Малые модульные реакторы (SMR, ММР) набирают популярность благодаря гибкой и доступной электроэнергии для широкого спектра применений в сочетании с другими возобновляемыми источниками энергии.
В последнее время интерес к SMR обусловлен стремлением снизить общие капитальные затраты, связанные с атомными электростанциями.
Исследование Агентства по атомной энергии 2016 года «Малые модульные реакторы: потенциал рынка ядерной энергии для краткосрочного развертывания» показывает, что «к 2035 году во всем мире может быть добавлено до 21 ГВт ММР, что составляет примерно 3% от общей установленной мощности АЭС».
Правительство Великобритании представило план по достижению нулевых выбросов к 2050 году из 10 пунктов, согласно которому 700 миллионов долларов планируется выделить на новые атомные станции, включая SMR.
SMR еще не получили широкого распространения, поскольку их потенциал полностью не изучен.
На форуме Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) в сентябре 2020 года Джеффри Гриффин из организации Canadian Nuclear Laboratories, занимающейся ядерной наукой и технологиями, обратил внимание на «важность повышения осведомленности о маломасштабном и прямом подходе к ядерной энергетике и способности SMR работать как автономные источники питания, отдельно от электрических сетей».
Он сказал: «По мере того, как мы продвигаемся вперед с SMR, мы понимаем, что должны стремиться укрепить доверие в сообществах, которые принимают эти SMR».
Преимущества малых модульных ядерных реакторов.
SMR - это усовершенствованные реакторы с выходной мощностью не более 300 МВт. Еще несколько лет назад считалось, что ядерная энергия подходит только для производства электроэнергии в странах с небольшим количеством электрически сетей.
Сегодня же SMR способствуют не только смягчению последствий изменения климата, но и опреснению морской воды и производству тепла и водорода.
Они могут быть развернуты как в виде отдельных блоков, так и в составе многомодульных установок, также они хорошо подходят для интеграции в гибридные системы совместно с переменными возобновляемыми источниками энергии.
Проекты SMR предназначены для строительства на заводах и отправки коммунальным предприятиям для установки по мере возникновения спроса, что позволяет централизованно производить основные компоненты и стандартизировать как компоненты, так и конструкцию, что способствует значительной экономии при массовом производстве.
Плавучие SMR для опреснения воды в России.
Плавучая АЭС «Академик Ломоносов», успешно введенная в эксплуатацию в 2019 году, обеспечивает теплом и пресной водой жителей Чаун-Билибинского района России.
Уникальная атомная станция, вырабатывающая до 50 Гкал тепла в час, может опреснять до 240 000 кубометров воды ежедневно, согласно данным государственной корпорации по атомной энергии «Росатома».
Несмотря на опасения оппонентов по поводу безопасности и возможности загрязнения арктического региона ядерными отходами, «Академик Ломоносов» успешно эксплуатируется. В настоящее время «Росатом» работает над оптимизацией плавучих энергоблоков второго поколения, которые будут доступны на рынке.
Будущие АЭС могут напрямую подключаться к опреснительным установкам, что даст возможность островным государствам получать пресную воду в необходимом количестве.
По данным МАГАТЭ, ядерное опреснение является «жизнеспособным вариантом для удовлетворения растущего спроса в пресной воде, особенно в отдаленных регионах».
Благодаря этому проекту Россия вместе с Саудовской Аравией, Аргентиной, Китаем, Южной Кореей и Египтом вошла в список стран, которые установили атомные опреснительные установки.
Финский проект централизованного теплоснабжения SMR.
В феврале 2020 года государственная компания VTT Technical Research Center объявила о запуске проекта по разработке небольшого модульного реактора для централизованного теплоснабжения, так как Финляндия планирует поэтапно отказаться от использования угля при производстве энергии к 2029 году.
VTT заявила, что для разработки SMR и моделирования активной зоны реактора будет опираться на собственные расчеты. Компания будет применять высокоточные методы численного моделирования, подкрепленные достижениями в области высокопроизводительных параллельных вычислений.
Модель для данного тематического исследования, проведенного в Хельсинки, состоит из будущего годового использования энергии в централизованном теплоснабжении на уровне 8 ТВт-ч, электроэнергии на 12 ТВт-ч и 4 ТВт-ч водорода для транспортного топлива. В число выбранных для рассмотрения моделей реакторов входят реактор с гальваническим покрытием HTR-PM, который в настоящее время строится в Китае, и реактор на расплавленных солях Integral Energy, разработанный в Канаде.
VTT недавно участвовала в проектах по исследованию и развертыванию SMR, и координировал европейский проект по лицензированию малых модульных реакторов в 2019 году; она также руководила одним из рабочих пакетов европейского исследовательского и инновационного проекта McSAFE в 2017 году.
Rolls-Royce обеспечит Великобританию SMR.
В феврале Rolls-Royce объявила о планах по установке и эксплуатации SMR, построенных в Великобритании к 2029 году.
Компания Rolls-Royce возглавляет консорциум по проекту SMR в Великобритании, в который также входят Assystem, Atkins, BAM Nuttall, Laing O'Rourke, Национальная ядерная лаборатория, Nuclear AMRC, Wood и Институт сварки.
Несмотря на то, что SMR намного меньше, чем традиционные ядерные реакторы, ожидается, что они будут производить около 450 МВт, по сравнению с 600 МВт на каждом из двух реакторов на станции Dungeness B в Кенте, Англия.
Консорциум намерен развернуть 10-15 SMR при планировании экспортного рынка, который, по данным компании, оценивается в 328 миллиардов долларов.
Наряду с инвестициями членов консорциума и 18 млн. фунтов стерлингов, подписанных в ноябре 2019 года правительством Великобритании, интерес проявили и частные акционеры. В связи с тем, что срок эксплуатации восьми крупных британских атомных электростанций приближается к концу, а большинство из них должны быть выведены из эксплуатации после 2030 года, Rolls-Royce поддержал программу по сокращению энергетического следа Великобритании и повышению безопасности ядерной энергетики.
Канада планирует «внедрить SMR в горнодобывающую промышленность».
Канадские ядерные лаборатории разрабатывают SMR с целью их «внедрения в горнодобывающую промышленность».
Компания представила идею модульных реакторов как экологически чистого энергетического решения для горнодобывающей промышленности на конференции Ассоциации геологов и разработчиков Канады в 2019 году в Торонто. Поскольку промышленные горнодобывающие предприятия в отдаленных районах обычно используют дизельное топливо, модульный подход к созданию и развертыванию SMR может обеспечить безэмиссионную альтернативу для горнодобывающей промышленности.
Считается, что малые модульные ядерные технологии обеспечат Канаде не только экологические, но и экономические преимущества. Например, в «Дорожной карте SMR» указывается, что SMR могут обеспечить значительную экономию затрат по сравнению с дизельной генерацией, особенно для удаленных промышленных предприятий.
40% энергопотребления шахт связано с отоплением и вентиляцией. SMR могут генерировать электроэнергию, необходимую для питания оборудования и транспортных средств, обеспечив пассивное отопление шахт.
«Существует множество возможных применений, которые выходят за рамки простого производства энергии. Важно признать, что ядерная энергетика предлагает гибкое решение проблемы сокращения выбросов парниковых газов до нуля», - сказал Гриффин.