Mali i modularni reaktori – rešenje za probleme dekarbonizacije ili ne?

Mali i/ili modularni reaktori u poslednje se vreme predstavljaju kao jedno od mogućih rešenja za probleme dekarbonizacije. No, da li je to baš tako?

Istorija nuklearne energije imala je svoje faze i talase: od ranih istraživanja za vojne potrebe, preko istraživanja civilne primene nuklearnih tehnologija pa sve do skorašnjeg sporog ali temeljnog društvenog otpora ovim tehnologijama. U poslednje vreme, u vreme jednog sporog i teškog oživljavanja ovih tehnologija – jedna se klasa nuklearnih reaktora profilisala (i) kao novi buzzword: mali modularni reakatori. Naziv donekle navodi na pogrešan put: niti je svaki reaktor malih gabarita modularan niti je svaki modularni malih gabarita – pa bi možda najispravnije bilo nazivati ih mali i/ili modularni. A i naša je država zainteresovana za ovu tehnologiju. Fokus javnosti je tako pre nekoliko nedelja obrnut u pravcu potencijalnog razvoja saradnje sa nekim stranim partnerom za kupovinu malih modularnih reaktora u nekom trenutku u budućnosti. A, kao i sve što ima veze sa nuklearnom energijom, zvuči egzotično i zanimljivo, a javnost zapravo nije baš najbolje upoznata sa ovim stvarima. Pa hajdemo pojasniti da bismo mogli o tome da donosimo neke sudove. 

Ovog puta, sve je u nazivu: mali reaktori su (uglavnom) oni koji imaju snagu do 300 megavata (uglavnom, jer neki imaju nešto veću snagu) i male gabarite. Modularni reaktori, sa druge strane, su oni koji se proizvode tako da omogućavaju modularno instaliranje – dakle, možete instalirati više jedinica sve dok ne postignete neku željenu snagu. Pa ako su potrebe recimo 1000 megavata, onda u okviru jednog postrojenja postavite pet reaktora snage od po 200 (na primer). I ovi novi predloženi dizajni novih malih i modularnih reaktora pripadaju šetvrtoj generaciji reaktora. 

Poslednjih nekoliko godina, dvadesetak otprilike, nastala je čitava proliferacija dizajna malih i modularnih reaktora. Trenutno čak osamdeset i nešto predloženih dizajna – ukoliko smo dobro ispratili. Pritom, valja pomenuti da i modularnost i mali gabariti nisu sasvim nove stvari: svi reaktorske jedinice koje se proizvode za vojne potrebe (dakle za pokretanje podmornica i brodova, u poslednje vreme i podvodnih dronova, a postojalo je aktivno istraživanje mogućnosti da se pokreću i avioni i rakete (a od ovog poslednjeg se zapravo nije potpuno odustalo)) su u izvesnom smislu male a često su bivale i modularne. Navedimo one koji su i mali i modularni: BM-40A i OK-550 za sovjetske podmornice klase Lira (NATO oznaka: “Alfa”). Oba su bila relativno sličnog dizajna (brzog spektra i hlađeni olovom uz upotrebu obogaćenog uranijuma kao goriva) i imali su snagu od 155 Mwt (megavata termalne energije). Ovi izuzetni i egzotični inženjerski projekti su svojevremeno omogućili toj podmornici da postigne neverovatnu brzinu od 41 čvora (76 km/h). 

U civilnoj upotrebi, malim gabaritima i modularnosti se teži zbog nekoliko okolnosti: modularnost i mali gabariti svakako su sami po sebi privlačni, uz činjenicu da su zgodno rešenje za male i izolovane zajednice. Ali nekoliko razloga se nalazi iza razvoja ovih tehnologija baš u poslednje vreme. 

