რატომ სარგებლობენ მოწინავე ბირთვული რეაქტორები ინდუსტრიასა და ქვანახშირზე დამოკიდებულ ქვეყნებს

ქიმიური მწარმოებელი DowDOW
შეიმუშავებს მცირე ბირთვულ რეაქტორს სამრეწველო გამოყენებისთვის, პოტენციურად ჩაანაცვლებს ბუნებრივ აირს, რომელიც ახლა იწვება უკიდურესად მაღალ ტემპერატურაზე ქიმიურ ნაერთებში ცვლილებების შესატანად. ამასთან, მოწინავე ბირთვული ტექნოლოგიები იმავე შედეგს აღწევს ნახშირბადის გამოყოფის გარეშე.

ეგრეთ წოდებული IV თაობის მაღალი ტემპერატურის რეაქტორები ყველაზე ცნობილია ელექტროენერგიის გამომუშავებით. მაგრამ ისინი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ინდუსტრიის მიერ. იმის გამო, რომ ისინი მუშაობენ 800 გრადუს ცელსიუსზე, მათ შეუძლიათ ქიმიური ნივთიერებების გადამუშავება, ოკეანის წყლის დემარილირება და სუფთა წყალბადის წარმოება ელექტროენერგიისა და ტრანსპორტირებისთვის. კიდევ უკეთესი: რეაქტორებს შეუძლიათ იპოვონ სად ოდესღაც დახურული ქვანახშირის ქარხნები, რაც აღადგენს ეკონომიკურ ჯანმრთელობას ქვეყნის განადგურებულ რეგიონებს.

„ელექტროენერგია დაბალ ნაყოფია“, ამბობს პატრიკ უაითი, პროექტის მენეჯერი ბირთვული ინოვაციების ალიანსი, ამ მწერალთან საუბრისას. „ჩვენ ჯერ არ გვაქვს ინტეგრირებული ბირთვული ენერგია დიდ ქიმიურ ობიექტებთან. შეიძლება არსებობდეს სლოკინები და გადასაჭრელი საკითხები. მაგრამ ჩვენ ვიხილავთ პირველ რეაქტორებს სამრეწველო გამოყენებისთვის ათწლეულის ბოლოს. მეოთხე და მეხუთე რეაქტორების აშენების შემდეგ კომპანიები მრავლად დარეგისტრირდებიან. მიზანი დეკარბონიზაციაა“.

კერძოდ, Dow თანამშრომლობს X-energy-თან მცირე მოდულური რეაქტორის შემუშავება Dow-ის ერთ-ერთ უბანზე ყურის სანაპიროზე, რომელიც შეიძლება 2030 წელს ამოქმედდეს. Dow ასევე იკავებს უმცირესობის მფლობელობის პოზიციას X-energy-ში. თითოეულ მოდულურ რეაქტორს შეუძლია გამოიმუშაოს 80 მეგავატი. მაგრამ ისინი შეიძლება დალაგდეს ერთად 320 მეგავატი სიმძლავრის წარმოებისთვის, რაც უზრუნველყოფს სუფთა, საიმედო და უსაფრთხო ბაზის სიმძლავრეს ელექტროენერგიის სისტემების ან სამრეწველო აპლიკაციების მხარდასაჭერად.

აშშ-ს არსებული ბირთვული რეაქტორები მეორე თაობაა, თუმცა Southern Company აშენებს მესამე თაობის რეაქტორებს, რომლებიც შემუშავებულია Westinghouse-ის მიერ. მცირე მოდულური რეაქტორები მეოთხე თაობაა, რომლებიც აწარმოებენ მეტ ელექტროენერგიას ნაკლებ ფასად. მესამე და მეოთხე თაობა ავტომატურად გაითიშება საგანგებო სიტუაციის დროს.

„მოწინავე მცირე მოდულარული ბირთვული ტექნოლოგია იქნება კრიტიკული ინსტრუმენტი Dow-ის გზაზე ნულოვანი ნახშირბადის გამონაბოლქვისკენ და ჩვენი შესაძლებლობების განვითარებისთვის, ჩვენი მომხმარებლებისთვის დაბალი ნახშირბადის პროდუქტების მიწოდებით. ჯიმ ფიტერლინგიDow-ის აღმასრულებელი დირექტორი. „X-energy-ის ტექნოლოგია ერთ-ერთი ყველაზე მოწინავეა და მისი გამოყენებისას უზრუნველყოფს უსაფრთხო, საიმედო, დაბალი ნახშირბადის ენერგიას და ორთქლს“.

