Mała, modularna energetyka jądrowa, czyli  SMR – kto gdzie i kiedy? 

• SMR (małe modularne reaktory – ang. Small Modular Reactors) to rozwiązanie, które może zmienić popularne sposoby myślenia o energetyce atomowej.
• Kwestie opłacalności, bezpieczeństwa i opinii publicznej mogą stanąć na drodze małych reaktorów.
• Energia nuklearna może stabilnie zapewnić pokrycie podstawowego zapotrzebowania na energię elektryczną bez emisji gazów cieplarnianych.

Działanie SMR, czyli małych modułowych reaktorów jądrowych, opiera się na tych samych ogólnych zasadach co reszta reaktorów. Wewnątrz nich w kontrolowany sposób przeprowadza się proces rozszczepienia atomów, przy czym uwalniana jest duża ilość energii. Wykorzystuje się ją następnie do podgrzewania wody i produkcji pary, która napędza generator. Różnicę pomiędzy tradycyjnymi rozwiązaniami a SMR stanowią dwie pierwsze litery w akronimie – S (small – małe) i M (modular – modularne).

Jak małe i czemu w modułach?

Najmniejszy reaktor, który opracowują i rozwijają naukowcy, ma jakieś 5 metrów średnicy i około 10 metrów wysokości. Jest więc znacznie drobniejszy niż konwencjonalne reaktory, chociaż oczywiście obiekt, który obsługuje reaktor, jest znacznie większy od samego reaktora. 

Modularność SMR-ów polega na konstruowaniu ich w dużej części w fabrykach i przewożeniu ich na miejsce eksploatacji w łatwych do złożenia częściach, co przyspiesza budowę całego obiektu. Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej informuje o około 80 różnych projektach SMR-ów w różnych fazach rozwoju. Moduły mają mieć możliwość pracy w pojedynkę, ale także w elektrowniach składających się z kilku współpracujących reaktorów. Moc pojedynczego modułu wynosi do 300 MW, czyli mniej więcej trzykrotnie mniej niż w przypadku klasycznych reaktorów. 

Kiedy, kto i gdzie?

SMR-y nie są obecnie w powszechnym wykorzystaniu, nad większością projektów nadal prowadzone są prace. Jedynymi małymi modularnymi reaktorami, które działają komercyjnie, jest zespół dwóch 35 MW reaktorów, które od 2020 roku są częścią pływającej po arktycznych wodach Rosyjskiej elektrowni. Chiny planują start SMR-ów na 2026 rok, a na ich lokalizację wybrali wyspę Hajnan, gdzie funkcjonuje już elektrownia. Pod koniec 2023 roku ze względu na zbyt duże koszty NuScale Power Corporation, czyli wykonawca planowanych w USA inwestycji, odwołał budowę elektrowni złożonej z SMR-ów. Niestety, opłacalność ekonomiczna nie jest w przypadku nowych technologii łatwa do osiągnięcia. Jeśli koszty energii z wiatru i słońca wynoszą w Stanach 50 $/MWh i prawdopodobnie będą tylko spadać, to energia pochodząca z atomu nie może być dużo droższa. Początkowe obliczenia dla odwołanej inwestycji w Stanach przewidywały produkcję energii w cenie 55 $/MWh, jednak w trakcie rozwoju projektu szacowane koszty wzrosły do zabójczych 120 $/MWh. Walka z kosztami nie odstrasza innych firm, które inwestują w technologię SMR. Wśród nich znajdują się China National Nuclear Corporation, Électricité de France, rosyjski Rosatom i japońska Toshiba. Zainteresowanie wykazują też rządy Kanady, USA i Indii, a także Komisja Europejska. 

W Polsce reaktorami SMR zajmuje się między innymi spółka Orlen Synthos Green Energy, która chce zbudować pierwszy mały reaktor w kraju do 2030 roku. Wiadomo, jaką wybrano technologię – reaktor o mocy elektrycznej 300 MW dostarczany przez amerykańskie GE Hitachi. Pytanie, w którą stronę pójdzie Orlen po zmianach w zarządzie?

Lekcje wyciągnięte z przeszłości

Kwestie bezpieczeństwa to kluczowy aspekt w rozwoju energetyki atomowej. Małe reaktory nadal będą produkowały radioaktywne odpady, które wymagają kontrolowanego składowania przez dziesiątki lat. Kiedy mowa o energetyce jądrowej na myśl przychodzą też katastrofy jak Fukushima. Część z rozwijanych projektów SMR nie używa jako chłodziwa wody (jak to miało miejsce w elektrowni w Fukushimie czy na Three Mile Island), tylko stopionych metali lub soli. Nowoczesna energetyka jądrowa wyciąga lekcje z przeszłości i dąży do maksymalnego zmniejszenia ryzyka awarii. 

Źródło: IAEA, Bloomberg