Reactoare nucleare mici, probleme mari – Ce este tehnologia SMR, care sunt avantajele și de ce mai este mult de lucru

​Marți a fost anunțat planul de construcție în România a primei centrale cu reactoare nucleare de mici dimensiuni (SMR), cea mai nouă tehnologie nucleară civilă. În puține țări din lume sunt în construcție reactoare nucleare de mici dimensiuni și susținătorii tehnologiei spun că suntem în fața unei forme mai sigure și mai ieftine de energie nucleară ce permite producția de electricitate, cu minime emisii de carbon. Scepticii spun că energia nucleară nu are cum să fie sigură și că aceste mici reactoare mai au multe de dovedit și sunt departe de a deveni răspândite. În articol puteți citi despre compania NuScale Power, dar și despre plusurile și minusurile unei tehnologii care este prezentată ca fiind o revoluție în folosirea energiei nucleare.

Informația pe scurt

• Energia nucleară are mari probleme de imagine și costuri, dar țări precum Franța, Slovacia sau Ucraina depind de ea și mulți spun că acest tip de energie are un mare viitor în tehnologia SMR a mini-reactoarelor.

• Susținătorii micilor reactoare spun că va fi o tehnologie mult mai sigură fiindcă se va lucra cu mult mai puține materiale radioactive și reactoarele mici se supraîncălzesc mult mai greu pentru că miezul lor produce mai puțină căldură. În plus, pot fi instalate în locuri unde nu ar putea fi construite centrale mari și, cel puțin teoretic, costurile ar fi mult mai mici.

• La nivel global există peste 50 de designuri și concepte diferite pentru aceste reactoare, în diverse etape de dezvoltare, dar nu este funcțional niciun astfel de complex care să producă energie electrică. Opinia generală este că mai multe mini-centrale modulare vor fi gata după 2030, dar pentru moment tehnologia nu și-a dovedit fiabilitatea.

• Criticii spun că reactoarele propuse, chiar dacă sunt mai mici, tot tehnologie nucleară au și suferă de minusurile pe care acest tip de energie le are. Costurile vor fi mari, construcția va dura mai mult decât se estimează și îngrijorările legate de siguranță vor persista.

• NuScale Power, compania care va construi complexul din România, face cercetări în domeniu de mai bine de un deceniu, a construit o serie de prototipuri și are în lucru un complex în statul american Idaho. Acesta nu va fi însă gata mai repede de 2030 și va costa peste 6 miliarde dolari, deși estimările indicau 3,7 miliarde acum patru ani.

• S-ar putea ca o parte dintre țările dezvoltate să respingă tot ce are legătură cu energia nucleară și să nu dea undă verde unor proiecte de mini-reactoare în care nu au încredere. În aceste condiții, companiile din domeniu ar putea fi tentate să facă lobby în țări mai mici unde să își poată instala complexele SMR, profitând și de norme de siguranță mai puțin stricte.

Reactorul nuclear de dimensiunile unei catedrale ar putea fi înlocuit de multe reactoare mici ce încap în camioane

”Reactorul nuclear al viitorului ar putea sosi tractat de un camion”, era titlul unui articol de acum opt ani din New York Times. Nu era o exagerare, chiar se lucrează la așa ceva și – deși energia nucleară a pierdut teren în ultimul deceniu – sunt țări care depind de ea, cum ar fi Franța, Slovacia, Ucraina sau Ungaria. Energia nucleară va fi în continuare prezentă în multe țări, dar marea întrebare este dacă va deveni mult mai populară datorită unei noi tehnologii.

Ei bine, un comunicat al Casei Albe anunța marți că o companie pe nume NuScale Power va construi în România prima centrală cu reactoare nucleare de mici dimensiuni (SMR), cea mai nouă tehnologie nucleară civilă.

Ideea de centrală nucleară îi îngrozește pe mulți, mai ales din cauza accidentelor de la Cernobâl și Fukushima și din cauza costurilor mari de construcție a unei centrale ”ca la carte”: 5-10 miliarde dolari și 6-7 ani de construcție. Multe centrale proiectate nu au mai fost construite fiindcă s-a depășit cu multe miliarde de dolari bugetul.