რთულია სექტორების დეკარბონიზაცია

ამჟამად მსოფლიოში წყალბადის წარმოების 99% წიაღისეულ საწვავზე მოდის. ამას ნაცრისფერი წყალბადი ჰქვია. მიზანია მიაღწიოს მწვანე წყალბადს, რომლის დროსაც მზის პანელები ან ქარის ტურბინები აწარმოებენ ელექტროენერგიას ელექტროლიზატორის გამოყენებით. მაგრამ ბირთვული ენერგიის სითბოს და ელექტროენერგიას ასევე შეუძლია წყლის მოლეკულის გაყოფა წყალბადის წარმოებისთვის - რომელიც გამოიყენება ნავთობის დასამუშავებლად, ფოლადის წარმოებისთვის ან ქიმიკატების დასამზადებლად.

ასეთი პროცესი ემისიების გარეშეა და ძალიან საჭიროა. მიხედვით აშშ გარემოს დაცვის სააგენტოელექტროენერგია იწვევს სათბურის გაზების გლობალური გამონაბოლქვის 25%-ს, ხოლო სამრეწველო ოპერაციებს შეადგენს 24%. ტრანსპორტირებამ შეადგინა 27%, ყველა 2020 წელს.

ატომურ ენერგიას ასევე შეუძლია ზღვის წყლის დემარილირება. ატომური ენერგიის საერთაშორისო სააგენტოს მონაცემებით, ყოველდღიურად იწარმოება 40 მილიონი კუბური მეტრი სასმელი წყალი - ძირითადად ახლო აღმოსავლეთში და ჩრდილოეთ აფრიკაში, ორთქლის ან ელექტროენერგიის გამოყენებით წიაღისეული საწვავის გამოყენებით პროცესის გასაადვილებლად. მაგრამ ის მიუთითებს, რომ ატომური ენერგიისა და გამწმენდი ქარხნები გაერთიანებულია იაპონიასა და ყაზახეთში, სადაც კომერციული ობიექტები ფუნქციონირებს 1970-იანი წლებიდან.

„თუ ჩვენ დაინტერესებული ვართ სუფთა ენერგიით, იფიქრეთ ყველა საწვავის წყაროზე, რომელიც გვაქვს“, - ამბობს ალიანსის თეთრი. „ელექტროენერგიის წარმოება ჩვენი ემისიების დაახლოებით 25%-ია. ბირთვულს შეუძლია მიმართოს რთულად დეკარბონიზაციის ინდუსტრიულ სექტორებს. ატომურმა სადგურებმა ასევე უნდა იმუშაონ სრული სიმძლავრით. მათი გამოყენება გაუვალობისთვის და წყალბადის წარმოებისთვის - საიმედო ელექტროენერგიის წარმოებისთვის - კარგი სინერგია და ეკონომიურია.

რა თქმა უნდა, ბევრი დაბრკოლებაა გადასალახი. ბირთვული საწვავი ხშირად ხასიათდება ურანის სპეციფიკური იზოტოპის, U-235-ის კონცენტრაციის საფუძველზე. რეაქტორებს, რომლებიც დღეს მუშაობენ შეერთებულ შტატებში, საჭიროებენ საწვავის გამდიდრების დონეს 3%-5% U-235, რომელიც ცნობილია როგორც დაბალი გამდიდრებული ურანის საწვავი. მრავალი მოწინავე რეაქტორი, რომელიც დამუშავების პროცესშია, საჭიროებს საწვავის გამდიდრების უფრო მაღალ დონეს, ზოგიერთი 20%-მდე U-235. ამ უმაღლესი გამდიდრების ურანის საწვავს უწოდებენ მაღალი დონის, დაბალ გამდიდრებულ ურანს (HALEU).

მთავარი გამოწვევა მოწინავე რეაქტორებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ HALEU საწვავს, არის ის, რომ მასალა არ არის კომერციულად ხელმისაწვდომი შეერთებულ შტატებში. ერთადერთი მიმწოდებელი არის რუსული სახელმწიფო კომპანია TENEX - არასასურველი დღევანდელ პირობებში. მაგრამ ფედერალურმა წახალისებამ შეიძლება გამოიწვიოს საწვავის შიდა წარმოება და შექმნას გრძელვადიანი ღირებულების ჯაჭვი. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ავსტრალია, კანადა და ყაზახეთი ასევე უზრუნველყოფენ მას.

