Ինչու՞ են առաջադեմ միջուկային ռեակտորներն օգուտ տալիս արդյունաբերությանը և ածխից կախված պետություններին

Քիմիական արտադրող DowDow
կմշակի փոքր միջուկային ռեակտոր արդյունաբերական կիրառությունների համար՝ պոտենցիալ փոխարինելով բնական գազը, որն այժմ այրվում է չափազանց բարձր ջերմաստիճաններում՝ քիմիական միացություններում փոփոխություններ կատարելու համար: Ընդլայնված միջուկային տեխնոլոգիաները, սակայն, նույն արդյունքին են հասնում՝ առանց ածխածնի արտանետումների։

Էլեկտրաէներգիայի արտադրությամբ առավել հայտնի են այսպես կոչված IV սերնդի բարձր ջերմաստիճանի ռեակտորները: Բայց դրանք կարող են օգտագործվել նաև արդյունաբերության կողմից: Քանի որ նրանք աշխատում են 800 աստիճան Ցելսիուսի պայմաններում, նրանք կարող են մշակել քիմիական նյութեր, աղազրկել օվկիանոսի ջուրը և արտադրել մաքուր ջրածին էլեկտրաէներգիայի և փոխադրման համար: Նույնիսկ ավելի լավ. ռեակտորները կարող են տեղակայել այն վայրերում, որտեղ ժամանակին եղել են փակ ածխի գործարանները՝ վերականգնելով երկրի ավերված շրջանների տնտեսական առողջությունը:

«Էլեկտրականությունը ցածր կախվածության պտուղն է», - ասում է Պատրիկ Ուայթը, ծրագրի ղեկավարը Միջուկային ինովացիոն դաշինք, այս գրողի հետ զրույցում. «Մենք դեռ չենք ինտեգրել միջուկային էներգիան խոշոր քիմիական օբյեկտների հետ։ Կարող են լինել որոշ զկռտոցներ և խնդիրներ, որոնց միջով պետք է լուծել: Բայց մենք կտեսնենք արդյունաբերական կիրառման առաջին ռեակտորները տասնամյակի վերջում: Չորրորդ և հինգերորդ ռեակտորների կառուցումից հետո ընկերությունները խմբերով կգրանցվեն: Նպատակը ածխաթթուացումն է»։

Մասնավորապես, Dow-ը համագործակցում է X-energy-ի հետ Ծոցի ափի երկայնքով Dow-ի տեղամասերից մեկում փոքր մոդուլային ռեակտոր մշակելու համար, որը կարող է գործարկվել 2030 թվականին: Յուրաքանչյուր մոդուլային ռեակտոր կարող է արտադրել 80 մեգավատտ հզորություն։ Բայց դրանք կարող են հավաքվել միասին՝ արտադրելու 320 ՄՎտ հզորություն՝ ապահովելով մաքուր, հուսալի և անվտանգ բազայի հզորություն՝ էլեկտրաէներգիայի համակարգերին կամ արդյունաբերական ծրագրերին աջակցելու համար:

ԱՄՆ-ի գործող միջուկային ռեակտորները երկրորդ սերնդի են, թեև Հարավային ընկերությունը կառուցում է երրորդ սերնդի ռեակտորներ, որոնք մշակվել են Westinghouse-ի կողմից: Փոքր մոդուլային ռեակտորները չորրորդ սերունդն են, որոնք ավելի շատ էլեկտրաէներգիա են արտադրում ավելի քիչ գնով: Երրորդ և չորրորդ սերունդներն ինքնաբերաբար կանջատվեն արտակարգ իրավիճակների ժամանակ:

«Ընդլայնված փոքր մոդուլային միջուկային տեխնոլոգիան կարևոր գործիք է լինելու Dow-ի ուղու համար դեպի զրոյական ածխածնի արտանետումներ և մեր կարողությունը խթանել աճը՝ մեր հաճախորդներին ցածր ածխածնի արտադրանք մատակարարելով», - ասվում է: Jimիմ Ֆիտերլինգ, Dow-ի գլխավոր գործադիր տնօրեն. «X-energy-ի տեխնոլոգիան ամենաառաջադեմներից է, և երբ գործարկվի, կապահովի անվտանգ, հուսալի, ցածր ածխածնային էներգիա և գոլորշի»:

Դժվար է ածխաթթուացնել հատվածները

Ներկայումս աշխարհում ջրածնի արտադրության 99%-ը ստացվել է հանածո վառելիքից: Դա կոչվում է գորշ ջրածին: Նպատակը կանաչ ջրածնի հասնելն է, որտեղ արևային վահանակները կամ հողմային տուրբինները էլեկտրաէներգիա են արտադրում էլեկտրոլիզատորի միջոցով: Սակայն միջուկային էներգիայից ստացվող ջերմությունն ու էլեկտրականությունը կարող են նաև պառակտել ջրի մոլեկուլը՝ ջրածին արտադրելու համար, որն օգտագործվում է նավթի վերամշակման, պողպատի կամ քիմիական նյութերի արտադրության համար:

Նման գործընթացը արտանետումներից զերծ է և շատ անհրաժեշտ: Ըստ ԱՄՆ շրջակա միջավայրի պահպանության գործակալությունըԷլեկտրական էներգիան առաջացրել է ջերմոցային գազերի համաշխարհային արտանետումների 25%-ը, մինչդեռ արդյունաբերական գործունեությանը բաժին է ընկել 24%-ը։ Տրանսպորտը կազմել է 27%, բոլորը 2020թ.

Միջուկային էներգիան կարող է նաև աղազրկել ծովի ջուրը: Ատոմային էներգիայի միջազգային գործակալության տվյալներով՝ օրական արտադրվում է 40 միլիոն խորանարդ մետր խմելու ջրի պաշար՝ հիմնականում Մերձավոր Արևելքում և Հյուսիսային Աֆրիկայում, օգտագործելով հանածո վառելիք՝ գոլորշի կամ էլէներգիա հանելու համար՝ գործընթացը հեշտացնելու համար: Բայց այն մատնանշում է, որ ատոմային էներգիայի և աղազերծման կայանները միավորվում են Ճապոնիայում և Ղազախստանում, որտեղ առևտրային օբյեկտները գործում են 1970-ականներից:

«Եթե մենք շահագրգռված ենք մաքուր էներգիայով, մտածեք մեր ունեցած վառելիքի բոլոր աղբյուրների մասին», - ասում է դաշինքի Ուայթը: «Էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը կազմում է մեր արտանետումների մոտ 25%-ը։ Միջուկայինը կարող է լուծել արդյունաբերական ոլորտները, որոնք դժվարությամբ են ածխաթթվում: Ատոմակայանները նույնպես պետք է աշխատեն ամբողջ հզորությամբ: Դրանց օգտագործումը աղազերծման և ջրածնի արտադրության համար՝ միաժամանակ հուսալի էլեկտրաէներգիա արտադրելով, լավ սիներգիա է և ծախսարդյունավետ»:

Իհարկե, կան բազմաթիվ խոչընդոտներ, որոնք պետք է հաղթահարել: Միջուկային վառելիքը հաճախ բնութագրվում է ուրանի հատուկ իզոտոպի՝ U-235-ի կոնցենտրացիայի հիման վրա: Այսօր Միացյալ Նահանգներում գործող ռեակտորները պահանջում են վառելիքի հարստացման 3%-5% U-235 մակարդակ, որը հայտնի է որպես ցածր հարստացված ուրանի վառելիք: Մշակման փուլում գտնվող շատ առաջադեմ ռեակտորներ կպահանջեն վառելիքի հարստացման ավելի բարձր մակարդակ, որոշները մինչև 20% U-235: Այս բարձր հարստացված ուրանի վառելիքը կոչվում է բարձր գնահատման, ցածր հարստացված ուրան (HALEU):

HALEU վառելիք պահանջող առաջադեմ ռեակտորների հիմնական մարտահրավերն այն է, որ նյութը կոմերցիոն առումով հասանելի չէ Միացյալ Նահանգներում: Միակ մատակարարը ռուսական պետական ​​TENEX ընկերությունն է, որն այսօրվա պայմաններում ցանկալի չէ: Սակայն դաշնային խթանները կարող են կատալիզացնել վառելիքի ներքին արտադրությունը և ստեղծել կայուն արժեքային շղթա: Հակառակ դեպքում դա տրամադրում են նաեւ Ավստրալիան, Կանադան, Ղազախստանը։