Energia nucleară are însă o serie de avantaje și susținătorii tehnologiilor SMR (small modular reactor) spun că ele reprezintă viitorul, fiindcă ar putea produce energie cu zero emisii de carbon pentru companiile americane de utilități care doresc să-și decarbonizeze unitățile de producție.

Țările care și-au arătat clar interesul pentru tehnologia SMR sunt SUA, Marea Britanie, Rusia, Canada, Franța, Africa de Sud, India și Pakistan, iar China a operat un prototip de mini-reactor din 2000.

Sintagmele des folosite în aceste zile când se ține și summitul climatic COP 26 sunt ”low-carbon energy” sau chiar ”carbon-free energy”.

Rolls-Royce, NuScale Power, EDF și TerraPower se numără printre companiile care au construit sau vor să facă prototipuri de reactoare de mici dimensiuni. Rolls Royce vrea să construiască o rețea de mini-reactoare în Regatul Unit, țară care a pus energia nucleară în centrul strategiei de a reduce emisiile de carbon în următorii 15 ani. Rolls Royce estimează că primul reactor SMR ar putea costa 2,2 miliarde lire sterline și fiecare dintre următoarele patru, câte 1,8 miliarde de lire sterline. Nu vorbim de sume mici.

Expresia cea mai des folosită în SUA de cei care au încredere în viitorul acestor reactoare mai mici este ”a new way forward for nuclear power” (o nouă cale înainte pentru energia nucleară).

Miniaturizarea reactoarelor nucleare a fost o preocupare încă dinainte de 1960 și cercetări au fost, dar tehnologia SMR este prezentată ca fiind foarte promițătoare, deși nu are încă aplicații practice.

De ce aceste mici reactoare sunt promițătoare

Agenția Internațională pentru Energie Atomică (IAEA) a întocmit rapoarte consistente despre tehnologia SMR și spune că reactoarele de dimensiuni mici și medii pot combina energia nucleară cu cea din surse alternative, inclusiv regenerabile. Agenția vorbește despre generarea de energie ”în mod flexibil”, la costuri mai mici și pentru un număr mare de aplicații.

Agenția notează că există la nivel global peste 50 de designuri și concepte diferite pentru aceste mici reactoare, în diverse etape de dezvoltare, unele aproape de a fi puse în funcțiune. Sunt patru centrale SMR în stadiu avansat de construcție în Argentina, China și Rusia. În alte câteva țări se fac cercetări pentru a se decide dacă merită pornirea unor proiecte mari.

Ce spun cei care cred că micile reactoare sunt soluția viitorului? Tehnologia este mai sigură fiindcă vorbim de reactoare mici care nu mai au minusurile reactoarelor uriașe, convenționale: se supraîncălzesc mult mai greu pentru că miezul lor produce mai puțină căldură. În plus, pot fi răcite mai ușor și pot fi produse mult mai ușor și mai rapid decât reactoarele convenționale. Reactoarele mici au mai puține piese, deci mai puține lucruri se pot defecta, iar în unele cazuri nu va mai fi nevoie de pompe și vor fi folosite și țevi de foarte mici dimensiuni.

Pot fi mult mai ușor transportate și pot fi instalate în zone unde relieful accidentat sau lipsa infrastructurii ar face imposibilă construirea unei centrale nucleare mari. Un alt avantaj ar fi că micile reactoare pot fi construite în fabrică, mai rapid, în număr mai mare de unități și cu costuri mai mici.

Aceste SMR-uri sunt gândite să producă undeva între 50 și 300 MW, în funcție de mărime și complexitate, ceea ce înseamnă că sunt mult mai puțin puternice decât reactoarele clasice de 1.000 – 1.600 MW.

Reactoarele prototip ale companiei NuScale sunt de 77 MW/modul.

Un raport al World Nuclear Association vorbește de un mare avantaj al acestor reactoare: modularitatea – pot fi adăugate relativ simplu mai multe module și pot fi scoase din funcțiune, în caz că este suspectată vreo problemă. În plus, fiind mai mici și mai sigure (cel puțin în teorie) pot fi instalate și în țări cu rețele energetice mici și cu experiență redusă în gestionarea energiei nucleare.

