Zašto Americi i svijetu treba nuklearna energija

Piše: Todd Royal

Uprava za energetske informacije (EIA) američkog Ministarstva energetike, u svom izvještaju pod nazivom Međunarodni energetski pregeld 2021, bilježi trendove u globalnoj opskrbi energijom, potražnji i emisijama do 2050. godine koji predviđaju potrebu za nuklearnom energijom. Izvještaj predviđa da će svjetska potrošnja enegije porasti za blizu 50 posto do 2050, zbog snažnog ekonomskog rasta, povećanog pristupa energiji i struji, i brzog rasta broja stanovnika u državama i kontinentima koje nisu članice Organizacije za ekonomsku saradnju i razvoj (OECD). Predviđa se da će ekvivalent CO2 i emisije (CO2e), koji isključuju promjene emisije iz promjena u korištenju zemljišta i šumarstva, porasti u zemljama OECD-a za približno 5 posto, a u zemljama koje nisu članice OECD-a za 35 posto između 2019. i 2050. godine.

Zadovoljiti ovu predviđenu potražnju bit će herkulovski izazov, posebno uz zahtjev da ta energija bude čista. Zapravo je proizvodnja struje bez ugljika koja dolazi iz nuklearne energije jedino rješenje tog obima koje može zadovoljiti potrebne zahtjeve (veća potrošnja energije, podnošljivi troškovi i poboljšana globalna energetska sigurnost).

Stanje američke nuklearne industrije

Od augusta 2020, američka flota nuklearnih reaktora je na 94 aktivna reaktora. No, ova cifra se suočava s neugodnim izgledima. Nedavni gubitak je energetski centar Duane Arnold, izvan Cedar Rapidsa u Iowi. Od 2013, jedanaest nuklearnih reaktora je zatvoreno i planirano za razgradnju. Još osam je predviđeno za zatvaranje i razgradnju do 2025. Ako se ovaj trend nastavi, Sjedinjene Američke Države bi mogle izgubiti više od 10 posto svog nuklearnog kapaciteta unutar jedne decenije. Ovo je krajnje zbunjujuće, s obzirom da američka javnost „favorizira nuklearnu energiju zbog smanjenja emisija“.

Na papiru je zapravo SAD posvećen nuklearnoj energiji kao ključnom dijelu svoje dugoročne energetske strategije, koja je učvršćena kada je 115. američki Kongres usvojio dva zakona za promovisanje naprednih nuklearnih reaktora. Prvi, Zakon o mogućnostima inovacija u nuklearnoj energiji iz 2017. potpisan je u septembru 2018. i zahtijeva od Ministarstva energetike „da razvije svestrani reaktor za testiranje brzih neutrona koji bi mogao pomoći razviti goriva i materijale za napredne reaktore i daje ovlast nacionalnim laboratorijama ministarstva i drugim lokacijama da organizuju projekte testiranja reaktora i demonstriranja.“ Drugi je Zakon o inovacijama i modernizaciji nukelarne anergije, koji zahtijeva da američka nuklearna regulatorna komisija „razvije opcionalni regulatorni okvir pogodan za napredne nuklearne tehnologije.“ U novije vrijeme, zakon ADVANCED, koji je 3. aprila predstavilo pet republikanskih i pet demokratskih senatora oslanja se na dvostranačke napore da se promoviše nuklearna energija.

Istina je da oblast američke nuklearne energije ima svoje izazove kao što su dugo vrijeme izgradnje, problemi upravljanja projektima, konkurencija od strane historijski niskih cijena plina zbog povećanih praksi hidrauličkog lomljenja i segment populacije koji negativno reaguje na pomen izgradnje nuklearnih reaktora u njihovom naselju ili poslovnom centru. Birokratska inercija na svim nivoima u SAD-u također uzima svoj danak na reaktorima naredne generacije koje zovu rekatori generacije IV (Gen IV), malim modularnim reaktorima (SMR) i mikroreaktorima – i na novim nuklearnama elektranama koje se grade.

