Co musisz wiedzieć o SMR - małych reaktorach jądrowych?

źródło grafiki: Last Energy

Czym są SMR?

Małe modułowe reaktory to kompaktowe jednostki jądrowe o mocy od kilku do kilkuset megawatów, zaprojektowane w celu zaspokojenia potrzeb energetycznych w bardziej elastyczny sposób niż tradycyjne duże elektrownie jądrowe. Ich modułowa budowa pozwala na seryjną produkcję w fabrykach, a następnie transport na miejsce instalacji, co znacząco obniża koszty budowy i skraca czas realizacji projektów. 
SMR-y wyróżniają się zastosowaniem nowoczesnych technologii, takich jak pasywne systemy bezpieczeństwa, które minimalizują ryzyko awarii. Dzięki temu mogą być instalowane w miejscach, gdzie budowa tradycyjnych reaktorów byłaby niemożliwa lub nieopłacalna.

Gdzie sprawdzą się SMR?

SMR-y są rozważane jako rozwiązanie w wielu różnych zastosowaniach. Mogą zasilać mniejsze sieci energetyczne, tzw. mikrosieci, lub być uzupełnieniem dla dużych systemów energetycznych, zapewniając stabilne dostawy prądu. Nadają się do produkcji ciepła wykorzystywanego w procesach przemysłowych, takich jak produkcja wodoru czy odsalanie wody. Mogą być także instalowane w trudno dostępnych miejscach, takich jak wyspy, regiony arktyczne czy odległe osady, które nie mają dostępu do dużych sieci energetycznych. Ponadto, SMR-y mogą zastąpić elektrownie węglowe lub gazowe w regionach, które chcą zmniejszyć emisję dwutlenku węgla, jednocześnie zapewniając stabilność dostaw energii.

Zalety SMR

SMR-y oferują szereg korzyści, które czynią je atrakcyjnym rozwiązaniem dla wielu krajów i sektorów przemysłowych:

• Elastyczność – modułowa konstrukcja pozwala na dostosowanie mocy instalacji do lokalnych potrzeb energetycznych;
• Bezpieczeństwo – nowoczesne technologie, takie jak pasywne systemy chłodzenia, eliminują ryzyko awarii spowodowanych błędami ludzkimi lub awarią zasilania;
• Niższe koszty początkowe – budowa SMR jest tańsza niż budowa tradycyjnych dużych elektrowni jądrowych;
• Krótki czas budowy – produkcja w fabrykach i modułowa instalacja pozwalają na szybsze uruchomienie jednostek;
• Skalowalność – możliwość dodawania kolejnych modułów w miarę wzrostu zapotrzebowania na energii;
• Zastosowanie w odległych lokalizacjach – mniejsze wymagania infrastrukturalne sprawiają, że mogą być instalowane w trudno dostępnych miejscach.

Wady i wyzwania SMR

Choć SMR-y mają wiele zalet, istnieje też kilka wyzwań i ograniczeń związanych z ich wdrażaniem:

• Koszty jednostkowe – chociaż koszty budowy są niższe, koszty produkcji energii na jednostkę mocy mogą być wyższe niż w przypadku dużych reaktorów;
• Brak doświadczeń operacyjnych – technologia SMR dopiero zdobywa popularność, a liczba funkcjonujących jednostek jest ograniczona;
• Kwestie regulacyjne – wiele krajów musi opracować nowe standardy i procedury certyfikacyjne dla SMR;
• Finansowanie – pomimo niższych kosztów początkowych, finansowanie projektów jądrowych wciąż stanowi wyzwanie;
• Niechęć społeczeństwa - europejczycy odczuwają obawy związane z bezpieczeństwem reaktorów jądrowych przez katastrofy w Czarnobylu i Fukushimie.

Koszty budowy i eksploatacji SMR

Koszty związane z budową SMR obejmują zarówno wydatki inwestycyjne, jak i późniejsze koszty operacyjne. Szacuje się, że koszt budowy SMR waha się od 3000 do 8000 USD za kilowat mocy zainstalowanej. Na ostateczną kwotę wpływają wybrana technologia, lokalizacja projektu oraz jego specyfikacje. Koszty eksploatacyjne obejmują wydatki na paliwo jądrowe, konserwację oraz zarządzanie odpadami promieniotwórczymi. Ze względu na mniejszy rozmiar reaktorów, koszty operacyjne mogą być niższe w porównaniu z tradycyjnymi elektrowniami jądrowymi. Istotnym elementem są również koszty ubezpieczenia, które zależą od wymagań regulacyjnych i specyfiki danego projektu.

Pozwolenia wymagane do budowy SMR

Realizacja projektu SMR wymaga uzyskania szeregu zezwoleń oraz przejścia przez skomplikowany proces regulacyjny, który różni się w zależności od kraju. Zwykle obejmuje to uzyskanie licencji lokalizacyjnej, która zatwierdza miejsce budowy pod kątem bezpieczeństwa, zagospodarowania przestrzennego i ochrony środowiska. Następnie konieczne jest uzyskanie licencji konstrukcyjnej, która obejmuje projekty techniczne oraz zgodność z obowiązującymi przepisami. Przed uruchomieniem reaktora wymagana jest licencja operacyjna, potwierdzająca spełnienie standardów bezpieczeństwa. Kluczowym elementem procesu jest także ocena oddziaływania na środowisko (OOŚ), która analizuje potencjalny wpływ inwestycji na środowisko naturalne.

