Mali modularni reaktorji
V Skupini GEN ob razvoju klasičnih tlačnovodnih jedrskih elektrarn (PWR) spremljamo tudi razvoj ostalih tehnologij jedrskih elektrarn. V zadnjem času je zelo dinamičen predvsem razvoj malih modularnih reaktorjev (Small Modular Reactors – SMR). V letu 2023 smo v Skupini GEN izdelali tehnično poročilo z naslovom Pregled tehnologij SMR reaktorjev, v katerem smo pregledali aktualno stanje razvoja tehnologije reaktorjev SMR in preučili možnost uporabe reaktorjev SMR za projekt izgradnje nove jedrske elektrarne JEK2 v Krškem.
SMR so reaktorji, ki so manjši od konvencionalnih jedrskih reaktorjev. Njihova osrednja lastnost je, da so lahko zgrajeni v tovarni in nato preneseni na lokacijo, kjer bodo obratovali. Elektrarne SMR imajo nazivno moč do 300 MWe.
Razširjenost tehnologij jedrskih elektrarn
Danes je med obratujočimi jedrskimi elektrarnami na svetu največji delež konvencionalnih elektrarn PWR. Trenutno je v komercialnem obratovanju 439 jedrskih reaktorjev. 70 % vseh obratujočih jedrskih elektrarn je tlačnovodnega tipa, kakršna je tudi Nuklearna elektrarna Krško, 14 % je vrelovodnega tipa in 11 % tlačnega težkovodnega tipa. V manjšem obsegu so med obratujočimi elektrarnami še lahkovodni grafitno hlajeni reaktorji, plinsko hlajeni reaktorji in hitri (oplodni) reaktorji.
Tehnologija SMR
Tehnologija elektrarn SMR je še v razvojni fazi. Trenutno komercialno obratuje ena elektrarna SMR, in sicer ruski Akademik Lomonosov, ki je plavajoča jedrska elektrarna z dvema enotama moči 35 MWe.
V raziskovalne namene obratujeta tudi dva prototipna visokotemperaturna plinsko hlajena reaktorja SMR v Aziji (Japonska in Kitajska).
V gradnji so trenutno tri elektrarne SMR, in sicer dve tlačnovodni elektrarni SMR (argentinski CAREM-25 in kitajski ACP100) ter ena visokotemperaturna plinsko hlajena elektrarna SMR (kitajska HTR-PM).
V fazi licenciranja so tri zasnove tlačnovodnih reaktorjev SMR (ameriški NuScale, korejski SMART in ruski VBER-300 – plavajoča elektrarna), ena vrelovodna zasnova (ameriški BWRX-300) in ena zasnova reaktorja na staljeno sol (kitajski Integral MSR). Vsi ostali reaktorji so še v fazi konceptualne zasnove.
Ekonomija elektrarn SMR
Elektrarne SMR imajo v primerjavi z velikimi elektrarnami manjše finančno tveganje, po drugi strani so ekonomski kazalniki upravičenosti investicije (neto sedanja vrednost, interna stopnja donosa in vračilna doba investicije) v primerjavi z velikimi elektrarnami slabši. Vzrok za slabše kazalnike ekonomske upravičenosti investicije je predvsem manjša ekonomija obsega.
Da bodo elektrarne SMR lahko kompenzirale primanjkljaj ekonomije obsega, bodo morale v prihodnosti popolnoma izkoristiti potencialne prednosti serijske proizvodnje.
Potreben čas za vzpostavitev serijske proizvodnje in dobavnih verig ocenjujemo na vsaj 20 let.
Pozitivne in negativne lastnosti tehnologije SMR
| Prednosti | Slabosti |
|
|
Uporaba tehnologije SMR za projekt JEK2
V Skupini GEN vseskozi natančno spremljamo razvoj tehnologije reaktorjev SMR. Razvoj te tehnologije je zelo dinamičen, obljube ponudnikov so velike, a napredek v zadnjem desetletju za investitorje še ni prepričljiv. Dobre tehnične in ekonomske predpostavke tehnologije SMR še niso bile dokazane v praksi. Trenutno so v teku šele projekti FOAK elektrarn SMR. Tehnologija SMR še ni komercialno dostopna na trgu, konkurenčnost trga pa je za investitorja zelo pomembna. V primerjavi s tehnologijo velikih tlačnovodnih elektrarn je tehnologija SMR trenutno na nižji stopnji dovršenosti in konkurenčnosti.
Analiza primerjave predvidene časovnice projekta JEK2 s predvidenim razvojem tehnologije reaktorjev SMR je pokazala, da bodo v času predvidenega podpisa pogodbe z dobaviteljem (leto 2028) v komercialnem obratovanju samo trije kopenski tlačnovodni reaktorji SMR, dodatni trije pa bodo v gradnji. Vsi ti reaktorji so projekti FOAK. Tudi v predvidenem času gradnje JEK2 še ne bo na voljo serijske proizvodnje reaktorjev SMR; ta bo razvita šele po letu 2035. Posledično bi morali v primeru izbora tehnologije SMR graditi reaktor FOAK, kar je praviloma dražje ter povezano z večjimi tveganji in zamudami v izvedbi.
Glede na opravljeno analizo primernosti uporabe tehnologije SMR za projekt JEK2 ugotavljamo, da bi bila v želenih časovnih okvirjih, odločitev za to tehnologijo bolj tvegana kot za večjo elektrarno PWR.
Tudi tveganja na področju licenciranja, umeščanja v prostor in ekonomije, so v primeru projektov FOAK prevelika. Vsa tveganja proizvodnje električne energije se prenesejo na porabnike, česar si Slovenija zaradi svojem majhnosti ne more privoščiti.
Čeprav uporaba tehnologije SMR za projekt JEK2 v želenih časovnih okvirjih ni primerna, bomo v Skupini GEN še naprej intenzivno spremljali razvoj tehnologije reaktorjev SMR. Spremljanje nadaljnjega razvoja je pomembno tudi s stališča sprejemanja informirane odločitve, ki je temelj za kvaliteten in konkurenčen razvoj skupine. Za obdobje naslednjih 10 do 15 let bi bila odločitev za SMR namesto za klasično elektrarno PWR preveč tvegana.
