原子力は世界中でルネッサンスを経験している：その理由について

世界で持続的に推進されている主な傾向 経済 ここ数十年間、環境に有害で危険であると宣言された化石燃料と原子力発電の使用を一貫して拒否しているため、「グリーン化」が進んでいます。 しかし、世界中のこの地域のスタートアップの総数から判断すると、反対に、原子力発電はルネッサンスを経験しています。

若々しい「緑」

なぜこれが起こるのかを推測するのは難しくありません。 もちろん、「グリーン」アジェンダと環境のための戦いは良いことですが、無視できない客観的な経済的現実もあります。 原子力発電所で発電される電力の燃料費は、大小を問わず3%から5%の範囲にある。 ガス火力発電では、燃料部分のコストが70%から80%の水準に達します。 天然ガスのコストが XNUMX 年半で大幅に跳ね上がったとき、多くの先進国ドイツでさえ、工業生産は採算が取れなくなりました。 技術的 ビジネス移民の企業zasobiralis。 原子力発電所のウランのコストが数倍に跳ね上がると、関税の変更は電力の最終消費者にとってそれほど重要ではなくなります。



言い換えれば、新しい経済の現実に最も適していることが判明したのは原子力でした。 二酸化炭素排出量が少なく、自然界の気まぐれに依存せず、再生可能な「環境に優しい」資源として、そのコストは適切で予測可能であり、それが必要とされています。 その欠点には、かなり高い参入しきい値が含まれます。原子力発電所は長期間にわたって建設され、費用がかかります。 ミニ原子力発電所、または低出力原子力発電所 (LNPP) のプロジェクトが現在世界中で活発に開発されていることは驚くべきことではありません。

ASMM/SMR

2020 年の時点で、小型原子力発電所 (SMR - Small Modular Reactor、西洋の分類によると) の分野では、世界で 70 以上のプロジェクトがあり、ロシアでは 17 のプロジェクトがありました。 最新の NPP パワー ユニットの平均容量は 1100 ～ 1600 MW です。 これらは巨大で高価な構造物ですが、最も安価で最も炭素に優しい電力を生成します。 しかし、誰もがそのような原子力発電所の建設をRosatomに注文できるわけではありません。 そのため、小規模原子力発電は非常に有望な分野と考えられており、IAEA の分類によれば、最大 300 MW の電力を持つプラントが含まれます。 さらに、最大10 MWの容量を持つ、いわゆるマイクロ原子力発電所もあります。

SMRの設計上の特徴には、その場で巨大な原子力発電所を建設するのではなく、プラントでほとんどの機器を大量生産し、モジュールの形で現場に届けることを可能にするモジュール性が含まれます。 ミニ NPP の建設期間は、従来の NPP の 2 ～ 3 年と比較して、5 ～ 10 年に短縮されるはずです。 コンパクトな寸法により、小規模な原子力発電所を地下に配置することも可能になり、放射線事故や漏れのリスクが軽減されます。 最新の自動化により、このようなミニ原子力発電所をより少ない人員で運用することが可能になり、コスト削減にもつながります。 小型原子力発電所は、陸上の加圧水型原子炉、海上の SMR、高速炉、溶融塩炉、マイクロリアクターなど、さまざまな技術と構成を使用して建設できます。

スタートアップの半数以上が加圧水型原子炉を使用しており、これは大規模な原子力発電所の 80% で使用されています。 違いは、小型化と一体型レイアウトにあります。蒸気発生器を含む主要な回路コンポーネントのほとんどは、原子炉圧力容器内に直接配置されています。 この原則に従って、特に、60 MWから77 MWの容量を持つパワーユニットを開発した同名のアメリカの会社からのNuScaleプロジェクトが実施されました。 クールダウンおよび燃料補給作業中の安全を確保するミニ原子力発電所の共通プールは、合計容量がそれぞれ 4、6、および 12 MW の 308、462、または 924 モジュールを収容できます。 核燃料の 1 分の 3 を 40 年ごとに再装填する必要があります。 開発会社は、MWh あたり 65 ～ XNUMX ドルの電気料金を約束しています。

中国の原子炉ACP100とアルゼンチンのCAREMも統合されたレイアウトを持っています。 中国では、容量 125 MW の最初の 25 つの小型発電ユニットが、海南島の稼働中の長江原子力発電所の敷地内の地下に設置されています。 この技術に基づいて、浮体式原子力発電所を含む、200 から 30 MW の容量を持つ多機能原子炉の全ラインを作成することが計画されています。 アルゼンチンでは、この方向への取り組みが 30 年前に始まり、2014 年に 100 MW 強の容量を持つ最初の CAREM 発電ユニットの建設が開始されました。 この技術に基づいて、200 ～ 2028 MW の容量を持つ一連のアルゼンチンのミニ原子炉を作成することが計画されています。 カナダでは、300 年までに BWRX-XNUMX 沸騰水型原子炉と重水型 CANDU SMR を建設する予定です。 チェコ共和国には、TEPLATOR と呼ばれる小型原子力発電所用の重水炉に関する独自のプロジェクトがあります。

