Atomindustrien satser stort på små kraftværker

Indtil nu, at producere atomkraft har krævet massive faciliteter omgivet af hektar bygninger, elektrisk infrastruktur, veje, parkeringspladser og meget mere. Atomindustrien forsøger at ændre det billede - ved at gå småt.

Bestræbelser på at bygge nationens første "avancerede lille modulære reaktor, "eller SMR, i Idaho, er på rette vej til, at den bliver operationel i midten af ​​2020'erne. Projektet tog et afgørende skridt fremad, da virksomheden bag det, NuScale, sikret sig en vigtig sikkerhedscertificering fra Nuclear Regulatory Commission.

Men de første kunne være at producere strøm inden 2020 i Kina, Argentina og Rusland, ifølge International Atomic Energy Agency.

Debatten fortsætter om, hvorvidt denne teknologi er værd at forfølge, men atomindustrien venter ikke på en dom. Heller ikke, som energikund, synes jeg det skal. Denne nye generation af mindre og mere teknologisk avancerede reaktorer byder på mange fordele, herunder en samlebånds tilgang til produktion, stærkt reducerede risiko for nedsmeltning og større fleksibilitet med hensyn til, hvor de kan placeres, blandt andre.

Hvor lille er lille?

De fleste små modulære reaktorer nu i værker varierer mellem 50 megawatt - omtrent nok strøm til 60, 000 moderne amerikanske hjem - og 200 megawatt. Og der er designs til endnu mindre "mini" eller "mikro-reaktorer", der genererer så få som 4 megawatt.

I modsætning, atomreaktorer i fuld størrelse bygget i dag vil generere omkring 1, 000-1, 600 megawatt el, selvom mange blev bygget før 1990, herunder over halvdelen af ​​de 99 reaktorer, der nu opererer i USA, er mindre end dette.

Men små atomreaktorer er faktisk ikke nye. Indien har mest, med 18 reaktorer med en kapacitet på mellem 90 og 220 megawatt, som blev bygget mellem 1981 og 2011.

USA., Rusland, Kina, Indien, Frankrig og Storbritannien driver hundredvis af atomubåde og hangarskibe. Rusland har snesevis af atomdrevne isbrydere, der sejler rundt i Arktis, og dets første flydende atomkraftværk er afsluttet og vil blive indsat i 2019 nær byen Pevek i Østsibirien.

Det sibiriske anlæg vil erstatte fire 12 megawatt reaktorer, som sovjeterne byggede i 1970'erne for at drive en fjerntliggende by og administrativt center, samt minedrift og olieboring.

Selvom reaktorerne vil være små, de kan operere på meget større kraftværker med flere reaktorer. NuScale, for eksempel, ønsker at installere 12 reaktorer på det første Idaho -sted. Baseret på virksomhedens seneste fremskrivninger, den vil have en samlet kapacitet på 720 megawatt.

En global trend

Private og statsejede virksomheder søger at bygge disse små kraftværker i omkring et dusin lande indtil nu, herunder USA og U.K.

Frankrig, som får tre fjerdedele af sin elektricitet fra atomkraft, og Canada kan snart deltage i kampen.

Denne globale interesse for små modulære reaktorer kommer, da flere standard atomreaktorer nedlægges, end der er under opførelse.

Nogle fordele

Tilhængere af disse avancerede små modulære reaktorer siger, at de vil være lettere at bygge og mere fleksible med hensyn til, hvor de kan placeres end den større slags. Ordet "modulært" refererer til, hvordan de vil blive bygget i fabrikslignende indstillinger, klar til at trække enten færdigmonteret eller i let tilsluttede dele med lastbil, jernbane eller hav.

Disse reaktorer kan potentielt drive landbyer, industrianlæg, bjergrige områder og militærbaser, samt byområder og havne. Små modulære reaktorer kan også være nyttige til industrielle formål.

Små modulære reaktorer vil afvige fra de mindre reaktorer, der allerede er indsat på grund af deres nye teknologier. Disse fremskridt har til formål at gøre det mindre sandsynligt eller endda umuligt for dem at smelte eller eksplodere, som skete under Japans Fukushima -katastrofe.

Kraftværkerne, hvor disse små reaktorer vil blive placeret, vil have ekstra beskyttelse mod sabotage og tyveri af radioaktivt materiale. For eksempel, de kan være udstyret med kølesystemer, der fortsætter med at fungere, selvom ingen operatører er til stede, og al elektrisk strøm går tabt. I mange tilfælde, hele reaktoren og dampgenererende udstyr vil være under jorden for at beskytte disse faciliteter under naturkatastrofer som jordskælvet og tsunamierne, der fik tre Fukushima Daiichi-reaktorer til at smelte.

Ligesom vedvarende energi, atomkraft udsender intet kulstof. Og sammenlignet med vind- og solenergi, som er intermitterende kilder, eller vandkraft, som er påvirket af sæsonmæssige ændringer og tørke, den fungerer hele tiden og har et meget mindre fodaftryk.

Som resultat, små modulære reaktorer kunne parres med vedvarende kilder som en erstatning for kulfyrede eller naturgasanlæg. Alligevel bliver de sandsynligvis nødt til at konkurrere med avancerede energilagringssystemer for dette marked.

Bekymringer og omkostninger

Uanset om disse fordele realiseres, naturligvis, er tilbage at se, når disse reaktorer er indsat. Nogle eksperter er skeptiske over for branchens løfter og forventninger.

Selvom små modulære reaktorer er designet til at producere mindre radioaktivt affald end standard, større reaktorer for samme mængde strøm, spørgsmålet om, hvor man skal bortskaffe nukleart affald på sikker vis, forbliver uløst.

Små modulære reaktorer står over for andre udfordringer, nogle af deres egen fremstilling.

Stor interesse for det potentielle globale marked har fået mange virksomheder til at foreslå deres egne individuelle reaktordesign. Efter min mening, der er allerede for mange versioner derude. Inden længe, en udryddelse vil forekomme.

Og, især i USA, der er i øjeblikket ingen klarhed om, hvor lang tid det tager at licensere nye reaktordesign, der mangler nogen kommerciel track record - hvilket skaber meget lovgivningsmæssig usikkerhed.

Det er også uklart, hvad lille modulær reaktorgenereret strøm vil koste. Sådan vil det sandsynligvis forblive i mindst de næste 10 til 15 år, indtil et par designs faktisk er bygget og fungerer.

Nogle eksperter forudser små modulære reaktorer, der pencilerer på niveauer, der kan være højere end for reaktorer i fuld størrelse, som generelt koster mere at bygge og drive end andre muligheder, som naturgas, for den samme mængde strøm. NuScale, imidlertid, forudser, at dens SMR'er vil være mere konkurrencedygtige end hvad angår deres omkostninger.

Og nogle observatører frygter, at reaktorejere kan skære hjørner for at reducere omkostningerne, kompromittere sikkerhed eller sikkerhed.

Selvom deres omkostninger er uklare, og deres fordele i forhold til andre energivalg stadig er ubeviste, Jeg tror på disse små reaktorer, som ikke-kulstofkilder, er nødvendige for at hjælpe med at løse vores tids energiudfordringer. Og resten af ​​verden ser ud til at være klar til at prøve dem med eller uden USA

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.