Prema podacima Svjetske nuklearne asocijacije, globalno je u pogonu više od šesto nuklearnih reaktora koji pomažu u zadovoljavanju energetskih potreba više od pedeset zemalja i zajedno osiguravaju otprilike desetinu ukupne svjetske električne energije. Ostarjeli su unatoč osuvremenjivanjima. Britanski Rolls-Royce i američki NuScale trenutačno su među najjačim tržišnim igračima koji nude rješenja tog problema koja ne izgledaju kao puko uklanjanje bora
Želite li imati nuklearni reaktor na svojoj parceli? Takvo pitanje još bi donedavno zvučalo poput zafrkancije ili znanstvene fantastike, no zahvaljujući malim modularnim nuklearnim reaktorima (engl. small modular reactor ili SMR), koji zauzimaju površinu manju od nogometnog igrališta (0,6 hektara), nuklearne elektrane u skorijoj bi budućnosti doista mogle stati na zemljište od samo četiri hektara. Dakako, svima koji su gledali televizijsku seriju 'Černobil' ili se sjećaju apokaliptičnih prizora iz japanske Fukushime sama pomisao na nuklearku u njihovoj blizini utjerala bi strah u kosti pa je vrlo važno istaknuti da su ti mali reaktori, barem u teoriji, i mnogo sigurniji od dosadašnjih.
Mali modularni nuklearni reaktori su fisijski reaktori električne snage do 300 MWe, čiji se moduli proizvode u tvornici. Oni se potom transportiraju i postavljaju na lokaciju mininuklearke. Veće snage nuklearne elektrane mogu se postići ugradnjom više takvih modula.
Prednosti i nedostaci
Stare nuklearne reaktore, kojih na globalnoj razini u eksploataciji ima više od 600 i koji osiguravaju oko deset posto ukupne električne energije u svijetu, trebat će zamijeniti pouzdanijim i modernijim rješenjima. Hoće li ta rješenja doista omogućiti SMR-ovi tek će se vidjeti, ali u svakom slučaju imaju određenih prednosti u odnosu na svoju 'stariju braću'.
– Elektrane s malim nuklearnim reaktorima jednim bi dijelom zamijenile starije nuklearne elektrane koje se približavaju kraju svog životnog vijeka. Mogu imati i komplementarnu ulogu. Glavne su prednosti malih modularnih reaktora cijena i sigurnost. Manja snaga znatno smanjuje financijske troškove jer se reaktor može sagraditi znatno brže. Modularnost ima potencijal osigurati bržu i kvalitetniju gradnju jer bi se moduli proizvodili u tvornici i sastavljali na lokaciji. To pridonosi i sigurnosti. Dodatna sigurnost SMR-a također ima veze s modernim dizajnom i veličinom jer je količina radioaktivnosti manja. Na kraju, manja snaga i fleksibilnost rada tih reaktora omogućavaju lakše integriranje u elektroenergetski sustav – objašnjavaju u Energetskom institutu 'Hrvoje Požar', istodobno ističući i neke nedostatke.
Najveći nedostatak malih nuklearnih reaktora je u tome što većinu rješenja tek treba napraviti i demonstrirati sve navedene prednosti. Broj potencijalnih iznenađenja u demonstraciji prototipa i komercijalizaciji ovisi najviše o tome koliko je rješenje napredno. Rusija i Kina tu su dosta ispred ostalih, a demonstracija najizglednijih rješenja planira se do kraja ovog desetljeća. Dodatni 'nedostatak' je taj što i takvi reaktori nasljeđuju problem negativne percepcije javnosti u vezi sa sigurnosti i trajnim odlaganjem nuklearnoga radioaktivnog otpada, usprkos svim unapređenjima sigurnosti i praktičnom napretku u zbrinjavanju tog otpada.
Poslije tragedija u Fukushimi i Černobilu sigurnost nuklearnih elektrana postala je vjerojatno i najvažnije pitanje. Velike nuklearne elektrane koje danas rade imaju naprednije sustave zaštite od reaktora u Fukushimi, a pogotovo u usporedbi s černobilskim reaktorom. Rješenja novih velikih nuklearnih elektrana dodatno su sigurnija. Mali nuklearni reaktori imaju još veću sigurnost jer su utemeljeni na dosadašnjem iskustvu, najnovijim spoznajama, a i manji su. Dodatno, sigurnost je temeljena i na pasivnim rješenjima koja ne zahtijevaju električnu energiju ili intervenciju operatera u izvanrednim situacijama. To se osigurava pasivnim hlađenjem reaktorske jezgre temeljenim na prirodnoj cirkulaciji i neovisnosti o vanjskim uvjetima. Stoga se s velikom sigurnošću može reći da bi mali modularni reaktori izbjegli spomenute nesreće, kao i većina velikih nuklearnih elektrana koje su sada u pogonu.
