Τι είναι οι Μικροί Αρθρωτοί Αντιδραστήρες (SMRs);

Οι SMRs, οι οποίοι μπορούν να παράγουν μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας με χαμηλές εκπομπές άνθρακα, έχουν τα εξής χαρακτηριστικά:

• Μικροί σε μέγεθος – το μέγεθός τους είναι ένα κλάσμα του μεγέθους ενός συμβατικού αντιδραστήρα πυρηνικής ενέργειας
• Αρθρωτοί – ο σχεδιασμός τους καθιστά δυνατή τη συναρμολόγηση τους και τη μεταφορά τους σε μια τοποθεσία για εγκατάσταση
• Αντιδραστήρες – αξιοποιούν την πυρηνική σχάση για την παραγωγή θερμότητας και κατά συνέπεια παραγωγή ενέργειας.

Πολλά από τα πλεονεκτήματα των SMRs συνδέονται εγγενώς με τη φύση του σχεδιασμού τους (μικροί, αρθρωτοί). Δεδομένων των μικρότερων χωρικών αναγκών, οι SMRs μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εγκαταστάσεις που δεν είναι κατάλληλες για μεγαλύτερους πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.

Οι προκατασκευασμένες μονάδες SMR μπορούν να κατασκευαστούν και στη συνέχεια να αποσταλούν και να εγκατασταθούν στην επιθυμητή τοποθεσία. Αντίθετα, οι συμβατικοί πυρηνικοί αντιδραστήρες παροχής ισχύος συχνά σχεδιάζονται κατά παραγγελία για μια συγκεκριμένη τοποθεσία, παράγοντας που είναι πιθανόν να έχει ως αποτέλεσμα μερικές φορές καθυστερήσεις στην κατασκευή τους.

Επίσης, οι SMRs προσφέρουν εξοικονόμηση κόστους και χρόνου κατασκευής και μπορούν να αναπτυχθούν σταδιακά για να καλύψουν ενδεχόμενη αύξηση στη ζήτηση ενέργειας.

Μία από τις προκλήσεις σχετικά με την ενέργεια είναι οι υποδομές, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση της περιορισμένης κάλυψης του δικτύου μεταφοράς ενέργειας σε απομακρυσμένες περιοχές, κυρίως λόγω του κόστους σύνδεσης στο δίκτυο που ενέχει κάτι τέτοιο. Σε περιοχές που δε διαθέτουν επαρκείς γραμμές μεταφοράς ισχύος ή το δίκτυο δε διαθέτει επαρκή ικανότητα μεταφοράς ισχύος, οι SMRs μπορούν να εγκατασταθούν εντός του υπάρχοντος δικτύου ή και εκτός δικτύου (off-grid), παρέχοντας ισχύ χαμηλών εκπομπών άνθρακα για βιομηχανικές και οικιακές ανάγκες.

Ανάλογες εφαρμογές μπορούν να καλυφθούν από μικροαντιδραστήρες, οι οποίοι είναι ένα υποσύνολο των SMRs και έχουν σχεδιαστεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος, συνήθως έως 10 MW(e). Οι μικροαντιδραστήρες έχουν μικρότερα χωρικά αποτυπώματα σε σχέση με άλλους SMRs και είναι πιο κατάλληλοι για περιοχές όπου είναι αδύνατη η παροχή καθαρής, αξιόπιστης και οικονομικά προσιτής ενέργειας.

Επιπλέον, οι μικροαντιδραστήρες θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως εφεδρική πηγή ενέργειας σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης ή να αντικαταστήσουν γεννήτριες που συχνά τροφοδοτούνται με ντίζελ, για παράδειγμα, σε αγροτικές κοινότητες ή απομακρυσμένες βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

Σε σύγκριση με τους υπάρχοντες αντιδραστήρες, οι SMRs είναι γενικά απλούστεροι και η ιδέα γύρω από την ασφάλεια των SMRs συχνά βασίζεται περισσότερο σε παθητικά συστήματα και εγγενή χαρακτηριστικά ασφάλειας του αντιδραστήρα, όπως χαμηλή ισχύς και πίεση λειτουργίας. Αυτό σημαίνει ότι δεν απαιτείται ανθρώπινη παρέμβαση ή εξωτερικός παράγοντας για να απενεργοποιηθεί ο αντιδραστήρας, επειδή τα παθητικά συστήματα βασίζονται σε φυσικά φαινόμενα, όπως η φυσική κυκλοφορία, η μεταφορά, η βαρύτητα και η αυτοσυμπίεση. Αυτά τα αυξημένα μέτρα ασφαλείας, μειώνουν σημαντικά ή και εξαλείφουν την πιθανότητα ανεπιθύμητων εκλύσεων ραδιενέργειας στο περιβάλλον σε περίπτωση ατυχήματος.