შეუძლია ბირთვული ნახშირის ჩანაცვლება?

ამავდროულად, ამ მოწინავე ბირთვული რეაქტორების აშენების ღირებულება ძნელია რაოდენობრივად განსაზღვრული. მეტი დარწმუნება იქნება მას შემდეგ, რაც დეველოპერები დაიწყებენ ქარხნების დიზაინს და მოდელირების ხარჯებს. გარდა ამისა, რამდენადაც საზოგადოება აფასებს ნახშირბადს, ბირთვული ენერგია უფრო მიმზიდველი გახდება. ჩათვალეთ, რომ GE Hitachi Nuclear Energy მუშაობს Ontario Power Generation-თან მცირე რეაქტორის ასაშენებლად, რომელიც 2024 წელს დაიწყება: ისინი ცდილობენ აიძულონ სხვებმა დანერგონ იგივე ტექნოლოგია ხარჯების შესამცირებლად.

ბირთვულ ენერგიას, რა თქმა უნდა, შეხვდა წინააღმდეგობა 1979 წლის სამი მილის კუნძულის ინციდენტის შემდეგ. მაგრამ დეკარბონიზაციის მცდელობებმა შეიძლება შეცვალოს ეს - განსაკუთრებით ის, რაც ნახშირზე დამოკიდებულ რეგიონებს დაეხმარება. დასავლეთ ვირჯინიის საკანონმდებლო ორგანომ მიიღო პოლიტიკა, რომელიც საშუალებას მისცემს მცირე მოდულურ რეაქტორებს შეცვალონ პენსიაზე გასული ქვანახშირის ქარხნები. ინდიანა, ილინოისი, მონტანა და ვაიომინგი განიხილავენ მსგავს ნაბიჯებს.

მართლაც, საიმონ ირლანდის აღმასრულებელი დირექტორი ხმელეთის ენერგია, წერს, რომ მეოთხე თაობის ატომურ სადგურებს შეუძლიათ შეცვალონ ქვანახშირის ნაგებობები, გააძლიერონ საზოგადოებები, რომლებიც მათ მასპინძლობდნენ. იმის გამო, რომ ამ მოწინავე რეაქტორებს შეუძლიათ იმუშაონ იმავე ტემპერატურაზე, როგორც ქვანახშირზე მომუშავე საქვაბე, ეს პრაქტიკული იდეაა. გარდა ამისა, შემცვლელი განყოფილება არ არის გამონაბოლქვი.

ჯიგარ შაჰი, ენერგეტიკის დეპარტამენტის სასესხო პროგრამების ოფისის დირექტორი, მხარს უჭერს ამ აზროვნებას და ამბობს, რომ ეს ნაბიჯი ლოგიკური დასაწყისია, რადგან ინფრასტრუქტურა და ქსელის კავშირი უკვე არსებობს. მისი სააგენტო გამოყოფს 11 მილიარდ დოლარს მცირე მოდულური რეაქტორების შესაქმნელად.

„თუ ბირთვული ინდუსტრია გააკეთებს იმას, რაც აქვს ათწლეულების განმავლობაში, ხალხი ყოყმანობს“, ამბობს უაითი, ბირთვული ინოვაციების ალიანსში. „საზოგადოებას კარგად არ მოეკიდა. ჩვენ ახლა გვაქვს გახსნა, რათა მივცეთ ბირთვული კიდევ ერთი შანსი დეკარბონიზაციის გამო. მაგრამ ჩვენ უნდა დავამყაროთ ნდობა თემებთან და ავხსნათ ტექნოლოგიები. ჩვენ უნდა დავრწმუნდეთ, რომ ისინი კომფორტულად გრძნობენ თავს. ჩვენ უნდა მივიღოთ სოციალური ლიცენზია ბირთვული ენერგიისთვის - ისე, რომ ხალხს ეს სურდეს საკუთარ ეზოში.

საბოლოოდ შეიძლება მოხდეს ბირთვული ენერგიის რენესანსი. დეკარბონიზაცია არის იმპულსი. მაგრამ ინფლაციის შემცირების აქტი ამატებს საგადასახადო შეღავათებს, რომლებიც აღძრავს ინვესტორებისა და კრედიტორების ინტერესს, სარგებელს მოუტანს დელიკატურ თემებს და ფართო ეკონომიკას. Dow აფიქსირებს შესაძლებლობას - პოტენციური წინამორბედი სხვა მწარმოებლებისთვის.