Сторонники реакторов с расплавленной солью говорят, что они безопаснее и дешевле, чем что-либо используемое сегодня, но, несмотря на обещание, технология еще не достигла коммерциализации. Могут ли реакторы, разрабатываемые британо-канадской компанией Moltex Energy, быть первыми? Представляем вам беседу с канадским генеральным директором компании Рори О’Салливаном.
Рост цен на атомную энергетику, отчасти из-за усиления правил безопасности, привел к тому, что сектор борется за то, чтобы конкурировать с все более дешевыми возобновляемыми источниками энергии и выработкой электроэнергии на газе.
Однако потенциальный спаситель может прийти в виде реакторов с расплавленной солью, класса ядерного деления. Технология считается намного более безопасной, чем традиционная ядерная, и, как следствие, значительно дешевле и более конкурентоспособна по стоимости. Однако, несмотря на концепцию технологии, которая была создана в 1950-х годах, коммерческая модель еще не реализована.
Ведущий разработчик, Moltex Energy, недавно получил финансирование в размере 2,5 млн. долл. США от Министерства энергетики США и готовится к созданию своего первого стабильного солевого реактора Moltex Energy в Канаде при поддержке New Brunswick Energy Solutions Corporation и New Brunswick Power. Компания заявляет, что реактор, построенный примерно в 2030 году, докажет коммерческую жизнеспособность его запатентованной технологии и поможет обеспечить будущее экологически чистой энергии.
Как технология Moltex Energy — и реакторы с расплавленной солью в целом — отличаются от ядерных реакторов, используемых сегодня?
Рори О’Салливан (RO): Реакторы с расплавленной солью по своей природе могут повысить безопасность атомной энергетики, потому что топливо уже находится в жидком состоянии, поэтому радиоактивные газы не находятся в топливе как газы. Хотя, конечно, все может пойти не так, не существует сценария, который мог бы привести к серьезному радиоактивному выбросу, как это произошло в Чернобыле.
Даже несмотря на то, что это крайне маловероятно, твердые гранулы, используемые в современных реакторах, которые основаны на технологии 1950-х годов, могут слишком нагреться, расплавиться и выпустить много радиоактивности. Атомные станции сегодня являются одними из самых безопасных объектов на планете, но это связано с большими затратами, и по мере увеличения сложности установок они становятся неэкономичными.
Однако благодаря повышению безопасности, обеспечиваемому реакторами с расплавленной солью, конструкция установки может быть упрощена для снижения затрат; например, по сравнению с точкой Хинкли наш завод будет в 15 раз меньше.
Moltex Energy — не единственная компания, разрабатывающая подобные технологии; что отличает её?
RO: Разница заключается в том, что обычно другие реакторы с расплавленной солью циркулируют жидкое топливо через систему в установке. Это высокорадиоактивное топливо, проходящее через насосы, теплообменники, трубопроводы и т. д., обладает высокой коррозионной активностью, что означает необходимость замены реактора через несколько лет. Замена реактора стоит дорого.
Мы отличаемся, потому что мы помещаем жидкое топливо в обычные топливные штифты. Традиционно у реакторов есть топливные штифты длиной в пару метров, с большим количеством мелких твердых шариков, но у нас используется соль жидкого топлива.
Таким образом, теперь у нас есть большое преимущество в безопасности расплавленного солевого топлива, содержащегося в штифтах, поэтому у нас нет инженерной сложности циркуляции жидкого топлива. Это означает, что вся конструкция станции может быть упрощена, и из-за преимуществ безопасности реактор не нужно перестраивать каждые несколько лет. Реактора хватит на 60 лет или дольше.
Еще одним преимуществом нашего решения является то, что мы можем использовать обычное ядерное отработанное топливо вместо его захоронения. Мы перерабатываем его в нашем реакторе, и конечный продукт радиоактивен только в течение нескольких сотен лет, что значительно короче, чем для обычных отходов, которые радиоактивны в течение примерно 300 000 лет. Таким образом, мы также уменьшаем социальную проблему вокруг ядерных отходов.
Одним из преимуществ технологии Moltex является то, что она может хранить тепловую энергию для работы наряду с возобновляемыми источниками энергии, как и газ, но может ли она конкурировать с газом по цене?
РО: Это важный вопрос. Мы на самом деле не моделируем нашу технологию, чтобы конкурировать с возобновляемыми источниками, потому что будущая сеть будет, как мы видим, смесью возобновляемых источников энергии и ядерной энергии. Мы предполагаем 50% возобновляемых источников энергии и 50% ядерных, а не газовых, потому что, если мы хотим полностью декарбонизировать энергосистему, газ не является вариантом. Это временное решение.
