Зошто напредните нуклеарни реактори имаат корист од индустријата и земјите зависни од јаглен?

Хемискиот производител ДауDOW
ќе развие мал нуклеарен реактор за индустриски апликации, потенцијално заменувајќи го природниот гас кој сега се согорува на екстремно високи температури за да се направат промени во хемиските соединенија. Меѓутоа, напредните нуклеарни технологии го постигнуваат истиот резултат без ослободување на емисиите на јаглерод.

Таканаречените високотемпературни реактори од IV генерација се најпознати по производството на електрична енергија. Но, тие можат да се користат и од индустријата. Бидејќи работат на 800 степени Целзиусови, тие можат да обработуваат хемикалии, да ја десалинираат океанската вода и да произведуваат чист водород за електрична енергија и транспорт. Уште подобро: реакторите можат да лоцираат каде некогаш постоеле затворени постројки за јаглен, враќајќи го економското здравје на уништените региони во земјата.

„Електричната енергија е ниско виси овошје“, вели Патрик Вајт, проект менаџер за Алијанса за нуклеарни иновации, во разговор со овој писател. „Ние сè уште не сме интегрирале нуклеарна енергија со големи хемиски капацитети. Може да има некои икање и работи кои треба да ги решите. Но, првите реактори за индустриски апликации ќе ги видиме на крајот на деценијата. По изградбата на четвртиот и петтиот реактор, компаниите ќе се пријават во толпа. Целта е декарбонизација“.

Поточно, Dow е партнер со X-energy да развие мал модуларен реактор на една од локациите на Дау долж брегот на Персискиот залив, кој би можел да започне да работи во 2030 година. Секој модуларен реактор може да генерира 80 мегавати. Но, тие можат да се наредени заедно за да произведат 320 MW, обезбедувајќи чиста, сигурна и безбедна моќност од основно оптоварување за поддршка на електричните системи или индустриските апликации.

Постојните американски нуклеарни реактори се втората генерација, иако Саутерн Компани гради реактори од трета генерација развиени од Вестингхаус. Малите модуларни реактори се четврта генерација, кои произведуваат повеќе електрична енергија со помали трошоци. Третата и четвртата генерација автоматски ќе се исклучат за време на итен случај.

„Напредната мала модуларна нуклеарна технологија ќе биде критична алатка за патот на Dow кон емисиите на нула јаглерод и нашата способност да го поттикнеме растот со испорака на производи со ниска содржина на јаглерод до нашите клиенти“, вели Jimим Фитерлинг, главен извршен директор на Дау. „Технологијата на X-energy е меѓу најнапредните и кога ќе се примени ќе испорача безбедна, сигурна, ниска јаглеродна енергија и пареа“.

Тешко да се декарбонизираат сектори

Во моментов, 99% од светското производство на водород е од фосилни горива. Тоа се нарекува сив водород. Целта е да се дојде до зелен водород, при што соларните панели или турбините на ветер произведуваат електрична енергија со помош на електролизатор. Но, топлината и електричната енергија од нуклеарната енергија, исто така, можат да ја поделат молекулата на водата за да произведе водород - кој се користи за рафинирање на нафта, производство на челик или производство на хемикалии.

Таквиот процес е без емисии и многу потребен. Во согласност со Агенција за заштита на животната средина на САД, електричната енергија предизвика 25% од глобалните емисии на стакленички гасови, додека индустриските операции учествуваа со 24%. Транспортот сочинуваше 27%, сето тоа во 2020 година.

Нуклеарната енергија исто така може да ја десалинизира морската вода. Според Меѓународната агенција за атомска енергија, дневно се произведуваат 40 милиони кубни метри залихи за вода за пиење - главно на Блискиот Исток и Северна Африка, со користење на фосилни горива за црпење на пареа или електрична енергија за да се олесни процесот. Но, се истакнува дека нуклеарната енергија и постројките за бигор се комбинираат во Јапонија и Казахстан, каде комерцијалните капацитети работат од 1970-тите.

