Jedrski reaktorji po vsem svetu električno energijo proizvajajo že več kot 70 let, zdaj pa to tehnologijo mogoče čakajo korenite spremembe.
Casey Crownhart, MIT Technology Review
Za plačilo lahko uporabite plačilno kartico ali PayPal ali Google Pay:
Najprej se morate prijaviti.
V kolikor še nimate svoje prijave, se lahko registrirate.
Naroči se na redna tedenska ali mesečna obvestila o novih prispevkih na naši spletni strani!
Jedrski reaktorji po vsem svetu električno energijo proizvajajo že več kot 70 let, zdaj pa to tehnologijo mogoče čakajo korenite spremembe.
Casey Crownhart, MIT Technology Review
Potrebe po električni energiji se povsod večajo, in sicer za različne namene – od električnih avtov do podatkovnih središč, zato se zbuja tudi zanimanje za povečevanje jedrskih zmogljivosti. Hkrati marsikje razmišljajo o podaljšanju življenjske dobe obstoječih jedrskih elektrarn oziroma o vnovičnem zagonu tistih, ki so jih zaprli. Nadgrajujejo zasnovo reaktorjev, poleg tega bo letošnje leto pomemben preizkus za tako imenovane napredne reaktorje, ki iz načrtov na papirju prehajajo v fazo sestavljanja.
Vse našteto je pomembno, ker jedrska energija pomeni zanesljiv vir elektrike v obdobju, ko globalne temperature zaradi podnebnih sprememb dosegajo nove rekorde in se povsod po svetu povečujejo potrebe po energiji. Kaj se bo torej dogajalo v tej panogi?
Svetovna krpanka
V preteklih dveh letih so se povsod po svetu spet začeli posvečati jedrski energiji, vključno s sporazumom na podnebnih pogovorih OZN, s katerim se je 31 držav zavezalo, da bodo jedrske zmogljivosti do leta 2050 povečale za trikrat. No, obeti za jedrsko panogo so odvisni od tega, katero državo vzamete pod drobnogled.
V Združenih državah Amerike je trenutno največ delujočih jedrskih reaktorjev na svetu. Če bi svoje zmogljivosti želele povečati za trikrat, bi obstoječim 100 gigavatom morale dodati neverjetnih 200. In to poleg nadomeščanja elektrarn, ki jih bodo v razmeroma stari floti morali počasi ustaviti. Trenutno država doživlja jedrsko mrtvilo: novi reaktor v elektrarni Vogtle v Georgii so na omrežje priključili lani (po dolgi zamudi in višjih stroških od predvidenih), drugih konvencionalnih reaktorjev pa ne gradijo oziroma ne načrtujejo.
V Združenih državah Amerike je trenutno največ delujočih jedrskih reaktorjev na svetu.
K negotovosti jedrske panoge v ZDA prispeva tudi novi ameriški predsednik Donald Trump. Tehnologija resda uživa široko politično podporo, vendar bi ukrepi, kot so dodatne dajatve, lahko zvišali cene surovin za jedrsko elektrarno, na primer jekla, je opozorila Jessica Lovering, soustanoviteljica organizacije za raziskave politike Good Energy Collective, ki zagovarja uporabo jedrske energije.
Večina reaktorjev, ki so v fazi gradnje ali načrtovanja, je v Aziji. Še posebej izstopa rast na Kitajskem, kjer so prvo jedrsko elektrarno na omrežje priključili leta 1991, v nekaj desetletjih pa je vzpostavila tretjo največjo floto na svetu – pred njo sta le Francija in ZDA. Letos se bo število najbrž povečalo še za štiri, prihodnje leto pa za nadaljnjih pet.
Microsoft je leta 2024 podpisal dogovor o odkupu električne energije iz elektrarne Three Mile Island, če jim jo bo uspelo ponovno zagnati.
V Bangladešu in Turčiji bodo letos zagnali svoje prve jedrske reaktorje, v Egiptu pa jedrsko elektrarno še gradijo in jo bodo na omrežje priključili čez nekaj let.
Napredek
Komercialni jedrski reaktorji v omrežjih in večina tistih, ki jih še sestavljajo, na splošno temeljijo na podobnem osnovnem načrtu. Gorivo, ki poganja reaktor, je nizko obogaten uran, za hlajenje, s katerim nadzorujejo notranjo temperaturo, se uporablja voda.