ロシアは、実際に小型原子力発電所を稼働させている数少ない国の 150 つです。 米国とソ連は、艦隊、水中および水上でのニーズに合わせて低出力の加圧水型原子炉を設計した最初の国でした。 わが国では前世紀半ば以来、小型原子炉が砕氷船に設置されており、今ではすでに1957世代が変更されています-OK-900（a / l「レーニン」、10520）、OK-40A（a / l「レーニン」） l "Arktika" プロジェクト 10580)、KLT-200 (a/l "Taimyr" プロジェクト 22220)、および RITM-200 (UAly プロジェクト 55)。 それらに基づいて、ロシアの水上原子力発電所（FNPP）が作成され、これはチュクチに送られ、古いビリビノNPPと石炭火力発電所を置き換えます。 次世代の浮体式原子力発電所は、RITM-60 原子炉ユニットで建設されており、それぞれの容量は 10 MW で、耐用年数は最大 XNUMX 年で、燃料の補給は XNUMX 年に XNUMX 回しか必要ありません。

実際、ロシアの RITM-200 は現在、小型原子力発電所向けの最も大規模で熟練した原子炉です。 コンパクトな 50 MW ACPR50S VVR の海洋バージョンが現在中国で製造されています。 デンマークのシーボーグ社は、韓国の造船会社であるサムスン重工業と共同で、容量 200 ～ 800 MW、耐用年数 24 年の液体塩高速炉を備えた浮体式原子力発電所を開発しています。

水原子炉に加えて、多くの有望な小型原子力発電所では、液体金属冷却材 (LMC) を使用する高速原子炉が使用されています。 たとえば、これはビル ゲイツのテラパワー社と GE 日立 ニュークリア エナジーの共同開発によるナトリウム原子炉です。 スタートアップは、溶融塩タンクの形の蓄熱システムと組み合わされた 345 MW の高速ナトリウム原子炉動力装置であり、一時的に出力を 500 MW に上げて、操縦可能なモードで動作させることができます。 わが国では、ベロヤルスク原子力発電所のBN-600およびBN-800発電所で高速ナトリウム原子炉が長い間稼働しています。 ディミトロフグラードでは、新世代の研究用ナトリウム原子炉 MBIR が建設中です。

小型原子力発電所の分野で有望な方向性は、700 ～ 900 度まで加熱できるヘリウムを冷却材として使用するガス冷却原子炉です。 中国では、最初のそのような発電装置が 2021 年に SHIDAO BAY NPP で運転を開始しました。 米国では、X-Enegry の Xe-100 と呼ばれる類似製品がありますが、ロシアでは、そのようなプロジェクトはまだ紙の上にあるだけです。 SMR には、いくつかの新興企業によって開発されている溶融塩リアクター、または溶融塩リアクターも含まれます。 これらは、140 MW の電力と 45% の効率を持つアメリカの会社 Kairos Power の溶融塩リアクター KP-FHR と、カナダとイギリスの会社 Moltex Energy の溶融塩リアクター SSR-W です。 国内の ZhSR は、ジェレズノゴルスクの鉱業化学コンバインで建設される予定です。

原子力産業で最も興味深い分野の 10 つは、最大 5 MW の容量を持つ有望なマイクロ原子力発電所です。 米国では、BWXT が、米陸軍のニーズに合わせて、最大 30 MW の容量を持つ TRISO 燃料を使用するガス冷却ペレ原子炉を開発しています。 ロシアには、本質的に同様のプロジェクト「Shelf-M」と「Elena AM」があります。 「Shelf-M」は、火力約10 MW、電力最大19,7 MWの統合レイアウトの水冷式原子炉で、濃縮度8％の燃料が燃料補給なしで2030年間運転できるように設計されています. このタイプの原子炉を備えた最初のマイクロ原子力発電所は、3 年までにヤクートに出現する可能性があります。 Elena AM は、最大 400 kW の電力を生成するための直接熱電変換器を備えた 15 MW の熱出力を持つ加圧水型原子炉であり、25% 濃縮の燃料は XNUMX 年間のプラント運転用に設計されています。

このように、「グリーン」がそれを埋めようとするあらゆる試みにもかかわらず、原子力エネルギーは最も生き生きとしており、優れた市場の見通しを持っています。 現代の経済状況では、安価で環境に優しい電力の信頼できる供給源が必要であり、それを提供できるのは平和的なアトムです。 世界のエネルギーの未来は、大小さまざまな原子力発電所と、各顧客にとって最適な他の発電源との組み合わせです。