии и ряда других целей устойчивого развития с учетом климатических условий. Однако, хотя они, возможно, и не окажут негативного влияния на будущее изменение климата, SMR не застрахованы от прямых и косвенных воздействий уже меняющегося климата.

Большие надежды на SMR: переход развивающегося мира к низкоуглеродной энергетике

SMR имеют более низкие капитальные затраты и более короткие сроки строительства, чем реакторы, используемые на традиционных атомных электростанциях. Имея более низкую выработку энергии, они также могут работать с сетями меньшей мощности. Они могут быть размещены в отдаленных и менее развитых районах и даже могут быть встроены в существующую инфраструктуру после вывода из эксплуатации электростанций, работающих на угле. Модульная конструкция означает, что их можно легко построить — и со временем расширить - в соответствии с местными потребностями в электроэнергии.
Эти характеристики — наряду с другими, такими как более низкие выбросы углерода и более низкие показатели смертности от аварий и загрязнения на единицу производимой энергии по сравнению со многими другими источниками энергии — объясняют, почему десятки государств выразили заинтересованность в создании SMR того или иного вида. Согласно данным Агентства по ядерной энергии ОЭСР и Всемирной ядерной ассоциации, по меньшей мере 40 государств предпринимают шаги по строительству SMR на своих территориях.

МАГАТЭ насчитало не менее 80 конструкций SMR. Большинство из них предназначены для производства электроэнергии в течение 60 и более лет. Учитывая время, отведенное на строительство, вывод из эксплуатации и потенциальное продление срока эксплуатации, вполне возможно, что срок службы будущих SMR может приблизиться к 100 или более годам.

Другая сторона медали: SMR и климатические риски

Столетие - это долгий срок. В любом конкретном месте политические и социальные изменения неизбежны, многие из них невозможно предсказать. Случай с Запорожской атомной электростанцией в Украине является показательным примером: когда в 1977 году принималось решение о ее строительстве, мысль о том, что она окажется втянутой в конфликт между постсоветской Россией и Украиной, была практически немыслима.
Изменение климата и его прямые и косвенные последствия, в том числе для политики и безопасности, также представляют риски для атомных электростанций и другой критически важной инфраструктуры. Прямые последствия включают быстро наступающие экстремальные погодные явления (такие как штормы и приливы, аномальная жара и внезапные наводнения), а также явления с более медленным началом (такие как повышение уровня моря, нехватка воды, изменение количества осадков или средних температур). Все это может подорвать безопасное функционирование ядерных установок. Например, засуха, особенно усугубляемая конкурирующими потребностями в воде, может нарушить подачу охлаждающей воды в реактор, что потенциально потребует остановки, в то время как наводнения или штормы могут повредить критически важные системы.
Анализ уязвимости атомных электростанций к таким связанным с климатом воздействиям в 2021 году полон важных выводов. Исследование показывает, что средняя частота связанных с изменением климата отключений электроэнергии на атомных электростанциях во всем мире резко возросла — с 0,2 отключений на реактор в год в 1990-х годах примерно до 0,82 в 2000-х годах и до 1,5 в 2010-19 годах. Согласно прогнозам, потери энергии из-за изменения климата на атомных электростанциях мира будут продолжать расти.
Результаты этого исследования за период 2010-19 годов свидетельствуют о том, что после ураганов и тайфунов (в Соединенных Штатах, Южной и Юго-Восточной Азии) вторым по величине фактором, приводящим к отключениям, связанным с климатом, было повышение температуры окружающей среды. Более высокие температуры окружающей среды могут влиять на атомные электростанции различными способами. Например, более высокие температуры могут способствовать быстрому росту водорослей или другого биологического материала, что, в свою очередь, может засорять системы забора охлаждающей воды, снижая производство и даже требуя остановки реакторов, особенно в более теплых районах или в реакторах, использующих морскую воду для охлаждения. Высокие температуры окружающей среды также могут снизить эффективность производства электроэнергии. Во многих развивающихся странах, где доступ к электроэнергии в настоящее время самый низкий (и, следовательно, где SMR могут иметь наибольшую ценность для содействия развитию), уже наблюдаются относительно высокие температуры окружающей среды, которые, вероятно, будут расти и дальше.
Некоторые государства, которые уже объявили о заинтересованности в строительстве SMR, находятся в районах, сильно подверженных физическим последствиям изменения климата, включая страны с доходом ниже среднего. Хотя авария на атомной электростанции "Фукусима Дайити" в 2011 году была вызвана стихийным бедствием, не связанным с изменением климата, она продемонстрировала, что даже в такой богатой промышленно развитой стране, как Япония, ядерные объекты могут быть уязвимы к экстремальным природным явлениям.