Jedan od osnovnih razloga je fleksibilnost: nekome treba 800 Mwe, nekome 1000, nekome 1200. Pa u skladu sa tim instalirate 4, 5 ili 6 reaktora, prosto ko pasulj (ali samo naizgled). Drugi razlog je najavljena mogućnost povezivanja na već postojeće instalacije termoelektrana na ugalj. Dakle, deo instalacije već je tu pa su ukupna ulaganja manja. Ali realnost ovog obećanja je zapravo veoma upitna – ukoliko se ovo pokušava, onda svaki takav reaktor mora biti makar malo “tailor made” za svoju aplikaciju i mesto gde se instalira – i ostaje pitanje koliko u tom slučaju ostaje od modularnosti. 

Uz sve to, dizajneri (zapravo, više kompanije koje bi se latile proizvodnje) se nadaju da bi ovo smanjenje gabarita i modularnost omogućilo da se modul reaktora ceo transportuje brodom, avionom, kamionom ili vozom do mesta eksploatacije što bi omogućilo da se uspostavi proizvodnja na jednom mestu i time lanac proizvodnje koji bi u tački proizvodnje bio sličan pokretnoj traci, odnosno određena vrsta “masovne proizvodnje” – pojeftinjujući time ceo proces (“obični reaktori” moraju da se grade i prave “in situ”). Stoga određeni broj dizajna modularnih reaktora su zapravo reaktori sa vodom pod pritiskom u kojima se u jednom modulo nalaze i izmenjivači i generatori pare (na primer NjuSkejlov i Rols Rojsov predlog su takvi). 

Prednost je i to što se smanjuje broj regulativnih dozvola koje se moraju imati ne bi li elektrana počela sa radom. Svaki reaktor (velikog kapaciteta) mora da prođe čitavu šumu regulativa, testova, provera ne bi li dobio dozvolu za rad – jer svaki je pomalo poseban, svaki ima neke svoje specifičnosti, što zbog geografskog konteksta, što zbog trenutka u kojem je sagrađen što zbog ko zna još čega. Mali i modularni reaktori to potencijalno zaobilaze i kompanije se nadaju da će veliki broj administrativnih dozvola moći da se dobije za jedan tip proizvoda. A kako je stalno menjanje regulativa jedan od osnovnih razloga zbog kojih je danas cena izgradnje nuklearnih postrojenja astronomska – ovo bi trebalo da u konačnici osetno smanji cenu izgradnje takvih postrojenja. 

Sledeća stvar je takozvano postepeno finansiranje. Jedan od glavnih problema u finansiranju projekata nuklearnih elektrana je to što su finansijska sredstva ogromna (i često nepredvidiva zbog višegodišnjeg vremenskog trajanja projekata) i moraju se u ogromnoj meri izdvojiti pre nego što samo postrojenje počne sa radom i počne se “otplaćivati”. Modularni i mali reaktori to bi takođe trebalo da zaobiđu: možete instalirati jedan, on će početi da se otplaćuje, pa je zatim finansijski lakše podneti instalaciju sledećeg modula i tako dalje. 

Na kraju dodajmo i da mali reaktori mogu povremeno da budu i nešto sigurniji: zbog relativno male snage moguće je dizajnirati ih tako da se više oslanjaju na takozvane pasivne sisteme bezbednosti, kao što je na primer prirodna konvekcija. Dakle, za hlađenje reaktora nakon gašenja nije neophodan spoljašnji izvor cirkulacije fluida za hlađenje (najčešće vode) već je dovoljna prirodna cirkulacija. Ovo se veoma često navodi kao jedna od velikih prednosti ovih modela. 

No, hajdemo u malo “problematičnijje” razloge zbog kojih se ovi dizajni razvijaju. Na prvom mestu, možda se industrija u ovom smeru kreće zbog istorijskog, političkog i ekonomskog konteksta u kojem se ove tehnologije nalaze. Nekih četrdesetak godina javnost zazire od nuklearne energije (donekle opravdano, donekle ne) preplašena trima velikim incidentima ali i zahvaljujući upornom radu jednog dela političkog spektra pa se administracije vrlo teško odlučuju da finansiraju istraživanja u ovoj sferi. Kompanije se tako, a bogami i fizičari i inženjeri – nalaze u problemu. Zato su se kompanije koncentrisale na istraživanja i dizajniranje novih i malo egzotičnijih projekata jer se finansije za to lakše mogu obezbediti a nije nužno ni da “konačni proizvod” bude previše praktičan. Pa tako ne treba ni da začudi što se od gorepomenutih osamdesetak dizajna samo dva nalaze u upotrebi, dva se nalaze blizu dobijanja dozvola, dok se većina ostalih nalazi tek u ovim ili onim stadijumima razvoja. 

A možda su mali i modularni reaktori samo pokušaj da se ispegla “loš imidž” nuklearnih tehnologija stečen zbog sveukupno tri incidenta i usled kontinuirane kampanje uprene protiv ovih tehnologija. Jednostavno rečeno: kada kažete “mali” moguće je da će ljudi pomisliti da su i potencijalni problemi koji se mogu desiti takođe “mali”. Ali to ne mora nužno i da znači da su sigurniji. Istina, zbog malih gabarita i male termalne snage sasvim je moguće dizajnirati ih sa određenim brojem pasivnih sigurnosnih mehanizama – na primer sa gorepomenutom prirodnom konvekcijom. Ali modularnost znači i više tačaka rizika: pošto je glavna ideja povezivanje većeg broja reaktorskih jedinica do željene snage – to onda znači da postoji veći broj sistema koji mogu zakazati. Stoga u konačnici uopšte nije zagarantovano da su mali reaktori sigurniji, izračunato po jedinici proizvedene energije. 

Na kraju krajeva, možda se mali i modularni reaktori razvijaju da bi omogućili i neke oblike međunarodne dominacije. Jer inherentno činjenici da se modularni reaktori proizvode negde i “gotovi” donose i (mediji taj proces predstavljaju tako da gotovo da izgleda toliko jednostavno) postave i priključe na turbinu – znači da u konačnici transfer znanja potencijalno može biti veoma mali, znači da se možda trajnije ostaje zavisan od tehničkog “know how” kompanije sa kojom je ugovor napravljen, da se – na dužem štapu – ostaje zavisan i od države iz koje je ta kompanija. Naravno, dosta toga zavisi od konkretnog ugovora, ali bojimo se da se nalazimo i na terenu istorijskog konteksta i geopolitike. 

I tako je pre svega nekoliko dana, ovaj “hajp” bio izložen kritici: Institut za ekonomiju energije i finansijsku analizu (Institute for Energy Economics and Financial Analysis – IEEFA) u svom je izveštaju oštro kritikovao ovaj trend. Prema izveštaju, mali modularni reaktori nisu ni jeftiniji, ni efikasniji, ni praktičniji od klasičnih reaktora velikog kapaciteta. Uostalom, ukoliko ikada i dočekaju široku primenu – uz sve to će patiti od onoga čega pate sve nove tehnologije: nedovoljno iskustvo u radu sa novim tehnologijama, njihovo dugotrajno udešavanje, modifikaccija i prilagođavanje i rešavanje svih onih problema za koje još i ne znamo da postoje. Tako da je – u konačnici – zaključak da mali i modularni reaktori imaju svoje mesto u budućnosti, ali je veliko pitanje da li su oni zaista i rešenje za sve probleme dekarbonizacije u budućnosti, kako to mediji često znaju da predstave – te da bi morali da gledamo i onkraj medijskog hajpa koji se oko ovih tehnologija izgradio.

Usled medijske aktuelnosti – u bliskoj ćemo se budućnosti nešto pomnije baviti ovim tehnologijama.  

Za pomoć u pisanju ovog teksta ogromna zahvalnost ide Slobodanu Bubnjeviću – kojem ovom prilikom zahvaljujemo i na podršci našem radu 

S.A.