Компании атомной энергетики пытаются уменьшить реакторы до размеров транспортных контейнеров, пытаясь конкурировать с электрическими батареями как источником энергии с нулевым выбросом углерода.
Возглавляемая Westinghouse гонка за разработку «микрореакторов» основана на идее, что они могут заменить дизельные и газовые генераторы, используемые повсюду: от центров обработки данных до удаленных автономных сообществ и морских нефтегазовых платформ.
«Изначально идея заключалась в том, что есть части экономики, декарбонизировать которые очень сложно, особенно отдаленные районы, которые зависят от мобильного дизельного топлива, которое очень дорого», — сказал Джон Болл, руководитель программы микрореакторов eVinci компании Westinghouse. «Но уровень интереса действительно увеличился, и мы считаем, что это будет значительная область роста».
Атомная отрасль переживает период возрождения, поскольку правительства и крупные технологические компании ищут чистые источники энергии для выполнения своих обязательств по борьбе с изменением климата. Уже реализуются десятки проектов по разработке небольших модульных реакторов мощностью примерно до 300 мегаватт.
Микрореакторы имеют гораздо меньшую мощность — до 20 МВт, чего достаточно для питания примерно 20 000 домов, и, вероятно, будут работать как большие батареи, без диспетчерской или рабочих на объекте. Реакторы будут доставлены на площадку, подключены к сети и оставлены поработать на несколько лет, прежде чем их отправят обратно производителю для дозаправки.
В декабре компания Westinghouse получила одобрение американских ядерных регулирующих органов на систему управления, которая в конечном итоге позволит дистанционно управлять электростанцией eVinci мощностью 8 МВт. Реактор, имеющий минимальное количество движущихся частей, использует трубы, заполненные жидким натрием, для отвода тепла от ядерного топлива и передачи его окружающему воздуху, который затем может запускать турбину для производства электроэнергии или перекачиваться в системы отопления.
«Наша цель — иметь возможность работать автономно из центрального пункта, где мы можем просто контролировать парк реакторов, развернутых по всему миру», — сказал Болл.
В реакторе используется небольшое количество топлива Triso с керамическим покрытием, которое выдерживает экстремальные температуры без плавления.
eVinci — первый микрореактор, завершивший инженерные исследования для программы испытаний, которая, как ожидается, начнется в 2027 году в Национальной лаборатории Айдахо в США, а компания Westinghouse недавно подписала соглашение с Core Power, британским стартапом, стремящимся развивать ядерную энергетику. растения в море.
«Он находится на пути к получению лицензии на эксплуатацию в Комиссии по ядерному регулированию США. . . Мы думаем, что это время наступит в 2029 году, то есть в самое раннее время, когда что-либо появится на рынке», — сказал Микал Бё, исполнительный директор Core Power. Он добавил, что надеется, что обе компании смогут начать формировать портфель заказов в 2027 и 2028 годах.
Болл сказал, что двумя целевыми рынками для реакторов eVinci являются центры обработки данных и нефтегазовая промышленность, как на суше, так и на море. Он сказал, что возможность одновременной работы нескольких микрореакторов сделает центры обработки данных более устойчивыми, чем при использовании одного источника энергии.
Микрореакторы, вероятно, также будут использоваться в горнодобывающей промышленности, особенно для добычи кобальта, марганца и других важных минералов, которые часто расположены в отдаленных местах, сказал Ян Фарнан, профессор Кембриджа в области земли и ядерных материалов.
По его словам, проблема в том, что «чтобы получить одну тонну продукта, нужно разрезать 1000 тонн породы».
«Это изменит способ управления шахтой. В настоящее время мы используем дизельное топливо. Помимо стоимости и выбросов углекислого газа, логистика доставки дизельного топлива на отдаленные объекты делает многие из этих шахт нежизнеспособными. Если бы вы могли установить реактор, который прослужит от 10 до 20 лет, вы бы нашли источник энергии».
Компания Nano Nuclear Energy, котирующаяся на Nasdaq, наняла Фарнана для помощи в разработке микрореактора с теплоносителем низкого давления, который она надеется вывести на рынок к 2031 году.
Среди других компаний, занявших лидирующие позиции в новой индустрии микрореакторов, — зарегистрированная в Нью-Йорке BWX Technologies, которая уже строит ядерные реакторы для подводных лодок и авианосцев ВМС США, и X-energy, которая в сентябре привлекла 500 миллионов долларов от инвесторов, включая Amazon и Кена. Гриффин, основатель хедж-фонда Citadel.
Обе компании были выбраны для участия в проекте «Пеле» — комиссии министерства обороны США по созданию портативного ядерного реактора, который можно было бы доставить на любую площадку на самолете и проработать несколько лет, прежде чем переместить дальше.
Но Джей Клэй Селл, исполнительный директор X-energy, сказал, что рынок микрореакторов «все еще развивается».
«Мы, вероятно, вложили столько же, сколько кто-либо в этом секторе», — сказал он. «Но когда вы уменьшаетсяе в размерах, экономика становится гораздо более сложной. Чтобы микрореакторы стали экономически выгодными, необходимо выйти на более высокий уровень масштабов».
Бё сказал, что микрореакторы станут конкурентоспособными по цене, как только будут расширены производственные линии. «Если у вас есть портфель заказов на 60–120 реакторов, вы увидите экономию цифр», — добавил он, заявив, что целью было производство электроэнергии по цене где-то между 100 и 150 долларами за мегаватт-час.
«Это не конкурентоспособно в масштабе сети, но очень конкурентоспособно для портов, терминалов, нефтехимических предприятий, островных и отдаленных мест», — сказал он. «Стоимость доставки дизельного топлива и газа в эти места непомерно высока».
Но есть вопросы о том, как безопасно строить, транспортировать и эксплуатировать микрореакторы, сказал Ронан Танги, руководитель программы по безопасности и лицензированию Всемирной ядерной ассоциации.
Регулирующим органам все еще предстоит разработать правила относительно того, можно ли управлять микрореакторами удаленно и как защитить их от кибератак. Также необходимы правила их транспортировки, особенно через национальные границы, а также того, следует ли их заправлять топливом на заводе или на месте. Учитывая их меньший размер, они также могут стать более легкой мишенью для кражи ядерного топлива.
Вестингауз заявил, что eVinci пройдет тот же тест на оценку удара самолета, который применяется к более крупным реакторам, но Танги отметил, что многие существующие правила для реакторов либо «непропорциональны, либо неприменимы для микрореакторов». По его словам, было бы очень сложно целенаправленно поразить такую небольшую цель самолетом.
«Международное агентство по атомной энергии, скорее всего, будет устанавливать стандарты безопасности высокого уровня, и они обычно учитываются в национальном регулировании», — сказал он. «Это не будет быстро. Если люди хотят, чтобы это было сделано, да, это возможно, но для этого потребуется много работы.