Novi reaktori, novi utjecaj

Sa sve isprekidanijim i nepouzdanijim industrijskim vjetroelektranama i solarnim farmama koje su preplavile američke elektroenergetske mreže, mnoge kompanije razmatraju hibridni ili integrisani sistemski pristup kako bi unaprijedile ekonomiju i stabilnost mreže uključivanjem SMR-ova u ovaj miks. Ministarstvo energetike ih definiše kao „reaktore sa kapacitetom za proizvodnju struje od 300 megavata i manje za razliku od prosjeka od blizu 1000 megavata za postojeće komercijalne reaktore.“ SMR-ovi generacije IV i drugi napredni reaktori američkih kompanija kao što su TerraPower, GE Hitachi Nuclear Energy, i X-energy rade na tome da budu sigurniji, smanjujući troškove uključivanjem modularne konstrukcije izgrađene u fabrici umjesto izgradnje na licu mjesta, radeći bez potrebe za sigurnosnim rezervnim električnim sistemima, prilagođavajući električnu snagu tako da odgovara potražnji što dovodi do stabilizacije mreže i korištenjem raznih rashladnih tečnosti bez vode (kao što su olovo-bizmut, tečni metal, helij i so); i proizvode manje nuklearnog otpada.

Isto tako, uskoro će na tržište ući reaktori generacije IV na brzim neutronima koji „mogu sagorijevati dugovječne aktinide koji se dobijaju iz iskorištenog goriva iz običnih (vodom hlađenih) reaktora.“ Postići će se nulta emisija karbona tokom proizvodnje baznog opterećenja i nulta količina nuklearnog otpada.

Studija koju je odobrilo Ministarstvo energetike o ekonomskim i radnim utjecajima SMR-a procjenjuje da bi „standardnih 100 megavati SMR-a koji koštaju 500 miliona dolara da se proizvedu i postave, kreiralo blizu 7000 radnih mjesta, proizvelo 1,3 milijarde dolara od prodaje, 404 miliona dolara zarade i 35 miliona dolara indirektnih poreza na poslovanje“. Svaka nuklearna elektrana je jedinstvena u svom dizajnu i izgradnji, ali ovo su ohrabrujući brojevi za napredak SMR-ova u SAD-u i svijetu.

Osim toga, fleksibilnost koju ovi napredni reaktori nude važna je za ruralne električne zadruge, udaljene općinske agencije i izolovane vojne instalacije. Smanjeno vrijeme izgradnje je bez sumnje najvažnija stvar jer bi, u kombinaciji sa nižim operativnim troškovima, ovo omogućilo da savremeni i budući reaktori budu konkurentni po cijeni sa elektranama na prirodni plin i obnovljivim izvorima električne energije koje subvencioniraju porezni obveznici.

Napredni reaktori i elektrane u razvoju u SAD-u i globalno predstavljaju niz veličina, tehnoloških opcija i lokacija. Svaki projekat može se definisati raznolikošću proizvedene električne energije – u rasponu od desetaka megavata na udaljenim lokacijama do stotina megavata za proizvodnju energije, procesnu toplinu, desalinizaciju ili druge industrijske namjene. Definisanje SMR-ova i drugih reaktora generacije IV stalno će se mijenjati kako novi projekti, opcije pozicioniranja i tehnologije budu napredovali kada bi SMR dizajni mogli koristiti laku vodu ili druge rashladne tečnosti.

Nuklearna energija sada je važnija nego ikad

Nuklearna energija je od ključnog značaja za budućnost okoline. Upotreba uglja globalno je u porastu, što remeti obećanja COP 27 da će smanjiti emisije CO2 i metana. Kina i Indija su obećale da će neograničeno povećavati upotrebu uglja. Obje kupuju velike količine fosilnih goriva od Rusije po sniženim cijenama.

Isto tako, obnovljivi izvori energije nisu tehnološki sposobni zadovoljiti povećanu potrebu za strujom i veću potrošnju energije iz Kine, Indije, ostatka Azije i rastuće afričke populacije. Samo nuklearna energija ima mogućnost pouzdane proizvodnje električne energije u osnovnom opterećenju uz proizvodnju nulte emisije ugljika kako bi zadovoljila rastuću potražnju za energetskom sigurnošću i smanjila emisije.

Upotreba nuklearne energije, posebno napredne nuklearne tehnologije odgovarajući je energetski diplomatski odgovor na rusku ratobornost i upravljanje okolinom kako bi se globalni poredak nakon Drugog svjetskog rata, predvođen SAD-om, nesmetano nastavio.