От Веселина Спасова
Как си представяте, че изглежда един атом? Ако можете да го визуализирате наум, то значи вече имате представа за атомната теория повече, отколкото учените преди 100 години, а със сигурност и повече от самите древногръцки философи Левкип и ученикът му Демокрит, които за първи път в историята на човечеството говорят за идеята, че материята е съставена от по-малки частици. Разделянето на атома безспорно се нарежда сред най-великите открития в науката. Тази теория е и родоначалник на ядрената енергетика. Ценена от едни и ненавиждана от други ядрената енергетика преминава през множество етапи в развитието си. В XXI век обаче, когато светът е изправен пред технологична революция, ядрената енергетика, както и всеки друг отрасъл на икономиката, се прекланя пред новата реалност. Технологиите със сигурност са прогрес, без който човечеството определено не може, същевременно те подчиняват всяка една сфера на дейност, преобръщайки представите за нея наопаки.
Въпреки силния тласък на петролната криза от миналия век, който отваря вратите пред сектора да се разрасне, множество инциденти повдигат въпроса за опасностите, които ядрената енергетика крие във вида, в който днес я познаваме. Това разбира се води и до срив на доверието в сектора, изправен пред предизвикателството да възвърне величието си на подобаващо нищо. Без да задълбаваме в подробности, споменаваме злополуките в Чернобил и Фукушима, променили изцяло разбиранията за атомните централи. Инцидентите, заедно с дерегулациите на енергийните пазари, водят до спад за ядрената енергия, която пък играе важна роля в декарбонизирането на енергийния сектор.
Рязък завой за индустрията оказват военните действия в Украйна. Войната определено предизвика хаос на световните пазари на фона на факта, че главната дестинация за инвестиции в ядрена енергетика е Азия. И въпреки отчасти възвърнатото доверие, пейзажът за ядрената енергетика е тотално преобърнат от наличието на новите технологии. Фокусът вече е върху нов герой на хоризонта – SMR или така наречените малки модулни реактори (ММР). Поддръжниците на по-малките реактори от следващо поколение казват, че те са по-ефективни, по-бързи за изграждане и биха могли да стимулират преминаването от изкопаеми горива.
Според класификацията на Международната агенция за атомна енергия малки ядрени реактори са реакторите с електрическа мощност равна или по-малка от 300 MWe. През 2009 г. общо в света са работели 133 такива реактора, разпределени в 28 страни. 13 са били в процес на изграждане, а общата им мощност е била равна 60,3 GW. Въпреки че водещите производители работят активно по разработване и въвеждане в експлоатация на ММР, се очаква да има ясна концепция за технологията едва към 2035 г. Технологиите, които ще бъдат използвани в малките модулни реактори, водят до повишаване на сигурността спрямо днешните АЕЦ. Себестойността на произведената електроенергия се намалява чрез отсъствието на съоръжения за съхраняване на отработено ядрено гориво, на съоръжения за презареждане със свежо гориво, на сложни сгради и конструкции, както и със значително намаления персонал за обслужване на тези мощности.
Проблемите, пред които се изправя обаче ядрената енергетика, не са само технологични. Основните показатели, определящи по-нататъшното развитие на световната ядрена енергетика, са: безопасността на ядрените съоръжения и себестойността на произведената в тях електроенергия, коментира за Bloomberg Businessweek BG деканът на Електротехническия факултет към Техническия университет-София проф. д-р инж. Валентин Колев.
„Независимо колко безопасни са реакторите първо, второ и трето поколение, независимо колко ефективни са в перспективата на тяхната дългосрочна експлоатация, това са много скъпи съоръжения, много трудни за финансиране, много трудни и за изграждане. Освен това те произвеждат и значителни количества отработено гориво и радиоактивни отпадъци, управлението, на които е много скъпо“, обясни проф. Колев.
Малките реактори ще използват за свое гориво отработеното гориво от днешните АЕЦ, което означава кардинално решение на проблема с високорадиоактивните отпадъци. Размерът на началната инвестиция е по силите дори на икономики като нашата. Този размер позволява дори изцяло частно финансиране и експлоатацията им от големи енергопотребители. Стават възможни схеми за изплащане на началните инвестиции в рамките на 5-6 до 10 години, дори за сумарна мощност на АЕЦ от 1000 MW. Тъй като тези АЕЦ ще могат да участват в регулирането на електроенергийната система, а не само като базови мощности, те ще бъдат изключително гъвкави спрямо текущите условия на пазара.
Новата ядрена енергийна индустрия (и в частност тази на САЩ) обаче има руски проблем. Москва произвежда горивото, необходимо за зареждане на малки атомни електроцентрали. Американските предприятия, които разработват проектите за новото поколение малки атомни електроцентрали, с които да се спомогне намаляването на въглеродните емисии, се срещат със затруднения, тъй като само една компания продава горивото, от което се нуждаят, за да превърнат идеите си в реалност. И ключът към новото бъдеще на ядрената енергетика е последната мишена на европейските санкции руската държавна компания за ядрена енергия "Росатом“.
Ето защо правителството на САЩ се принуждава да посегне към запасите си от оръжеен уран, опитвайки се да пригоди тежкия метал към начините за захранване на усъвършенстваните реактори. На този етап американските власти оценяват каква част от запасите си от 585.6 тона високообогатен уран биха могли да отделят за реакторите. Амбициите за малките модулни реактори определено са големи, защото надеждата е, че проектите ще дадат силен тласък на индустрия, решаваща за страните, целящи да постигнат като глобален резултат нулеви нетни емисии.
