Мы находимся на пороге новой парадигмы ядерной энергетики. Подобно тому, как большие компьютеры уступили место компактным ПК, появилось новое поколение малых и недорогих реакторов, предназначенных для автономной работы в режиме plug-and-play.
Предложенные системы реакторов обеспечат теплом или электричеством военную базу или небольшой район и работать без присмотра в течение пяти-десяти лет, а затем доставляться грузовиком обратно на завод для ремонта.
Якопо Буонджорно, профессор ядерных наук и инженерии ТЕПКО Массачусетского технологического института; Роберт Фрида, основатель GenH; Стивен Аумайер из Национальной лаборатории Айдахо; и Кевин Чилтон, командующий Стратегическим командованием США в отставке, окрестили эти малые электростанции «ядерными батареями».
Исследователи говорят, что благодаря своей простоте в эксплуатации они могут сыграть значительную роль в обезуглероживании мировых электроэнергетических систем, чтобы предотвратить катастрофическое изменение климата.
Модульные реакторы доводят концепцию заводского изготовления и модульности до крайности. В более ранних предложениях рассматривались реакторы мощностью от 100 до 300 мегаватт, что в 10 раз меньше, чем у традиционных, больших ядерных реакторов гигаваттного масштаба. Их можно собрать из компонентов заводского изготовления, но они все равно требуют некоторой сборки на месте и большой подготовительной работы.
Концепция «ядерной батареи» отличается из-за физического масштаба - около 10 мегаватт. Он настолько мал, что вся электростанция фактически построена на заводе и умещается в стандартном контейнере. Идея состоит в том, чтобы поместить в контейнер всю электростанцию, состоящую из микрореактора и турбины, преобразующей тепло в электричество.
Это дает несколько преимуществ с экономической точки зрения. Вы полностью отделяете свои проекты и свою технологию от строительной площадки, которая была источником всех возможных задержек графика и перерасхода средств для ядерных проектов за последние 20 лет.
Таким образом, он становится своего рода энергией по запросу. Если клиенту нужно тепло или электричество, он может получить их в течение нескольких месяцев или даже недель, и тогда все будет по принципу «подключи и работай». Эта машина прибывает на место, и всего через несколько дней вы начинаете получать энергию.
Модульный реактор исключительно надежен - это одно из преимуществ. Тот факт, что он маленький, хорош по множеству причин. Общее количество выделяемого тепла пропорционально мощности, а это небольшая величина. Но что еще более важно, у него высокое соотношение поверхности к объему, потому что, опять же, он маленький, что значительно упрощает охлаждение при любых обстоятельствах.
Он также имеет очень прочную защитную конструкцию, окружающую его для защиты от любого выброса радиации. Вместо традиционного большого бетонного купола есть стальные оболочки, которые заключают в себе всю систему. Это обеспечивает некоторую защиту и физическую безопасность от внешних злоумышленников.
NASA и Лос-Аламосская национальная лаборатория выполнили аналогичный демонстрационный проект, который они назвали микрореактором, для космических приложений. От начала проектирования до изготовления и испытаний им потребовалось всего три года. И это им обошлось в 20 миллионов долларов. Цена была на несколько порядков меньше, чем традиционные крупные атомные электростанции, стоимость которых превышает миллиард, а на строительство требовалось десятилетие или больше.
Есть также разные компании, которые сейчас разрабатывают свои собственные проекты, и каждая из них немного отличается. Westinghouse уже работает над версией таких ядерных батарей и они планируют запустить демонстрационную установку через два года.
Модульные ядерные реакторы идеально подходят для создания устойчивости в самых разных секторах экономики, обеспечивая стабильный надежный источник энергии для поддержки растущей зависимости от периодически возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер. И эти высоко распределенные системы также могут помочь снизить нагрузку на энергосистему, размещаясь именно там, где требуется их выходная мощность. Это может обеспечить большую устойчивость к любым сбоям в сети и практически устранить проблему потерь при передаче.