Возобновляемые источники энергии становятся намного дешевле, но они никогда не будут достаточно дешевыми, чтобы обеспечить доступное электричество с накоплением энергии. Следовательно, для поддержания энергоснабжения в периоды, когда нет солнца или ветра, необходимо иметь атомные пиковые установки.
Наша атомная электростанция обеспечивает хранение тепла, а не хранение электроэнергии, что означает, что стоимость нашего хранения сегодня в десять раз дешевле, чем самые низкие теоретические затраты Министерства энергетики США на хранение электроэнергии. Таким образом, даже несмотря на то, что аккумуляторная батарея будет дешеветь и становиться больше, никогда не будет доступным иметь полностью возобновляемую сетку хранения.
Принимая во внимание, что мы можем производить тепло из нашего реактора, который хранится в резервуарах с расплавленной солью. Так, например, если у нас есть станция мощностью 1000 МВт, мы можем хранить энергию в течение 16 часов, а в течение восьми часов в день мы можем использовать 3000 МВт.
Наши оценки затрат для электростанции мощностью 1000 МВт составляют 2000 долларов за киловатт (/кВт), что дешевле, чем капитальные затраты на уголь. Электростанция мощностью 3000 МВт с увеличенным хранилищем и турбинами для обеспечения пиковой мощности увеличивает затраты до 3000 долл. США / кВт, но затраты делятся между тремя, что составляет около 1000 долл. США / кВт.
Это сопоставимо с газом из капитальных затрат, и стоимость ядерного топлива почти бесплатна, или не более 5-10% затрат, тогда как стоимость газа составляет около 80% затрат.
Каковы основные препятствия Moltex к коммерциализации тогда?
РО: В настоящее время самой большой проблемой является получение финансирования для завершения НИОКР и проектирования. Как только это будет сделано, стоимость строительства станет более простой, потому что у нас будет вся информация, необходимая для ее построения.
Мы собрали около 10-15 миллионов долларов, но нам нужно еще 50-70 миллионов в ближайшие три года. В конечном счете, мы думаем, что это будет связано с сочетанием государственного финансирования и частных инвестиций.
Это сложно, потому что для типичных венчурных инвесторов, которые обычно вкладывают средства в технологии ранней стадии, наши сроки развертывания слишком велики. Кроме того, правительства были настолько ограничены в ядерном секторе, что это отпугнуло инвесторов. Вот почему мы должны полагаться на государственное финансирование.
Но правительства должны встать сейчас и реально помочь, если они хотят эту технологию. Мы ждем, когда правительство Великобритании сделает шаг, но они идут медленно. В «Таймс» была статья, в которой говорилось, что [премьер-министр Великобритании] Борис Джонсон объявит о выделении 500 миллионов фунтов стерлингов на небольшие модульные реакторы на севере Англии, поэтому мы надеемся.
Однако мы обеспокоены тем, что финансирование может быть направлено в первую очередь на небольшие модульные реакторы, основанные на существующих технологиях твердого топлива. Они будут готовы на год или два раньше нас и будут иметь меньший риск для инвесторов, потому что это более традиционная технология. Но технология не позволит добиться такого же снижения затрат, как у нас, и не имеет возможности хранения и гибкости или повторного использования ядерных отходов. Это отвлекает правительство, но оно не принесет ожидаемых результатов.
Что в планах Moltex Energy?
РО: Наряду с финансами следующим этапом будет привлечение других партнеров, строительных и проектных фирм, которые будут поддерживать нас. Мы сделаем большую часть нашей проверки, чтобы увидеть, работает ли она, когда реактор находится в автономном режиме. Ядерная энергетика настолько жестко регулируется, что нам нужно знать все ответы, прежде чем мы сможем даже подумать о строительстве действующей АЭС.
Затем мы построим реальный реактор, который будет как окончательным испытанием, так и коммерчески действующим реактором. Это подтвердит все технологии, чтобы мы могли строить больше.
Срок строительства завода составит десять лет — три года на начальный проект, три года подробные строительные чертежи, лицензирование и планирование, а затем примерно два-три года на строительство.
На международном уровне и в Великобритании мы ищем других клиентов, другие коммунальные предприятия для строительства заводов, и у нас уже есть интерес. В конце концов, мы видим сотни, если не тысячи, заводов, которые будут построены в ближайшие 20-30 лет.