Создание SMR в долгосрочной перспективе

Текущий спрос на SMR предполагает, что количество действующих атомных электростанций по всему миру значительно возрастет, многие из них будут расположены в отдаленных районах или в странах, подверженных изменению климата, где возможности реагирования на чрезвычайные ситуации и ресурсы могут быть ограничены. Хорошей новостью является то, что, поскольку большинство SMR все еще находятся на стадии проектирования, должна быть возможность учитывать риски, связанные с климатом, как при технических характеристиках, так и при возможном развертывании. Наиболее острые угрозы экстремальных погодных явлений для ядерной безопасности можно успешно устранить, остановив реактор до тех пор, пока не минует событие. Поскольку SMR являются более новыми и меньшими по размеру, чем традиционные реакторы, риски, иногда связанные с такими остановками, должны быть меньше. Кроме того, во многие новые конструкции SMR встраивается повышенная устойчивость, такая как пассивные системы охлаждения и возможность подземной установки. МАГАТЭ перечислило все возможные способы адаптации атомных электростанций к различным прямым воздействиям изменения климата.
Многие страны с энтузиазмом относятся к осуществлению своего ‘неотъемлемого права’ на мирное использование ядерной энергии, закрепленного Договором о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) 1968 года, что делает вероятным строительство значительного количества SMR. Правительства и проектировщики, наряду с регулирующими органами и компаниями, разрабатывающими и поставляющими SMR, должны подумать о том, как наилучшим образом обеспечить столетнюю безопасную эксплуатацию в условиях непредсказуемых рисков, включая — но ни в коем случае не ограничиваясь ими — прямые и косвенные риски, связанные с изменением климата.
Однако эксплуатация любой электростанции, включая SMR, всегда сопряжена с определенным уровнем риска. Многопараметрический компромисс неизбежен между правом на мирное использование ядерной энергии, наряду с ее потенциальным развитием и климатическими выгодами, и императивами ядерного нераспространения, безопасности в неопределенном будущем.

Автор: В.Федченко - старший научный сотрудник Программы SIPRI по оружию массового уничтожения.

Опубликовано в SIPRI
Вернуться к началу
Гость






СообщениеДобавлено: Пн Фев 19, 2024 10:34 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Проблемы отходов требуют рассмотрения при внедрении SMR, утверждает CoRWM


9 Февраля 2024


По мнению Комитета Великобритании по обращению с радиоактивными отходами (CoRWM), вопросам обращения с отходами необходимо уделять значительно большее внимание в процессе разработки и развертывания малых модульных реакторов и перспективных конструкций модульных реакторов.

"Существует значительный импульс для разработки конструкций малых модульных реакторов (SMR) и усовершенствованных модульных реакторов (AMR) и их коммерческого внедрения, как в целях энергетической безопасности, так и по экологическим соображениям, особенно учитывая исторические трудности развертывания реакторов гигаваттного масштаба", - отмечает CoRWM в новом документе с изложением позиции.

