В США начали разработку портативного ядерного реактора мощностью 1 МВт
Тренды
Телеканал
Pro
Инвестиции
Мероприятия
РБК+
Новая экономика
Тренды
Недвижимость
Спорт
Стиль
Национальные проекты
Город
Крипто
Дискуссионный клуб
Исследования
Кредитные рейтинги
Франшизы
Газета
Спецпроекты СПб
Конференции СПб
Спецпроекты
Проверка контрагентов
РБК Библиотека
Подкасты
ESG-индекс
Политика
Экономика
Бизнес
Технологии и медиа
Финансы
РБК КомпанииРБК Life
РБК Тренды
Фото: Radiant
Калифорнийская компания Radiant привлекла инвестиции на разработку портативного атомного микрореактора мощностью 1 МВт, — нового источника энергии с нулевым уровнем выбросов
Что происходит
- Команда бывших инженеров SpaceX, объединившаяся в американскую компанию Radiant, разрабатывает первый портативный источник энергии с нулевым уровнем выбросов, — ядерный микрореактор мощностью 1 МВт, который может работать где угодно.
- В октябре 2021 года Radiant привлекла под создание устройства $1,2 млн «ангельских» инвестиций, что позволило приступить к детальной проработке проекта.
- Переносной реактор сможет обеспечивать электричеством и теплом отдаленные населенные пункты, районы бедствий, а также военные базы, — он может работать до восьми лет, обеспечивая энергией около 1 000 домов.
- Устройство спроектировано таким образом, чтобы поместиться в грузовом контейнере, — его можно легко транспортировать по воздуху, на корабле или наземным транспортом.
- Благодаря удобству транспортировки, данный микрореактор обеспечит доступную энергию из возобновляемых источников для регионов, традиционно зависимых от ископаемого топлива.
- В конструкции реактора используется современное топливо из твердых частиц, которое не плавится и выдерживает более высокие температуры по сравнению с традиционным ядерным топливом. Кроме того, использование гелиевых хладагентов значительно снижает риски коррозии, кипения и загрязнения, связанные с традиционными ядерными установками на основе водного. охлаждения
охлажденияЧто это значит
В условиях приближающегося климатического кризиса в мире растет спрос на источники энергии с нулевыми выбросами. Ядерная энергетика — одна из «зеленых» альтернатив ископаемым видам топлива. Несмотря на печальную славу в связи с рядом трагических событий на АЭС в СССР и Японии, благодаря современным технологиям сейчас данный вид энергетики является безопасным.
В последние годы атомные реакторы получили новый виток развития, — например, в Китае планируется строительство экспериментального расплавлено-солевого ядерного реактора, для охлаждения которого не требуется вода. В то же время ряд компаний со всего мира работают над разработкой компактных атомных реакторов. Так, датская Seaborg Technologies разрабатывает новый тип мини-ядерного реактора мощностью 200 МВт, который будет установлен на модульных энергетических баржах. Seaborg обещает, что за 24 года срока службы двух атомных реакторов, которые компания планирует разместить в 2025 году, устройство компенсирует как минимум 33,6 млн т СО 2 по сравнению с равной по мощности угольной электростанцией.
Обновлено 20.10.2021
Текст
Ксения Янушкевич
Главное в тренде
Материалы по теме
Что такое малые модульные реакторы (ММР)?
03.12.2021
Джоанн Лю, Бюро общественной информации и коммуникации МАГАТЭ
Малые модульные реакторы (ММР) имеют мощность до 300 МВт (эл.) на энергоблок. Многие ММР, которые могут быть собраны на заводе и доставлены на площадку для установки, предназначены для промышленных применений или для работы в удаленных районах, где мощность энергосети ограничена. (Изображение: А. Варгас/МАГАТЭ)
Малые модульные реакторы (ММР) — это современные ядерные реакторы мощностью до 300 МВт (эл.) на энергоблок, что составляет примерно одну треть от генерирующей мощности традиционных ядерных энергетических реакторов. ММР, которые могут производить большое количество низкоуглеродной электроэнергии, являются:
- малыми — они в несколько раз меньше традиционных ядерных энергетических реакторов;
- модульными — это позволяет собирать системы и компоненты на заводе и перевозить их единым блоком на место установки;
- реакторами — в них используется ядерное деление для выделения тепла с целью получения энергии.