Според проф. д-р инж. Валентин Колев на фона на цялостната картина „Росатом“ не е проблем за развитието на идеята за ММР. Нещо повече - държавната корпорация за атомна енергия, управляваща всички ядрени активи на Руската федерация има собствени разработки за ММР отдавна. Те са използвани за проекти за плавателни съдове, ледоразбивачи и др.
Войната в Украйна обаче пренарежда пъзела за САЩ, тъй като нито правителството, нито компаниите, разработващи новите усъвършенствани реактори, искат да разчитат на Москва. HALEU или High-Assay Low-Enriched Uranium (висококачествен нискообогатен уран) е обогатен до 20% вместо около 5% при урана, който захранва повечето ядрени централи сега. Американското министерство на енергетиката посочва производството на HALEU като критична мисия за бъдещето на ядрената енергетика. Индустрията определено се нуждае от спешни мерки, който да стимулират устойчивостта на пазара със снабдяване на метала.
И макар в България да сме свикнали всичко да се случва със закъснение, условията у нас до голяма степен са благоприятни за възможни приложения на малките модулни реактори. В сектора биха могли да се внедрят малки маневрени електроцентрали, които да помогнат за балансирането на електроенергийната система. Други възможни приложения е изграждането на заводски ядрени централи за обслужване на енергийните нужди на големите индустриални потребители. Сред останалите сценарии са заместване на газовите градски топлоцентрали с високоефективни ядрени когенерации, както и производството на химични продукти с висока добавена стойност на базата на местните въглищни запаси.
„Приложението на ММР в България е възможно при наличието на ядрени блокове от класически тип. В момента съществуват над 60 проекта за малки реактори, наблюдавани от МААЕ. В най-напреднал стадий са разработки от Япония, САЩ и Русия. В момента тези проекти са във фазата на лицензионните процедури, като вече са избрани площадки за разполагане на реакторите-прототипи. От особена важност е, че лицензите ще бъдат издавани на технология и модел реактор, а не на всеки реактор по отделно“, посочва още деканът на Електротехническия факултет към Техническия университет-София проф. д-р инж. Валентин Колев.
По думите му съгласно съществуващите международни съглашения в тази област, това означава, че за разполагането на такива реактори в страните-членки на МААЕ ще бъде необходимо само лицензиране на площадката, което драматично ще съкрати сроковете за инвестиция и строеж на такива АЕЦ, а работата на ММР е свързана с работата на съществуващите ядрени мощности.
Кой обаче е най-добрият вариант: АЕЦ с голяма мощност или малки модулни реактори? Решението е ММР да работят съвместно с АЕЦ с голяма мощност, смята проф. Колев. Основното предимство е използване отработеното ядрено гориво и възможността за изменение на мощността чрез включване и изключване на модул при АЕЦ изградена с няколко модула. Трябва да се отбележи още, че ядрените реактори от 3-то поколение също осигуряват техническа възможност за участие в балансирането на електроенергийната система (ЕЕС).
В този ред на мисли има ли бъдеще АЕЦ "Козлодуй" с малки модулни реактори? От особена важност за нас е, че много от проектите за малки модулни реактори ще използват за свое гориво отработеното гориво от днешните водно-водни реактори. За периода на своята експлоатация АЕЦ Козлодуй вече е натрупала и ще натрупа още отработено гориво. Това е ценна суровина за бъдещите малки модулни реактори, които могат бъдат инсталирани в България, както и най-добро решение на проблема с радиоактивните отпадъци, уточни проф. Колев.
На теория колкото инсталираната мощност на една ядрена мощност е по-голяма, толкова специфичните инвестиции са по-ниски. Поради описаните по-горе предимства на ММР може да се очаква началните инвестиции да са по-малки. Дори специфичният разход лв./MW да е по-голям, общият обем на инвестицията за 100÷200 MW инсталация е значително по-малка от тази за 1000 MW.
Очакванията са технологията за малки модулни реактори да навлезе на пазара към 2030 г. Проф. Колев обаче посочва, че периодът е малко оптимистичен срок за навлизане на технологията за малки модулни реактори, като се има предвид забавянето при въвеждане в експлоатация на редица проекти.
Бъдещето на тежките индустрии и въглеродния отпечатък е свързано с наличието на базови мощности, които единствено могат да бъдат осигурени от безопасни ядрени мощности – големи и малки. С идеята за малките модулни реактори ядрената енергетика стои на прага на революция. Ако проектите пожънат успех, това ще означава, че човечеството ще се сдобие с неограничен източник на енергия, който едновременно е и екологично чист. Този глобален стремеж е индикация за това, че секторът е готов да прегърне новите технологии, които оказва се стоят в основата на бъдещето на ядрената енергетика. Ако проектите сработя до такава степен, че да навлязат масово, то това ще означава, че ще служи за генериране на електроенергия, както и за генериране на промишлена или битова топлоенергия. Същевременно не е необходима човешка намеса при най‐тежките възможни аварии.
Малките модулни реактори притежават значителен потенциал не само да запазят досегашното ниво на развитие на ядрената енергетика в България, но и значително да разширят нейната роля за един бъдещ индустриален ренесанс на страната ни.
