Ядерная энергетика, как отрасль, обладающая огромным потенциалом, вызывает большие споры. Долгое время она рассматривалась в качестве важнейшего компонента по сокращению зависимости мира от ископаемых видов топлива для удовлетворения энергетических потребностей. По данным Всемирной ядерной ассоциации, в настоящее время в мире эксплуатируется более 600 реакторов, которые генерируют электроэнергию для удовлетворения энергетических потребностей 50 стран, что составляет около одной десятой от общемирового объема электроэнергии.
Однако, поскольку мировая энергопотребность продолжает расти, есть опасения, что крупномасштабная ядерная энергетика не может решить эту задачу. Такие резонансные проблемы, как стремительно растущие затраты на строительство Hinkley Point C в Великобритании, вызвали вопросы, связанные с крупномасштабными инвестициями в технологию, которая по сравнению с объектами, работающими на ископаемом топливе, остается недостаточно проверенной.
Поэтому малые модульные реакторы (SMR) представляют потенциальное решение для развития ядерной промышленности. Международным агентством по атомной энергии в эту категорию входят объекты, которые генерируют менее 300 МВт электроэнергии.
Примечательно, что SMR практически не сталкиваются с логистическими проблемами и растущими расходами, как крупномасштабные АЭС, они малы и достаточно гибки для использования в различных средах. Тем не менее, во всем мире сохраняются проблемы как финансового, так и технологического характера, поскольку страны и компании стремятся разрабатывать «ядерные реакторы как можно меньших размеров».
Rolls-Royce построит 16 мини-ядерных реакторов в Великобритании.
В одном из последних проектов SMR участвует консорциум во главе с британским автомобильным гигантом Rolls-Royce, целью которого является разработка 16 мини-ядерных реакторов в Великобритании. Ожидается, что реакторы будут обеспечивать мощность 400 МВт, что эквивалентно примерно 150 береговым ветряным турбинам, и начнут коммерческое производство в 2028 году. Это может стать поворотным моментом, учитывая, что все семь АЭС Великобритании, находящихся в эксплуатации в настоящее время, к 2035 году закончат работу, то есть из сети будет выведена одна пятая часть производства электроэнергии в стране.
Компания Rolls-Royce также подчеркнула ряд экономических выгод, таких как создание 40 000 рабочих мест в цепочке поставок SMR (малых модульных ядерных реакторов) и за ее пределами. Кроме того, по оценкам компании, общая экономическая выгода в следующем столетии составит около 257 миллиардов долларов. Эта астрономическая цифра стала ответом на многие критические замечания в адрес ядерной энергетики, как экономически нежизнеспособной в крупных масштабах.
Проект также получил государственную поддержку: около 25 миллионов долларов было направлено на его реализацию, что объединило частные и государственные интересы в рамках данной инициативы.
Однако существуют проблемы. Финансовая жизнеспособность схемы во многом объясняется возможностью экспорта SMR, при этом к 2035 году глобальная отрасль SMR будет оценена примерно в 546 миллиардов долларов. Однако роль Великобритании в этой глобальной индустрии «оказалась под угрозой из-за Brexit», после которого «изменились правила торговых отношений между Великобританией и ее партнерами».
Кроме того, обязательства Великобритании в отношении других, более традиционных источников чистой энергии, таких как возобновляемые источники энергии, могут препятствовать инвестициям в ядерную энергетику. Данные Statista показывают, что к 2035 году, когда многие из существующих ядерных объектов страны перестанут работать, Великобритания будет генерировать 70 ГВт электроэнергии из возобновляемых источников энергии. Это сравнимо с 13 ГВт ядерной энергии, что позволяет предположить, что даже при значительной финансовой поддержке производство атомной энергии в Великобритании будет ограниченным.
Объект «Росатома» мощностью 50 МВт в Якутии.
Российская государственная компания по атомной энергии «Росатом» объявила конце 2020 года о достижении соглашения по ценам на энергоносители для нового объекта SMR в федеральном округе Якутия. Станция, которая будет построена в поселке Усть-Янский, будет производить до 50 МВт электроэнергии ежегодно, что сократит выбросы углерода на 10 000 тонн в год.