Однако в нем говорится, что проблема обращения с отработанным топливом и радиоактивными отходами от этих новых реакторов "по-видимому, за некоторыми исключениями ... до сих пор в значительной степени игнорировалась или, по крайней мере, преуменьшалась". В нем добавляется, что этот вопрос "необходимо учитывать при выборе технологий для инвестиций, дальнейшей разработки, строительства и эксплуатации".

В документе говорится: "Это должно включать устранение неопределенностей в отношении такого обращения на ранней стадии, чтобы избежать дорогостоящих ошибок, которые были допущены в прошлом, при проектировании реакторов без достаточного учета того, как будут обращаться с отработавшим топливом и отходами, а также для обеспечения финансовой уверенности инвесторов в отношении затрат на эксплуатацию в течение всего срока эксплуатации и вывода из эксплуатации".

CoRWM заявляет, что важно знать: природу и состав отходов и, в частности, использованного топлива; вероятное выделение тепла и уровни активности; как его можно целесообразно упаковать и его объем; и когда оно может возникнуть.

"Пока опубликовано мало материалов от промоутеров и разработчиков новых типов реакторов, которые могли бы продемонстрировать, что они уделяют необходимый уровень внимания отходам, которые в перспективе могут образоваться в результате SMR / AMR", - отмечается в нем.

В позиционном документе содержатся рекомендации правительству Великобритании, Great British Nuclear (GBN), службам по обращению с ядерными отходами и регулирующим органам для рассмотрения по мере продвижения внедрения SMR и AMR.

"Необходимо ответить на множество вопросов, касающихся аспектов обращения с радиоактивными отходами и отработавшим топливом при проектировании и эксплуатации SMR и AMR", - говорит CoRWM. "В этом документе начинается процесс их рассмотрения, с оговоркой, что наши знания о конструкциях реакторов и их потребностях в топливе относительно незрелы по сравнению с реакторами большой мощности".

CoRWM заявляет, что существуют различные механизмы, с помощью которых эти вопросы могут быть решены в процессе получения разрешения на новые реакторы. В основном это: процесс обоснования, который будет обязательным для всех новых типов реакторов; общая оценка проекта, которая является необязательной и не предусмотрена законом; лицензирование ядерной площадки; и экологические разрешения.

"Последние два этапа контроля в некоторых случаях могут быть проведены слишком поздно, чтобы обеспечить эффективную оптимизацию конструкций и выбор материалов, сокращающих количество отходов", - говорит CoRWM. "Еще предстоит выяснить, насколько эффективными будут эти механизмы и будут ли они задействованы достаточно рано в процессе принятия решений, чтобы обеспечить полное и ответственное обращение с радиоактивными отходами".

CoRWM был создан в 2003 году как негосударственный консультативный комитет и классифицируется как вневедомственный государственный орган. Его цель - предоставлять независимые консультации правительству Великобритании и переданным администрациям на основе изучения имеющихся доказательств долгосрочного обращения с радиоактивными отходами, образующимися в результате гражданских и, при необходимости, оборонных ядерных программ, включая хранение и утилизацию.

Правительство Великобритании планирует увеличить мощность атомной энергетики до 24 ГВт к 2050 году, и парк SMR является ключевой частью этой стратегии. В прошлом году правительство и новый независимый орган GBN, созданный для оказания помощи в создании этих дополнительных мощностей, начали процесс выбора технологии SMR для использования. В октябре EDF, GE Hitachi Nuclear Energy, Holtec, NuScale Power, Rolls Royce SMR и Westinghouse были приглашены принять участие в торгах по государственным контрактам Великобритании на следующем этапе процесса.



http s://ww w.gov.uk/government/publications/development-of-small-modular-reactors-smrs-and-advanced-modular-reactors-amrs-corwm-position-paper
Вернуться к началу
Показать сообщения:   
Начать новую тeму   Ответить на тeму    Список форумов www.proatom.ru -> Атомная энергетика Часовой пояс: GMT + 3
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы можете начинать тeмы
Вы можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах

Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Forums ©





Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 1.15 секунды
Рейтинг@Mail.ru