NuScale Power – Un jucător mare și o serie de întrebări

NuScale Power, compania care va construi centrala din România, face cercetări în domeniu de mai bine de un deceniu, a investit aproape un miliard de dolari și a dezvoltat mai multe designuri de mini-reactoare.

NuScale Power vrea să construiască primul mic complex de reactoare nucleare modulare din SUA cel târziu până în 2030 și a obținut o serie de aprobări, dar nu pe toate.

NuScale a spus că ar vrea ca aceste SMR-uri să fie instalate chiar pe locul unor foste termocentrale ce au funcționat în zone populate și au fost închise apoi. Problema este că NuScale speră ca la proiectele viitoare să fie eliminate unele norme obligatorii de siguranță la centralele nucleare, fiindcă susține că riscurile la reactoarele sale sunt mult mai mici din moment ce sunt prezente cantități mici de materiale radioactive și reactoarele pot fi îngropate.

Compania spunea că, date fiind aceste lucruri, nu este nevoie de atât de mult personal la partea de securitate. NuScale speră ca în zonele unde va instala SMR-muri să fie scutită de obligativitatea creării unei zone de evacuare de urgență pe o rază de 10 mile (16 km) în jurul reactoarelor. Compania mai voia să fie scutită și de angajarea unei forțe de securitate pentru a preveni încercările de sabotaj.

Cerințele companiei, de a fi scutită de la unele reguli, au fost dur criticate în multe cercuri, ideea fiind că nu este pe placul multora scenariul de a reduce normele de siguranță doar pentru că reactoarele sunt mult mai mici.

La îndoială a fost pusă și promisiunea companiei legată de siguranța pasivă: în caz de problemă reactorul se poate opri fără nicio acțiune a operatorilor, spun cei de la NuScale, dar o astfel de afirmație va trebui dovedită în anii ce vin.

Designurile promovate de NuScale nu se bazează pe pompe de apă sau alte echipamente de circulație și compania spune că reactorul se închide singur și tot singur continuă procesul de răcire în caz de accident, evitând o explozie. Și acestea sunt lucruri care au făcut ca autoritățile de omologare să fie circumspecte, semn că tehnologia este departe de a fi matură. Nu este loc de eroare, fiindcă vorbim de energie nucleară.

Compania a avut probleme de finanțare și în trecut și va trebui să convingă experții, dar și autoritățile că micile reactoare sunt 100% sigure.

Că tehnologia este cu obstacole o arată și proiectul primului complex al NuScale din SUA, în statul Idaho, unde se preconizează a fi construite 12 mini-reactoare a 60 MW fiecare. Termenul de finalizare a fost mutat cu câțiva ani mai târziu, spre 2029 – 2030, dar cea mai mai mare problemă ține de estimările de cost care au crescut de la 3,7 miliarde dolari în 2017, la 6,1 miliarde dolari în prezent.

Ce spun criticii despre SMR

Criticii spun că reactoarele propuse, chiar dacă sunt mai mici, tot tehnologie nucleară au și suferă de minusurile pe care acest tip de energie le are, mai ales în ceea ce privește costul, într-o lume în care energia regenerabilă este tot mai convenabilă la preț.

Apoi scepticii spun că reziduuri nucleare vor fi și de la ele și ceva va trebui făcut cu acestea, iar depășirea bugetului va fi și ea o tristă realitate pentru aceste proiecte și deci va fi nevoie de subvenții guvernamentale mari. Iar când este vorba de subvenții, mulți vor spune că mai bine merg spre alte proiecte, decât spre controversata energie nucleară.

Alții spun că aceste reactoare propuse nu vin, în multe cazuri, cu inovații tehnice reale care să le facă mult mai sigure, ci sunt miniaturi ale reactoarelor mai mari care pur și simplu au aceleași tipuri de riscuri ca și reactoarele de mari dimensiuni.

Cert este că mulți ani vor mai trece până când aceste mini-centrale vor funcționa în mai multe țări. Tehnologia trebuie să se mai perfecționeze și mai ales să convingă autoritățile la capitolul siguranță. Tehnologia SMR este departe de a deveni ”mainstream” și nici costurile ei nu par așa de mici cum spun susținătorii.