Этот последний проект государства по снижению зависимости региона от ископаемого топлива. Учитывая экстремальные погодные условия, небольшой ядерный реактор сможет обеспечить регион экологически чистой энергией на длительный срок.
«Росатом» также предлагает ряд экономических выгод, связанных с проектом, таких как двукратное снижение стоимости электроэнергии в регионе за счет более надежной атомной энергии и создание 800 местных рабочих мест для строительства и эксплуатации объекта.
Однако проект мало что сделает для решения двух основных проблем, которые отметил Александр Корякин из энергетической компании «Сахаэнерго»: «Отсутствие технических знаний и специфика обслуживания якутской среды. Тем не менее, при государственной поддержке есть оптимизм в отношении того, что проект может оказать существенное влияние на регион».
США одобрили первый малый реактор.
В сентябре 2020 года в США был одобрен первый SMR - установка мощностью 60 МВт, разработанная NuScale Power. Проект находился на рассмотрении Комиссии по ядерному регулированию США несколько лет, кульминацией стала четырехлетняя проверка заявки на сертификацию проекта, которая включала 115 000 часов оценки и полмиллиарда долларов инвестиций со стороны NuScale. Имея все регулирующие разрешения, компания надеется, что ее «проект принесет пользу зарождающейся отрасли SMR в США».
Проект NuScale также включает ряд мер безопасности, которые минимизируют последствия катастроф на ядерных объектах. Установки будут состоять из ряда небольших реакторов, а не из одной большой установки. Каждый реактор находится в защитной оболочке шириной 4,6 м, в отличие от 40-метровых конструкций, используемых для размещения крупномасштабных реакторов.
Меньшие по размеру корпуса могут выдерживать в 15 раз большее давление, поэтому они более безопасны при возникновении чрезвычайных ситуаций. Кроме того, резервуары погружены в большие водные бассейны, что обеспечивает дополнительный уровень защиты, который сложно реализовать на крупных объектах.
Тем не менее, неизвестно решит ли этот проект проблему многих ядерных объектов в США - проблему стоимости. Несмотря на то, что США являются крупнейшим в мире производителем ядерной энергии, с 30% атомной генерации электроэнергии в мире, некоторые АЭС были выведены из сети до окончания срока эксплуатации из-за нерентабельности.
Институт ядерной энергии США обнаружил десять таких «досрочно выведенных из эксплуатации» реакторов, которые генерировали более 9 ГВт электроэнергии с 2013 по 2020 год. Поскольку сектор SMR все еще относительно не протестирован в США, неясно, сможет ли проект NuScale обеспечить долгосрочные финансовые контракты, необходимые для объектов ядерной энергетики США.
ЮАР возродит модульный реактор с галечным слоем.
Модульный реактор с шаровидным слоем, впервые разработанный в 1990-х годах, представляет собой подтип SMR, предназначенный для использования в Южной Африке. Реактор представляет собой установку мощностью 110 МВт, которая охлаждается газообразным гелием, а не водой. Это позволяет использовать его в таких странах, как Южная Африка, где доступ к воде для охлаждения ограничен. В 2020 году генеральный директор компании Stratek Business Strategy Consultants Кельвин Кемм назвал этот ректор «африканским решением для Африки».
Подобные проекты особенно важны для Южной Африки, учитывая несбалансированную структуру энергопотребления. В 2016 году 69% первичной энергии страны приходилось на уголь и еще 14% на сырую нефть. Возобновляемые источники энергии, газ и атомная энергия, которые привлекают наибольшие инвестиции, составили только 11%, 3% и 3% соответственно.
В правительственном отчете, опубликованном в 2019 году, отмечалось, что ЮАР входит «в число ведущих стран мира» по запасам урана, располагая 5,2% разведанных мировых запасов урана. Это говорит о том, что в стране имеется значительный потенциал для ядерных разработок, при условии «наличия желания и инвестиций для разработки соответствующих технологий».
Однако южноафриканская энергетическая компания Eskom в январе 2020 года объявила, что ищет инвесторов, которые будут контролировать проект, и помогут реализовать потенциал развития технологий. Возможно, это поможет «вдохнуть новую жизнь в проект», который был введен в эксплуатацию в 2010 году, но неизвестно, насколько эффективной будет система частных инвестиций в стране, где в структуре энергопотребления преобладает одно государственное предприятие.