Կարո՞ղ է միջուկը փոխարինել ածուխը:

Միևնույն ժամանակ, այդ առաջադեմ միջուկային ռեակտորների կառուցման արժեքը դժվար է չափել: Ավելի հստակ կլինի այն բանից հետո, երբ մշակողները կսկսեն նախագծել գործարաններ և մոդելավորման ծախսեր: Ավելին, քանի որ հասարակությունը թանկացնում է ածխածինը, միջուկային էներգիան ավելի գրավիչ կլինի: Հաշվի առեք, որ GE Hitachi Nuclear Energy-ն աշխատում է Ontario Power Generation-ի հետ փոքր ռեակտոր կառուցելու համար, որը կսկսվի 2024 թվականին. նրանք փորձում են ուրիշներին ստիպել կիրառել նույն տեխնոլոգիան՝ ծախսերը նվազեցնելու համար:

Միջուկային էներգիան, իհարկե, դիմադրության է հանդիպել 1979 թվականին տեղի ունեցած Three Mile Island-ի միջադեպից հետո: Արևմտյան Վիրջինիայի օրենսդիր մարմինը քաղաքականություն է ընդունել, որը թույլ է տալիս փոքր մոդուլային ռեակտորներին փոխարինել թոշակի անցած ածխի գործարանները: Ինդիանան, Իլինոյսը, Մոնտանան և Վայոմինգը դիտարկում են նմանատիպ քայլեր:

Իսկապես, Սայմոն Իռըշը, գործադիր տնօրենը Երկրային էներգիա, գրում է, որ չորրորդ սերնդի ատոմակայանները կարող են փոխարինել ածխի օբյեկտներին՝ աշխուժացնելով դրանք հյուրընկալած համայնքները։ Քանի որ այդ առաջադեմ ռեակտորները կարող են աշխատել նույն ջերմաստիճանում, ինչ ածուխով աշխատող կաթսան, դա գործնական գաղափար է: Ավելին, փոխարինող սարքը արտանետումներից զերծ է:

Ջիգար Շահը՝ Էներգետիկայի դեպարտամենտի վարկային ծրագրերի գրասենյակի տնօրենը, հավանություն է տալիս այդ մտածելակերպին՝ ասելով, որ այդ քայլը տրամաբանական սկիզբ է, քանի որ ենթակառուցվածքը և ցանցային միացումներն արդեն առկա են: Նրա գործակալությունը տրամադրում է 11 միլիարդ դոլար փոքր մոդուլային ռեակտորների զարգացման համար:

«Եթե միջուկային արդյունաբերությունն անի այն, ինչ տասնամյակներ շարունակ, մարդիկ կվարանեն», - ասում է Ուայթը Միջուկային նորարարության դաշինքից: «Դա լավ չի վերաբերվել հանրությանը: Այժմ մենք միջուկին ևս մեկ հնարավորություն տալու հնարավորություն ունենք ածխաթթվացման պատճառով: Բայց մենք պետք է վստահություն ստեղծենք համայնքների հետ և բացատրենք տեխնոլոգիաները։ Մենք պետք է համոզվենք, որ նրանք հարմար են դրանով: Մենք պետք է ստանանք միջուկային էներգիայի սոցիալական լիցենզիա, որպեսզի մարդիկ դա ցանկանան իրենց բակերում»:

Վերջապես կարող է տեղի ունենալ միջուկային էներգիայի վերածնունդ. Կարբոնիզացիան խթան է հանդիսանում: Բայց Գնաճի նվազեցման ակտ ավելացնում է հարկային արտոնություններ, որոնք կգրգռեն ներդրողների և վարկատուների հետաքրքրությունը՝ օգուտ տալով նուրբ համայնքներին և ավելի լայն տնտեսությանը: Dow-ն հնարավորություն է տալիս՝ պոտենցիալ նախադրյալ այլ արտադրողների համար: