Chiny i Rosja mają już SMRy. Czy Big Techy zrewolucjonizują energetykę atomową i spowodują, że Zachód dogoni uciekający Wschód?

Tania, z niskim śladem węglowym, ale czy bezpieczna?

Od samego początku energetyka jądrowa obiecywała tanią, stabilną i bezpieczną energię. O ile koszty finansowe, a zwłaszcza środowiskowe wyprodukowania 1 kWh w elektrowni atomowej są zdecydowanie niższe niż w elektrowniach węglowych, czy nawet z OZE, o tyle bezpieczeństwo wciąż pozostawia wiele do życzenia. Dobitnie pokazały to dwie katastrofy: w Czarnobylu i w Fukushimie.

Małe reaktory modułowe wchodzą do gry

Rewolucję w energetyce atomowej ma zapewnić nowa technologia SMR. Dzięki niej małe modułowe reaktory atomowe mają być bezpieczniejsze, tańsze i łatwiejsze w montażu. Jednak na razie większość projektów nie wyszła poza szumne deklaracje polityków i laboratoria fizyków jądrowych. Sytuację może zmienić branża teleinformatyczna, rozbudowująca swoje centra danych i sztuczną inteligencję.

Big Techy i sztuczna inteligencja

Takie firmy jak Google czy Amazon ogłosiły niedawno, że zamierzają dalej rozwijać swoje projekty w zakresie sztucznej inteligencji przy jednoczesnym obniżeniu śladu węglowego. Służyć temu będą zaawansowane małe reaktory jądrowe. Sceptycy kwestionują na razie powodzenie tych projektów, przede wszystkim dlatego, że jak dotąd w USA nie zbudowano jeszcze żadnego komercyjnego SMR. Jak na razie udało się to zrobić jedynie Chińczykom (projekt Linglong One) i dwukrotnie Rosjanom (pływająca elektrownia jądrowa Akademik Łomonosow i aktualnie budowana jednostka RITM-200N w Ust-Kujdze w Jakucji).

Bezpieczeństwo jest najważniejsze

Katastrofa w Fukushimie w marcu 2011 roku zmieniła podejście wielu krajów do energetyki atomowej. W Niemczech zadecydowano o całkowitym zamknięciu wszystkich elektrowni jądrowych. Ostatnie reaktory wyłączono 15 kwietnia 2023 roku. Energię z atomu miała zastąpić czysta, "zielona" i tania energia ze źródeł odnawialnych. I już w pierwszej dobie po wygaszeniu ostatniej siłowni jądrowej okazało się, że w Niemczech brakuje prądu. Elektrownie węglowe i OZE nie były w stanie wytworzyć dostatecznej ilości energii, by zaspokoić krajowe potrzeby. W trybie interwencyjnym brakującą energię zakupiono od Francji.

Niespełnione obietnice OZE

Początkowy zachwyt energią z wiatru czy fotowoltaiką zderzył się z rzeczywistością: OZE nie jest w stanie dostarczać stałej mocy przez całą dobę 7 dni w tygodniu, 52 tygodnie w roku. Energia wytwarzana przez źródła odnawialne jest bowiem zależna od kaprysów pogody: w słoneczne dni i przy dużym wietrze "zielonej" energii w systemie jest więcej. Nocą albo gdy brakuje wiatru, spadek energii w systemie jest tak duży, że potrzebne jest wsparcie elektrowni konwencjonalnej, węglowej lub gazowej.

Co oferuje mały reaktor modułowy?

Dlatego tak duże nadzieje wiąże się z energetyką atomową, a zwłaszcza technologią reaktorów modułowych. Po pierwsze zapewnia ona stałe dostawy taniego prądu. Po drugie elektrownie jądrowe z łatwością dostosują się do sytuacji w sieci: gdy prądu z OZE będzie pod dostatkiem, wówczas możliwe będzie wyłączenie części mocy. Jeśli natomiast wystąpią niedobory, to w relatywnie krótkim czasie będzie je można uzupełnić dostawami z małych reaktorów modułowych. Dodatkowo SMRy ma jeszcze mniejszy ślad węglowy nich OZE.

Największym problemem energetyki jądrowej oprócz bezpieczeństwa były stale przekraczany czas budowy oraz koszty. Sytuacja z reaktorami modułowymi jest zgoła inna. Mają powstawać z mniejszych elementów powstających w fabryce, które potem są montowane w docelowym miejscu. Dzięki temuzmniejsza się czas i koszty ich powstawania. Przemysł jądrowy zachwala również ich wydajność. Możliwe, że niektóre z nich będą również wykorzystywać paliwo jądrowe zużyte w swoich większych odpowiednikach. Co ma dodatkowy plus, gdyż zużyte pręty uranowe z klasycznych siłowni atomowych stanowią ogromnie niebezpieczne odpady radioaktywne, których utylizacja jest niezwykle skomplikowana i kosztowna.

