เหตุใด SMR ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำจึงชนะการแข่งขันนิวเคลียร์ครั้งใหม่

หากพลังงานนิวเคลียร์มีอนาคต มีแนวโน้มว่าจะมีขนาดเล็ก แยกส่วนได้ และระบายความร้อนด้วยน้ำ ตามข้อมูลของผู้เชี่ยวชาญที่มีใบรับรองระดับโลกในด้านการวิจัยนิวเคลียร์

“ตอนนี้มีเทคโนโลยีมากมาย—50 รุ่นที่แตกต่างกันทั่วโลก เมื่อหนึ่งในนั้นเข้าสู่สมการที่มีศักยภาพทางการเงิน นั่นก็จะจับตลาดทั้งหมดได้” Alfredo Caro ศาสตราจารย์วิจัยแห่งมหาวิทยาลัย The George Washington กล่าว “และฉันคิดว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นกับเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ”

ทางเศรษฐกิจ ข้อได้เปรียบ ของเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก (SMRs) มักจะถูกอ้างถึง: โรงงานผลิตและจัดส่งไปยังไซต์การติดตั้ง พวกเขาอาจหลีกเลี่ยงเขาวงกตด้านกฎระเบียบ ต้นทุนที่มากเกินไป และความล่าช้าในการก่อสร้างซึ่งเป็นอุปสรรคต่อโครงการเครื่องปฏิกรณ์แบบดั้งเดิม

การออกแบบและแนวคิด 50 รายการที่อยู่ระหว่างการพัฒนาประกอบด้วยแบบจำลองที่ระบายความร้อนด้วยโซเดียม ตะกั่ว ก๊าซหรือเกลือหลอมเหลว แต่ Caro เชื่อว่า SMR ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำจะมีข้อได้เปรียบเพิ่มเติม: บทเรียนแห่งประวัติศาสตร์

"ทำไม? เนื่องจากมีประสบการณ์ในการดำเนินงานเครื่องปฏิกรณ์ 20,000 ปีกับเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยน้ำและเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์เหล่านั้น” เขากล่าวเมื่อวันพุธใน บรรยาย จัดโดย Security and Sustainability Forum

“มันคงเป็นเรื่องยากมากที่จะผลิตสิ่งที่ระบายความร้อนด้วยโซเดียม, ระบายความร้อนด้วยตะกั่ว, เชื้อเพลิงแบบทรงกลม, ในเชิงเศรษฐกิจที่สามารถแข่งขันกับเทคโนโลยีดั้งเดิมได้ ดังนั้นฉันคิดว่าในที่สุดเราจะได้เห็นการออกแบบทั้งหมดที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ มีช่อง” เขากล่าว

“ฉันเชื่อโดยส่วนตัวว่ามันจะเกิดขึ้น จะมีเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กระบายความร้อนด้วยน้ำมากมาย ดังนั้นเทคโนโลยีแบบเดียวกันนี้จึงมีอิทธิพลอย่างมากในปัจจุบัน โดยมีอุบัติเหตุเพียง 60 ครั้งในประวัติศาสตร์ XNUMX ปีทั้งหมด”

อุบัติเหตุทั้งสามที่ Caro อ้างถึงคืออุบัติเหตุใหญ่สามประการที่ทำให้การเติบโตของอุตสาหกรรมนิวเคลียร์พิการ: Three Mile Island ในปี 1979, Chernobyl ในปี 1986 และ Fukushima ในปี 2011

สหภาพนักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องนับ เจ็ด อุบัติเหตุที่ “ร้ายแรง” รวมถึงเหตุการณ์ข้างต้น: การล่มสลายบางส่วนในมิชิแกนในปี 1966 การระเบิดในไอดาโฮในปี 1961 การล่มสลายบางส่วนในลอสแองเจลิสในปี 1959 และไฟไหม้ในเมืองคัมเบรีย สหราชอาณาจักรในปี 1957

ถึงกระนั้นก็ตาม นิวเคลียร์ก็มีอันดับใกล้เคียงกับ อัตราการตายของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมต่ำกว่าน้ำมันและก๊าซถ่านหินมากในจำนวนผู้เสียชีวิตต่อเทราวัตต์ชั่วโมงของการผลิตไฟฟ้า

“นิวเคลียร์เป็นวิธีที่ปลอดภัยที่สุดในการผลิตไฟฟ้า” คาโรกล่าว แม้ว่าการประเมินของเขาจะไม่รวมพลังงานแสงอาทิตย์และลม “อย่างไรก็ตาม การรับรู้ความเสี่ยงเป็นเรื่องส่วนตัว”

อุปสรรคที่ยิ่งใหญ่กว่าคือต้นทุน เขากล่าวว่า "โดยเฉลี่ยแล้วจะมีราคาแพงกว่าแหล่งอื่นๆ"

ผู้จ่ายอัตราในสหราชอาณาจักรจะจ่ายค่าไฟฟ้าเป็นสามเท่าของอัตราเฉลี่ยเป็นเวลา 35 ปีเพื่อชำระค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง จุด Hinkley C โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ซึ่งช้ากว่ากำหนดการประมาณ 11 ปี

“เห็นได้ชัดว่าเป็นเรื่องยากมากที่จะปรับการลงทุนให้เหมาะสม” คาโรกล่าว

เครื่องปฏิกรณ์ล่าสุดที่จะออนไลน์ Olkiluoto 3 ในประเทศฟินแลนด์ ใช้เวลาสร้าง 17 ปี “ไม่มีทางที่คุณจะมีสมการทางเศรษฐกิจที่ปิดในเกณฑ์ดีสำหรับนักลงทุนได้ หากใช้เวลาในการก่อสร้าง 17 ปี”

สิ่งเหล่านี้คือความท้าทายที่ SMR ออกแบบมาเพื่อแก้ไข

“ประวัติศาสตร์บอกเราว่าในช่วงทศวรรษที่ 60 และ 70 เมื่อเทคโนโลยีนิวเคลียร์ในปัจจุบันได้รับการพัฒนา ตัวเลือกทั้งหมดจากรุ่นที่ XNUMX ได้รับการทดสอบทั้งหมด และเครื่องปฏิกรณ์แบบระบายความร้อนด้วยน้ำเป็นผู้ชนะเพราะเป็นเครื่องที่ถูกที่สุด เมื่อคุณมีเทคโนโลยีหนึ่งที่ชนะการแข่งขันทางเศรษฐกิจ ไม่มีอะไรสามารถหยุดมันได้ วันนี้ฉันคิดว่าเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์ทั้งหมดระบายความร้อนด้วยน้ำ เช่นเดียวกันฉันคิดว่าจะเกิดขึ้นกับเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก”

Caro เป็นผู้อำนวยการศูนย์ปรมาณูและสถาบัน Balseiro ในอาร์เจนตินา และเขาทำงานให้กับโปรแกรมอื่นๆ อีกมากมาย รวมถึง European Fusion Program ที่ Paul Scherrer Institute ในสวิตเซอร์แลนด์, Fusion Program ที่ Lawrence Livermore National Laboratory และทีม Science of Nuclear Materials and Fuels ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอส อลามอส นอกจากนี้เขายังทำหน้าที่เป็นผู้อำนวยการโครงการสำหรับมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