„Ако сме заинтересирани за чиста енергија, размислете за сите извори на гориво што ги имаме“, вели Вајт од алијансата. „Производството на електрична енергија е околу 25% од нашите емисии. Нуклеарната може да се справи со индустриските сектори кои тешко се декарбонизираат. И нуклеарните централи треба да работат со полн капацитет. Нивното користење за бигор и производство на водород - додека се произведува сигурна електрична енергија - е добра синергија и исплатливо.

Секако, има многу пречки што треба да се надминат. Нуклеарните горива често се карактеризираат врз основа на нивната концентрација на специфичен изотоп на ураниум, U-235. Реакторите кои работат денес во Соединетите Држави бараат ниво на збогатување на горивото од 3%-5% U-235, познато како горива со ниско збогатен ураниум. Многу напредни реактори кои се во развој ќе бараат повисоки нивоа на збогатување на горивото, некои и до 20% U-235. Ова гориво со повисоко збогатување на ураниум се нарекува високо-есеј, ниско збогатен ураниум (HALEU).

Главниот предизвик за напредните реактори за кои е потребно гориво HALEU е тоа што материјалот не е комерцијално достапен во САД. Единствениот снабдувач е руската државна компанија TENEX - не е пожелно во денешните околности. Но, федералните стимулации би можеле да го катализираат домашното производство на гориво и да создадат траен синџир на вредност. Инаку го обезбедуваат и Австралија, Канада и Казахстан.

Дали нуклеарната енергија може да го замени јагленот?

Во исто време, трошокот за изградба на тие напредни нуклеарни реактори е тешко да се измери. Повеќе сигурност ќе дојде откако програмерите ќе почнат да дизајнираат погони и трошоци за моделирање. Понатаму, како што општеството го цени јаглеродот, нуклеарната енергија ќе биде попривлечна. Сметајте дека GE Hitachi Nuclear Energy работи со Ontario Power Generation за изградба на мал реактор кој ќе започне во 2024 година: тие се обидуваат да ги натераат другите да ја имплементираат истата технологија за да ги намалат трошоците.

Нуклеарната енергија, се разбира, наиде на отпор од инцидентот на островот Три милји во 1979 година. Но, напорите за декарбонизација може да го променат тоа - особено оние за помош на регионите зависни од јаглен. Законодавниот дом на Западна Вирџинија донесе политика за да им се дозволи на малите модуларни реактори да ги заменат пензионираните фабрики за јаглен. Индијана, Илиноис, Монтана и Вајоминг размислуваат за слични потези.

Навистина, Сајмон Ајрш, извршен директор на Копнена енергија, пишува дека нуклеарните централи од четвртата генерација можат да ги заменат капацитетите за јаглен, заживувајќи ги заедниците што ги биле домаќини. Бидејќи тие напредни реактори можат да работат на исти температури како котел на јаглен, тоа е практична идеја. Покрај тоа, единицата за замена е без емисии.

Џигар Шах, директорот на Канцеларијата за програми за заеми на Министерството за енергија, го поддржува тоа размислување, велејќи дека потегот е логичен почеток, бидејќи инфраструктурата и поврзувањето на мрежата се веќе поставени. Неговата агенција обезбедува 11 милијарди долари за да помогне во развојот на мали модуларни реактори.

„Ако нуклеарната индустрија го прави она што го има со децении, луѓето ќе се двоумат“, вели Вајт, од Алијансата за нуклеарни иновации. „Тоа не се справи добро со јавноста. Сега имаме отвор да им дадеме уште една шанса на нуклеарната поради декарбонизацијата. Но, ние мора да изградиме доверба со заедниците и да ги објасниме технологиите. Треба да се погрижиме да се чувствуваат удобно со тоа. Треба да добиеме социјална лиценца за нуклеарна енергија - за луѓето да ја сакаат во нивните дворови“.

Конечно може да се случи ренесанса на нуклеарна енергија. Декарбонизацијата е поттик. Но Закон за намалување на инфлацијата додава даночни поволности што ќе го поттикнат интересот на инвеститорите и заемодавците, од корист на деликатните заедници и на пошироката економија. Dow забележува можност - потенцијален претходник за другите производители.