Kto zbuduje pierwszy zachodni SMR?

Głównym problem z technologią reaktorów modułowych jest to, że żadna zachodnia firma nie zbudowała jeszcze takiego reaktora. NuScale ( SMR ) z siedzibą w Oregonie została pierwszą firmą, która uzyskała zgodę amerykańskiej Nuclear Regulatory Commission na budowę SMR w 2022 roku. Ale już w kolejnym roku firma anulowała plany rozmieszczenia sześciu reaktorów w Idaho. Okazało się bowiem, że koszty projektu, którego ukończenie zaplanowano na 2030 roku, wzrosły z 5 mld do 9 mld dolarów.

AI zmienia zasady

Kolejną przeszkodą w rozwoju technologii był brak popytu na SMR. Zmieniła to sztuczna inteligencja i rosnące zapotrzebowanie na energię związane z zasilaniem centrów danych, które napędzają modele AI, powiedział prezes X-energy, Clay Sell. Goldman Sachs szacuje, że zaawansowana technologia przyczyni się do 160 proc. wzrostu zapotrzebowania na energię w centrach danych do 2030 roku.

Big Techy inwestują w modułowe reaktory jądrowe

Na początku października Amazon ogłosił, że zainwestuje 500 milionów dolarów w rozwój SMR. Część tej kwoty przypadnie spółce X-energy, która przeznaczy ją na ukończenie projektu standardowej elektrowni i zbuduje pierwszy zakład, który będzie produkował paliwo wykorzystywane w jądrowych elektrowniach modułowych, powiedział cytowany przez Yahoo!Finance Sell, nazywając inwestycję „przełomem”.

„Sztuczna inteligencja będzie odpowiedzialna za znaczną część zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną w Stanach Zjednoczonych w ciągu następnych 25 lat” — powiedział Sell. „Może to być [wzrost] nawet 10 – 20proc.”.

Google idzie w ślady Amazona

Dyrektor generalny Kairos Power Mike Laufer, który podpisał umowę kupna z Google, powiedział, że jego firma nadal jest procesie demonstracji technologii bez użycia energii jądrowej. Jakakolwiek „pewność kosztów” będzie zależała od udanej demonstracji i zdolności firmy do produkcji we własnym zakresie, powiedział.

Kolejnymi problemami, na jakie zwracają eksperci, jest długi proces zatwierdzania budowy przez władze oraz dalsze składowanie odpadów nuklearnych. Chociaż zmniejszenie powierzchni zajmowanej przez SMRy oznacza mniej odpadów, badanie przeprowadzone przez Uniwersytet Stanforda wykazało, że małe modułowe reaktory atomowe będą wytwarzać „od 2 do 30 razy” więcej odpadów jądrowych, podała w swoim artykule Akiko Fujita z Yahoo!Finance.

Plusy technologii małych reaktorów modułowych

Jednak eksperci od energetyki atomowej są pełni optymizmu jeśli chodzi o SMRy. Według Jacopo Buongiorno profesora inżynierii jądrowej w MIT, mimo tego, że początkowe koszty ich budowy są bardzo wysokie, to w dłuższym okresie czasu okazuje się, że są bardziej ekonomiczne. Przybliżony czas użytkowania reaktorów szacuje się na 60 do 100 lat, dodał. Dzięki mniejszej powierzchni SMRy można również budować bliżej centrów danych, minimalizując koszty infrastruktury, powiedział. Dodatkowym plusem bliskości modułowych reaktorów i centrów obliczeniowych jest mniejsza strata energii związana z koniecznością jej przesyłania przez sieć energetyczną.

Rząd USA stawia na SMRy

Departament Energii twierdzi, że energia jądrowa jest kluczowa dla odejścia kraju od paliw kopalnych. Agencja szacuje, że Stany Zjednoczone będą potrzebowały około 700–900 GW dodatkowej, czystej i stabilnej mocy wytwórczej, aby osiągnąć zerową emisję netto do 2050 roku, dodając, że energia jądrowa już teraz zapewnia prawie połowę bezemisyjnej energii elektrycznej w kraju. Departament przeznaczył 900 milionów dolarów na rozwój SMR w USA.