Узнайте больше о ядерном делении и ядерной энергии.
Преимущества ММР
Многие из преимуществ ММР связаны с их конструкцией: они небольшие и модульные. Учитывая их малую площадь, ММР можно размещать в местах, не подходящих для более крупных атомных электростанций. Сборные блоки ММР можно изготовить заранее, а затем привезти и установить на площадке, что делает их строительство более доступным по сравнению с реакторами большой мощности, которые часто проектируются специально для конкретного места, что иногда приводит к задержкам в строительстве. ММР позволяют сэкономить затраты и время строительства, и их можно развертывать постепенно, чтобы соответствовать растущему спросу на энергию.
Одним из препятствий для расширения доступа к энергии является инфраструктура — ограниченный охват сельских районов энергосетями — и стоимость подключения к сетям для электрификации этих районов. На одну электростанцию должно приходиться не более 10% от общей установленной мощности энергосети.
В районах, где нет достаточного количества линий электропередач и сетевых мощностей, ММР могут быть подключены к существующей энергосети или работать автономно (вне ее) благодаря их меньшей мощности, генерируя низкоуглеродную энергию для промышленности и населения. Это особенно актуально для микрореакторов, являющихся разновидностью ММР, предназначенных для выработки электроэнергии мощностью, как правило, до 10 МВт (эл.). Микрореакторы занимают меньшую площадь, чем другие ММР, и лучше подходят для районов, в которых экологически чистая, надежная и недорогая энергия недоступна. Кроме того, микрореакторы могут служить в качестве резервного источника питания в чрезвычайных ситуациях или использоваться вместо электрогенераторов, которые часто работают на дизельном топливе, например в сельских населенных пунктах или на удаленных предприятиях.
По сравнению с действующими реакторами предлагаемые конструкции ММР являются в целом более простыми, а концепция безопасности для ММР часто в большей степени опирается на пассивные системы и такие присущие этим реакторам внутренние характеристики безопасности, как малая мощность и низкое рабочее давление.
Это означает, что для отключения систем не требуется вмешательства человека или внешней энергии или силы, поскольку пассивные системы полагаются на физические явления, такие как естественная циркуляция, конвекция, гравитация и создание повышенного давления. Благодаря этому в некоторых случаях устраняется или значительно снижается вероятность опасных радиоактивных выбросов в окружающую среду и контакта с ними населения в случае аварии.
ММР имеют сниженные требования к топливу. На электростанциях на основе ММР можно реже осуществлять перегрузку топлива: каждые 3–7 лет, в то время как на традиционных станциях она требуется каждые 1–2 года. Некоторые ММР спроектированы таким образом, что могут работать без перегрузки до 30 лет.
Каково положение дел с ММР?
В деятельности, направленной на внедрение технологии ММР до конца этого десятилетия, активно участвуют как государственные, так и частные организации. На российской АЭС «Академик Ломоносов», первой в мире плавучей атомной электростанции, промышленная эксплуатация которой началась в мае 2020 года, энергия генерируется на двух ММР мощностью 35 МВт (эл).
Другие ММР находятся на этапе строительства или лицензирования в Аргентине, Канаде, Китае, России, Соединенных Штатах Америки и Южной Корее.
Проекты более 70 коммерческих ММР, разрабатываемых по всему миру, рассчитаны на различную производительность и разные области применения, такие как электроэнергетика, гибридные энергетические системы, отопление, опреснение воды и парогенерация для промышленных применений. ММР имеют меньшие капитальные затраты на единицу продукции, однако их экономическую конкурентоспособность еще предстоит доказать на практике, когда будет начата их эксплуатация.
Ознакомьтесь с тем, как международное сотрудничество будет способствовать созданию ММР, включая микрореакторы.
ММР и устойчивое развитие
ММР и атомные электростанции обладают уникальными характеристиками с точки зрения эффективности, экономичности и гибкости. В то время как ядерные реакторы представляют собой поддающиеся диспетчерскому управлению источники энергии (они могут регулировать выработку электроэнергии в зависимости от спроса на нее), некоторые возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, являются источниками энергии переменной мощности, которые зависят от погоды и времени суток.