Technologia SMR w Europie

W Europie nie ma jeszcze w pełni działających komercyjnych reaktorów SMR, ale wiele krajów intensywnie pracuje nad wdrożeniem tej technologii. Istnieje kilka projektów badawczo-rozwojowych oraz planów budowy SMR:

Kiedy SMR pojawią się w Polsce?

Polska rozważa wykorzystanie SMR jako elementu transformacji energetycznej i zastąpienia elektrowni węglowych. Firmy takie jak Orlen Synthos Green Energy i KGHM współpracują z międzynarodowymi partnerami, m.in. GE Hitachi, w celu wprowadzenia technologii SMR. Pierwsze jednostki mogą zostać zainstalowane w Polsce około 2030 roku. Według planów spółki Orlen, pierwszych 100 małych reaktorów jądrowych zostanie uruchomionych przed 2040 rokiem.

DB Energy również działa w tym aspekcie. Na mocy podpisanej w 2023 roku umowy ramowej z amerykańską spółką Last Energy oraz Legnicką Specjalną Strefą Ekonomiczną, DB Energy będzie uczestniczyć w budowie 10 małych reaktorów jądrowych na terenie Legnickiej Strefy Ekonomicznej.

Last Energy opiera swoje rozwiązania na sprawdzonej technologii reaktorów ciśnieniowych (PWR), powszechnie stosowanej w wielu elektrowniach na świecie. Ich nowoczesne podejście polega na pełnej modułowości i prefabrykacji wszystkich elementów elektrowni, w tym zabudowy reaktora. Komponenty są produkowane w fabrykach, a następnie transportowane na miejsce docelowe, gdzie następuje ich szybki montaż. Dzięki temu proces budowy elektrowni zostaje znacząco skrócony – od podpisania umowy do uruchomienia może minąć zaledwie 24 miesiące. Dodatkowo, modułowa konstrukcja umożliwia skalowanie mocy poprzez dodawanie kolejnych jednostek o mocy 20 MWe, co pozwala na elastyczne dostosowanie do rosnących potrzeb energetycznych.

Wielka Brytania

Wielka Brytania jest liderem w Europie, jeśli chodzi o rozwój SMR. Rolls-Royce rozwija projekt SMR o mocy około 470 MW, a rząd brytyjski wsparł ten program finansowo. Pierwsze reaktory Rolls-Royce mają powstać przed 2035 rokiem.

Francja

Francja, posiadająca rozbudowaną infrastrukturę jądrową, planuje rozwijać SMR w ramach swojej strategii niskoemisyjnej energetyki. EDF pracuje nad projektem NUWARD™, który ma być europejską propozycją modułowego reaktora o mocy 170 MW.

Czechy

Czechy rozważają SMR jako potencjalne uzupełnienie swojego systemu energetycznego. Firma ČEZ bada możliwości instalacji takich reaktorów, m.in. w zakładach przemysłowych.

Rumunia

Rumunia podpisała porozumienie ze Stanami Zjednoczonymi na budowę SMR na bazie technologii NuScale. Pilotażowy projekt ma być realizowany na terenie dawnej elektrowni węglowej.

Perspektywy dla SMR

,,Małe reaktory modułowe (SMR) to przełomowa technologia, która stanie się ważnym krokiem w rozwoju energetyki. Ich elastyczność i skalowalność umożliwiają dostosowanie do specyficznych potrzeb przedsiębiorstw, a montaż z prefabrykatów i niewielki rozmiar bloków jądrowych ułatwia realizację takiego projektu. Ponadto SMR, dzięki niezależności od warunków atmosferycznych, stanowią atrakcyjną alternatywę dla odnawialnych źródeł energii, oferując stabilne dostawy energii o niskim śladzie węglowym. W perspektywie długoterminowej SMR mogą stać się fundamentem zrównoważonego rozwoju energetycznego.

DB Energy współpracuje z amerykańską spółką Last Energy, oferującą modułowe reaktory o mocy 20 MWe. W lipcu 2022 roku podpisaliśmy list intencyjny między Legnicką Specjalną Strefą Ekonomiczną, Last Energy i DB Energy, na mocy którego ma zostać zbudowanych dziesięć małych elektrowni jądrowych na terenie Legnickiej Strefy Ekonomicznej. To duży krok w stronę rozwoju modułowej energetyki jądrowej. Pierwsze małe reaktory w Polsce mają zostać uruchomione już w 2030 roku.” - mówi dr inż. Piotr Danielski, Członek Zarządu w DB Energy.

SMR-y stanowią obiecujące rozwiązanie w erze globalnej transformacji energetycznej. Ich potencjał do zastąpienia elektrowni węglowych, elastyczność zastosowań oraz możliwość instalacji w różnych warunkach czynią je atrakcyjnym wyborem dla krajów i firm poszukujących stabilnych i ekologicznych źródeł energii. Ich sukces będzie zależał od zdolności do przezwyciężenia wyzwań regulacyjnych i społecznych. Katastrofa w Czarnobylu w 1986 roku, jak również ostatnie wydarzenia w Fukushimie w 2011 roku i podjęta próba wyjścia z atomu przez Niemcy, pozostawiły głęboki ślad w świadomości społecznej, wpływając na postrzeganie energetyki jądrowej. Wiele osób nadal odczuwa obawy związane z bezpieczeństwem reaktorów jądrowych, co często skutkuje niechęcią do ich budowy. Pomimo wysokiego poziomu bezpieczeństwa, jaki oferują nowoczesne technologie, trudno jest całkowicie zniwelować obawy społeczne, które są zakorzenione w przeszłości.