'Net zero carbon' energija
Posljednjih mjeseci gradnja malih nuklearnih elektrana najavljuje se od Rusije i JAR-a do Estonije, Rumunjske i Velike Britanije, a prema najnovijim saznanjima u čitavu se priču planira uključiti čak i NASA. Predsjednik SAD-a Joe Biden tako je na margini nedavne klimatske konferencije u Glasgowu sa svojim rumunjskim kolegom Klausom Iohannisom obavijestio javnost o planovima za gradnju mininuklearke u Rumunjskoj u sklopu projekta iza kojeg stoje tamošnja državna kompanija Nuclearelectrica i američki NuScale. Konzorcij na čijem je čelu automobilski div Rolls-Royce takvih nuklearki planira sagraditi čak šesnaest diljem Velike Britanije, za što je namijenio ulaganje od 195 milijuna funti u razdoblju od tri godine, a britanska će vlada za taj projekt osigurati dodatnih 210 milijuna funti.
– SMR program jedan je od načina na koje Rolls-Royce želi osigurati da UK nastavi razvijati inovativne načine za suočavanje s globalnom prijetnjom klimatskih promjena. Razvili smo rješenje koje može isporučiti konkurentnu net zero carbon energiju za višestruke primjene, od napajanja elektroenergetske mreže do proizvodnje vodika i sintetičkih goriva. Čitav projekt trebao bi osigurati i 40.000 novih radnih mjesta – izjavio je glavni izvršni direktor Rolls-Roycea Warren East.
Do Mjeseca i Marsa
Ruska državna kompanija za nuklearnu energiju Rosatom još je potkraj prošle godine objavila da je postigla dogovor o cijenama energije za novo SMR postrojenje u Jakutiji, saveznom okrugu na istoku zemlje. Elektrana snage 50 MW, koja će biti sagrađena u selu Ust-Jansku, proizvodit će električnu energiju i pomoći u smanjenju emisija ugljika u regiji za 10.000 tona na godinu. Najdalje je ipak otišla NASA, koja je od američkih kompanija zatražila inženjerska rješenja za mikro nuklearne reaktore (još manji reaktori, snage do 10 MW prema definiciji Međunarodne agencije za atomsku energiju), čiji bi zadatak bio proizvoditi energiju za istraživanja na Mjesecu i Marsu. Prve takve elektrane prema Mjesecu mogle bi krenuti već do kraja ovog desetljeća, i to nakon što u cijelosti budu sagrađene na Zemlji. Preduvjet je da mogu stati u teretni prostor dužine šest i promjera četiri metra, kao i da njihova masa ne smije biti veća od šest tona.
Budućnost među velikima
Usprkos tome, teško je predvidjeti hoće li mininuklearke stvarno postati novi standard. U Energetskom institutu 'Hrvoje Požar' napominju da je budućnost modularnih nuklearnih reaktora gotovo osigurana u Rusiji i Kini, a velika prisutnost privatnih ulaganja povećava izglede da se to dogodi i u SAD-u, Kanadi, Velikoj Britaniji i Francuskoj.
– Uloga mininuklearki ovisi o veličini i specifičnostima pojedinih zemalja. Primjerice, Rusija i Kanada ih najprije vide kao izvor električne i toplinske energije u zabačenim područjima, za rudnike i slično. To je važno jer bi se time manje upotrebljavale elektrane na fosilna goriva. U SAD-u bi one mogle polako zamjenjivati velike elektrane, a Kina i Velika Britanija najvjerojatnije će imati i velike i male nuklearne elektrane. Ovisno o uspješnosti (vezano uz cijenu i percepciju javnosti) i drugim faktorima (primjerice, ozbiljnosti napora smanjivanja emisija stakleničkih plinova), moguće je da postanu novi standard i počnu sve više zamjenjivati velike elektrane. Mininuklearke nisu ni tako male (Rolls-Royceovo rješenje ima 470 MWe, NuScaleovo rješenje planirano u Rumunjskoj ima 77 MWe i može imati 12 reaktora u jednoj elektrani).
Hrvatska realnost
Može li se u tu priču uključiti i Hrvatska, čiji je premijer Andrej Plenković na konferenciji u Glasgowu najavio da ćemo se i prije 2033. godine prestati koristiti termoelektranama na ugljen, preciznije onom u Plominu. U posljednjem desetljeću, naime, u svijetu su se intenzivirale rasprave o gradnji nuklearnih elektrana s malim modularnim reaktorima i zbog klimatskih promjena koje su posljedica prekomjerne emisije ugljikova dioksida iz termoelektrana. Nuklearne elektrane tijekom pogona ne proizvode gotovo nikakvu emisiju stakleničkih plinova i ne onečišćuju zrak. Ako se upotrebljava umjesto elektrane na ugljen, nuklearni reaktor snage 1 GWe može uštedjeti oko šest milijuna tona emisije CO2 na godinu. Električna energija proizvedena iz nuklearnih elektrana predstavlja jednu od opcija u nastojanju smanjenja emisije stakleničkih plinova, što je istaknuto i u dokumentu EU Energy Roadmap 2050.
– Dugoročno, Hrvatska svakako može razmatrati mogućnost korištenja malih modularnih nuklearnih elektrana. No, to nije realno očekivati prije no što se ti reaktori demonstriraju i počnu upotrebljavati u zemljama koje ih razvijaju. Gradnja prvih komercijalnih rješenja očekuje se početkom idućeg desetljeća, što je evidentno prekasno za najavljeni prestanak korištenja ugljena u Hrvatskoj – smatraju u Energetskom institutu 'Hrvoje Požar'.