ММР могут быть использованы в паре с возобновляемыми источниками энергии и повышать их эффективность в рамках гибридной энергетической системы. Благодаря этим характеристикам ММР играют ключевую роль в переходе к экологически чистой энергетике, а также помогают странам в достижении целей в области устойчивого развития (ЦУР).
Благодаря усилиям по достижению цели всеобщего доступа к энергии, ЦУР 7, удалось добиться заметного прогресса, однако проблемы все еще сохраняются, в основном в отдаленных и сельских районах. Поскольку глобальные усилия направлены на внедрение экологически чистых и инновационных решений, более активное использование возобновляемых источников энергии в сочетании с ММР может помочь решить эти проблемы.
Узнайте, как ядерная энергетика может заменить уголь в рамках перехода к экологически чистой энергии.
Какую роль играет МАГАТЭ?
- МАГАТЭ создало Платформу по ММР и их применению — предназначенный для стран единый центр координации помощи по всем аспектам разработки, развертывания, мониторинга и применения ММР в электрической и неэлектрической сфере, например в системах централизованного теплоснабжения и опреснения воды.
- МАГАТЭ оценивает степень, в которой существующие нормы безопасности МАГАТЭ могут быть применены к инновационным технологиям. В 2022 году МАГАТЭ планирует опубликовать доклад по безопасности, посвященный применимости норм безопасности МАГАТЭ к технологиям ММР.
- Техническая рабочая группа по реакторам малой и средней мощности и модульным реакторам (ТРГ-РМСМ/ММР) МАГАТЭ и Форум регулирующих органов по ММР служат площадкой, на которой эксперты могут вместе обсудить трудности и поделиться опытом, имеющим отношение к разработке и будущему развертыванию ММР.
- МАГАТЭ содействует устойчивому развитию ядерной энергетики. МАГАТЭ проводит технические совещания, выпускает научно-технические публикации и содействует реализации проектов координированных исследований.
Ресурсы по теме
03.12.2021
Преимущества малых модульных реакторов (ММР)
Управление Ядерная энергия
Малые модульные реакторы предлагают меньшие первоначальные капиталовложения, большую масштабируемость и гибкость размещения для мест, где невозможно разместить более традиционные более крупные реакторы.
МОДУЛЬНОСТЬ
Термин «модульный» в контексте ММР относится к способности изготавливать основные компоненты ядерной системы подачи пара в заводских условиях и доставлять их к месту использования. Несмотря на то, что современные крупные атомные электростанции включают в свои конструкции компоненты (или модули) заводского изготовления, по-прежнему требуется значительный объем полевых работ для сборки компонентов в работающую электростанцию. Предполагается, что ММР требуют ограниченной подготовки на месте и существенно сокращают длительность строительства, характерную для более крупных блоков. ММР обеспечивают простоту конструкции, улучшенные функции безопасности, экономичность и качество, обеспечиваемые заводским производством, а также большую гибкость (финансирование, размещение, размеры и конечное применение) по сравнению с более крупными атомными электростанциями.
МЕНЬШИЕ КАПИТАЛЬНЫЕ ИНВЕСТИЦИИ
ММР могут снизить капитальные вложения владельца атомной станции из-за более низкой капитальной стоимости станции. Модульные компоненты и заводское изготовление могут снизить стоимость и продолжительность строительства.
ГИБКОСТЬ РАСПОЛОЖЕНИЯ
МСМ могут обеспечивать электроэнергией приложения, в которых нет необходимости в крупных установках или на объектах отсутствует инфраструктура для поддержки крупной установки. Это может включать в себя небольшие рынки электроэнергии, изолированные районы, небольшие сети, участки с ограниченным количеством воды и площади или уникальные промышленные приложения. Ожидается, что ММР будут привлекательными вариантами замены или переоснащения стареющих/выводимых из эксплуатации электростанций, работающих на ископаемом топливе, или предоставят возможность дополнить существующие промышленные процессы или электростанции источником энергии, не выделяющим парниковых газов.
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ
МСМ могут быть объединены с другими источниками энергии, включая возобновляемые и ископаемые источники энергии, для эффективного использования ресурсов и получения более высокой эффективности и получения нескольких конечных продуктов энергии при одновременном повышении стабильности и безопасности сети. Некоторые усовершенствованные конструкции SMR могут производить технологическое тепло с более высокой температурой либо для производства электроэнергии, либо для промышленных применений.
ГАРАНТИИ И БЕЗОПАСНОСТЬ / НЕРАСПРОСТРАНЕНИЕ
Конструкции SMR имеют явное преимущество, заключающееся в том, что они учитывают текущие меры безопасности и требования безопасности. Системы защиты объектов, в том числе барьеры, способные противостоять проектным сценариям авиакатастроф и другим конкретным угрозам, являются частью инженерного процесса, применяемого к новой конструкции ММР. ММР также обеспечивают безопасность и потенциальные преимущества нераспространения для Соединенных Штатов и более широкого международного сообщества.
Большинство ММР будут построены ниже класса для повышения безопасности и защиты, устраняя уязвимости как для сценариев саботажа, так и для сценариев стихийных бедствий. Некоторые ММР будут рассчитаны на длительную работу без дозаправки. Эти ММР могут быть изготовлены и заправлены топливом на заводе, герметизированы и транспортированы на места для выработки электроэнергии или технологического тепла, а затем возвращены на завод для выгрузки топлива в конце жизненного цикла. Такой подход мог бы помочь свести к минимуму транспортировку и обращение с ядерным материалом. Ожидается, что легкие ММР на водной основе будут работать на низкообогащенном уране, то есть примерно на 5% U-235, аналогично существующим крупным атомным электростанциям. Ожидается, что концепции «безопасности по замыслу», применяемые к этим технологиям, повысят устойчивость ММР к краже и переключению ядерных материалов. Кроме того, активные зоны реакторов для этих легководных ММР могут быть спроектированы для сжигания плутония в качестве топлива из смешанного оксида (МОКС).
Кроме того, ММР на основе теплоносителей не легководных реакторов могут быть более эффективными при утилизации плутония при минимизации количества отходов, требующих захоронения.
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, ПРОИЗВОДСТВО И РАБОЧИЙ РОСТ США
Обоснование экономической конкурентоспособности ММР основано на концепции, согласно которой массовое производство модульных частей и компонентов снизит стоимость киловатта электроэнергии наравне с текущими генерирующими источниками. Существует как внутренний, так и международный рынок ММР, и промышленность США имеет хорошие возможности для конкуренции за эти рынки. Министерство энергетики надеется, что разработка стандартизированных конструкций ММР также приведет к увеличению присутствия американских компаний на мировом энергетическом рынке. Если бы было заказано достаточное количество блоков SMR, это послужило бы необходимым стимулом для развития соответствующих заводских мощностей для дальнейшего увеличения продаж электростанций SMR на внутреннем и международном рынках.
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ
Развертывание ММР для замены выбывающих активов по производству электроэнергии и удовлетворения растущих потребностей в выработке электроэнергии приведет к значительному росту отечественного производства, налоговой базы и высокооплачиваемых рабочих мест на заводах, в строительстве и эксплуатации. Исследование, проведенное в 2010 г. [1] по влиянию развертывания ММР на экономику и занятость, показало, что прототип ММР мощностью 100 МВт, стоимость производства и установки которого составляет 500 миллионов долларов США, создаст около 7000 рабочих мест и принесет 1,3 миллиарда долларов продаж, 404 миллиона долларов дохода (зарплата) и 35 долларов США. млн косвенных налогов на бизнес. В отчете рассматриваются эти последствия для нескольких скоростей развертывания МСМ, т. е. низкой (1–2 единицы в год), умеренной (30 единиц в год), высокой (40 единиц в год) и разрушительной (85 единиц в год). Исследование показывает, что создание производственного предприятия SMR будет иметь значительный экономический эффект даже при умеренном уровне развертывания.
[1] Воздействие малых модульных реакторов на экономику и занятость, июнь 2010 г., Институт энергетической политики Центра перспективных энергетических исследований
Вернуться на главную страницу SMR
США сертифицирует первый малый модульный ядерный реактор
Перейти к основному содержанию
The VergeЛоготип Verge.Домашняя страница The Verge
The VergeЛоготип Verge.- Климат/
- Энергия/
- Наука
/
Комиссия по ядерному регулированию одобрила проект усовершенствованного реактора, но впереди еще долгий путь, прежде чем ядерные технологии нового поколения начнут применяться.
Жюстин Кальма / @justcalma
|
Поделиться этой историей
Художественная визуализация небольшой модульной ядерной реакторной установки NuScale Power.
Изображение: NuScale
Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) впервые сертифицировала проект усовершенствованного малого модульного реактора (ММР). Сертификация позволяет коммунальным предприятиям выбирать усовершенствованную конструкцию реактора при подаче заявки на получение лицензии на строительство и эксплуатацию новой электростанции.
Сертификация NRC является важным знаком одобрения потенциального решения проблемы климата, которое до сих пор вызывает споры среди защитников окружающей среды. По сути, это зеленый свет для совершенно нового поколения ядерных реакторов.
«МСМ больше не является абстрактным понятием, — заявила помощник госсекретаря по ядерной энергии Кэтрин Хафф в пресс-релизе Министерства энергетики.
«ММР больше не является абстрактным понятием»
Остается открытым вопрос, смогут ли эти усовершенствованные реакторы решить проблемы, с которыми сталкивались традиционные атомные электростанции. Впереди еще годы испытаний и исследований.
Сторонники ядерной энергии стремятся перенести технологию из лаборатории в реальный мир, поскольку администрация Байдена пытается внедрить безуглеродную энергию в сеть для достижения своих климатических целей. Аргумент состоит в том, что атомные электростанции, которые не выбрасывают парниковых газов, могут обеспечить столь необходимую резервную копию солнечной и ветровой энергии, которая колеблется в зависимости от погоды. Поскольку они небольшие и модульные (то есть их можно собирать на заводе), эти реакторы следующего поколения также должны быть дешевле и проще в строительстве и размещении, чем традиционные атомные электростанции.
Конструкция, сертифицированная NRC, составляет примерно треть размера традиционного реактора и основана на концепции, разработанной в Университете штата Орегон в 2000-х годах. С 2014 года Министерство энергетики (DOE) выделило более 600 миллионов долларов компании, выросшей из этого исследовательского проекта NuScale Power и аналогичных передовых концепций реактора, для усовершенствования технологии.
Энергетический модуль NuScale™, состоящий из интегрированного корпуса реактора, парогенератора и защитной оболочки в едином цилиндрическом модуле. Изображение предоставлено NuScale
Министерство энергетики и NuScale в настоящее время работают с коммунальной компанией Utah Associated Municipal Power Systems над созданием демонстрационной электростанции с небольшими модульными реакторами. Ожидается, что первый модуль будет введен в эксплуатацию в 2029 году, а остальная часть завода заработает в следующем году.
Недавно утвержденная конструкция модуля может генерировать до 50 МВт электроэнергии, хотя компания Nuscale подала заявку на увеличение этой мощности до 77 МВт. Планируется построить демонстрационную электростанцию в Айдахо с шестью модулями, которые в совокупности смогут генерировать 462 МВт.
Затраты на этот проект уже выросли. Целевая цена за мегаватт электроэнергии от станции подскочила на 53 процента в этом месяце до 89 долларов за мегаватт-час, сообщает Reuters .
Согласно пресс-релизу NuScale, более высокая цена «отражает изменение финансового ландшафта для развития энергетических проектов по всей стране». Но рост затрат не является чем-то новым для проектов атомной энергетики. Единственная атомная электростанция, строящаяся в США, реакторы Vogtle в Джорджии, уже превышают бюджет на миллиарды долларов после нескольких лет задержек.
Есть и другие препятствия, которые необходимо преодолеть, прежде чем в США начнется ядерный ренессанс: общественное беспокойство по поводу безопасности, обеспечение безопасности цепочек поставок ядерного топлива, протесты по поводу добычи урана в стране и вопрос о том, что делать с ядерными отходами, которые могут образоваться даже в небольших модульных реакторах. мог произвести много. Это проблемы, с которыми сталкивались атомные электростанции предыдущего поколения, и реакторы следующего поколения еще не смогли их избежать.
19 января NRC опубликовала свое окончательное правило по усовершенствованной конструкции реактора NuScale в Федеральном реестре.