Επιπλέον, οι SMRs έχουν μειωμένες απαιτήσεις καυσίμου. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής που βασίζονται σε SMRs ενδέχεται να απαιτούν λιγότερο συχνό ανεφοδιασμό, κάθε 3 έως 7 χρόνια, σε σύγκριση με τα 1 έως και 2 έτη για τις συμβατικές εγκαταστάσεις πυρηνικών αντιδραστήρων. Ορισμένοι SMRs έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν έως και 30 χρόνια χωρίς ανεφοδιασμό.

H πυρηνική ενέργεια παρέχει το 10% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά απαιτούνται πολύ μεγαλύτερες ποσότητες καθαρής και αξιόπιστης ενέργειας. Τριάντα χώρες λειτουργούν επί του παρόντος πυρηνικούς σταθμούς. Πάνω από είκοσι άλλες εξετάζουν την πυρηνική ενέργεια για να καλύψουν τις ανάγκες τους σε ενέργεια αλλά και να επιτύχουν τους στόχους τους για το κλίμα. Στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες, περισσότερες από 30 πόλεις και κωμοπόλεις σχεδιάζουν να εγκαταστήσουν SMRs για να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες.

Τόσο οι δημόσιοι όσοι και ιδιωτικοί φορείς συμμετέχουν ενεργά στις προσπάθειες για την υιοθέτηση της τεχνολογίας SMR εντός της τρέχουσας δεκαετίας. Ο ρωσικός σταθμός Akademik Lomonosov, ο πρώτος πλωτός πυρηνικός σταθμός στον κόσμο που ξεκίνησε την εμπορική του λειτουργία το Μάιο του 2020, παράγει ενέργεια από δύο SMRs δυναμικότητας ισχύος 35 MW(e). Άλλοι SMRs βρίσκονται υπό κατασκευή ή στο στάδιο αδειοδότησης στην Αργεντινή, τον Καναδά, την Κίνα, τη Ρωσία, τη Νότια Κορέα και τις ΗΠΑ.

Περισσότερα από 70 εμπορικά σχέδια για SMRs που αναπτύσσονται σε όλο τον κόσμο, στοχεύουν σε ποικίλες και διαφορετικές εφαρμογές, όπως παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, υβριδικά ενεργειακά συστήματα, θέρμανση, αφαλάτωση νερού και παραγωγή ατμού για βιομηχανικές εφαρμογές. Αν και οι SMRs έχουν χαμηλότερο αρχικό κόστος κεφαλαίου ανά μονάδα, η ανταγωνιστικότητά τους σε οικονομικούς όρους μένει να αποδειχθεί στην πράξη.

Οι SMRs και οι συμβατικοί πυρηνικοί σταθμοί προσφέρουν μοναδικά χαρακτηριστικά όσον αφορά στην απόδοση, στην οικονομία και στην ευελιξία. Ενώ οι πυρηνικοί αντιδραστήρες αποτελούν ρυθμιζόμενες πηγές ενέργειας –μπορούν να προσαρμόσουν την παραγωγή τους ανάλογα με τη ζήτηση- ορισμένες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή, είναι μεταβλητές πηγές ενέργειας που εξαρτώνται από τον καιρό και την ώρα της ημέρας. Οι SMRs θα μπορούσαν να συνδυαστούν και να αυξήσουν την απόδοση των ανανεώσιμων πηγών σε ένα υβριδικό ενεργειακό σύστημα. Αυτά τα χαρακτηριστικά τοποθετούν τους SMRs σε βασικό ρόλο στη μετάβαση στην καθαρή ενέργεια, ενώ βοηθούν επίσης τις χώρες να επιτύχουν τους Στόχους Βιώσιμης Ανάπτυξης (SDGs) του ΟΗΕ.

Οι προσπάθειες για την επίτευξη του στόχου της καθολικής πρόσβασης στην ενέργεια (Στόχος 7 των SDGs), έχουν σημειώσει ορατή πρόοδο. Ωστόσο, εξακολουθούν να παρατηρούνται κενά, κυρίως σε απομακρυσμένες και αγροτικές περιοχές. Καθώς σε παγκόσμιο επίπεδο επιδιώκεται η εφαρμογή λύσεων για καθαρή ενέργεια, η αυξημένη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε συνδυασμό με την εισαγωγή SMRs έχει τη δυνατότητα να καλύψει τέτοια κενά.

Με πληροφορίες από iaea.org