A kmalu bodo za komercialno uporabo zreli novi, naprednejši reaktorji. Po vsem svetu razvijajo veliko tako imenovanih reaktorjev četrte generacije, ki se tako ali drugače razlikujejo od prvotnega osnovnega načrta, saj si konstruktorji želijo večje varnosti in učinkovitosti. Nekateri za hlajenje uporabljajo tekočo sol ali kovino, kot je svinec, drugi pa za gorivo predvidevajo malo bolj obogateni uran. Pogost je tudi mešan pristop z drugačnim gorivom in hladilnimi metodami.
Prihodnjih nekaj let bo ključnih za napredno jedrsko tehnologijo, saj predlogi in načrti prehajajo v fazo gradnje. »Reaktorji se s papirja selijo v resničnost,« se veseli Patrick White, direktor raziskav v neprofitnem miselnem trustu Nuclear Innovation Alliance.
Veliko financiranja in razvoja naprednih reaktorjev je strnjenih v ZDA, kjer je več podjetij tik pred tem, da svetu pokažejo svojo tehnologijo.
Kairos Power razvija reaktorje, ki jih hladi tekoča sol oziroma natančneje material s fluorom, ki so ga poimenovali flibe. Podjetje je leta 2023 od ameriške jedrske regulatorne komisije dobilo dovoljenje za gradnjo svojega prvega demonstracijskega reaktorja, dovoljenje za drugega pa konec lanskega leta. Gradnja bo potekala nekaj let in po načrtih naj bi prvo demonstracijsko elektrarno odprli leta 2027.
TerraPower je druga ameriška družba, ki razvija reaktorje četrte generacije, le da ta kot hladilo v reaktorjih uporablja tekoči natrij. Tudi njen pristop je nekoliko drugačen: ker je nejedrski del elektrarne ločila od jedrskega, je že junija lani lahko začela pripravljalna dela, čaka pa še na odobritev jedrske regulatorne komisije, da bo lahko začela graditi še jedrski del. Elektrarna naj bi bila zgrajena do leta 2026.
Na Kitajskem so prvo jedrsko elektrarno na omrežje priključili leta 1991, v nekaj desetletjih pa je vzpostavila tretjo največjo floto na svetu – pred njo sta le Francija in ZDA.
Prvi reaktor četrte generacije, ki bo proizvajal elektriko, pa utegnejo zagnati v okviru projekta ameriškega obrambnega ministrstva, vendar bo njegov prispevek majhen. Pele je prenosni minireaktor, ki ga bo podjetje BWXT Advanced Technologies začelo sestavljati v prvi polovici tega leta, na testno lokacijo v nacionalni laboratorij v Idahu pa naj bi ga preselili prihodnje leto.
A naprednih reaktorjev seveda ne razvijajo le v ZDA. Kitajska poleg tega, da hitro gradi konvencionalne reaktorje, vzbuja pozornost tudi z vrsto drugih naprednih tehnologij. Posveča se predvsem visokotemperaturnim reaktorjem na plinsko hlajenje, je pojasnil Lorenzo Vergari, asistent na illinojski univerzi v Urbani in Champaignu. Ti reaktorji kot hladilo uporabljajo helij in presegajo temperaturo 1.500 stopinj Celzija, kar je veliko več od drugih reaktorjev.
Gatesovo podjetje Terrapower razvija reaktorje četrte generacije, ki kot hladilo v reaktorjih uporabljajo tekoči natrij.
Prvi komercialni demonstracijski reaktor tega tipa so na kitajsko omrežje priključili konec leta 2023, nekaj večjih reaktorjev z isto tehnologijo pa je trenutno v fazi načrtovanja ali gradnje.
Izraba zmogljivosti
Preden bodo napredni reaktorji, celo tisti, ki so najbliže priključitvi na omrežje, začeli proizvajati toliko energije, da bodo dosegli ekonomičnost, bodo minila leta ali celo desetletja. Zaradi vse večjega povpraševanja po elektriki po vsem svetu se spet veliko razmišlja o tem, da bi obstoječe jedrske elektrarne dajale čim več energije.
V državah z razmeroma starimi elektrarnami se pogosto odločajo za podaljšanje obratovanja. Številne, ki so jih postavili v 20. stoletju, naj bi delale štiri desetletja, vendar ni razloga, da mnoge ne bi dlje, če so bile primerno vzdrževane in so nekatere sestavne dele nadomestili z novimi.
Pristojni ameriški organi so velikemu delu flote odobrili 20-letno podaljšanje, tako da bo pričakovana življenjska doba marsikatere elektrarne 60 let, nekaj reaktorjev pa celo še več, kar 80. Druge države, na primer Francija in Španija, so prav tako podaljšale dovoljenje za obratovanje na več kot prvotnih 40 let. Takšna podaljšanja je pričakovati tudi drugje in v prihodnjih letih bodo marsikateremu ameriškemu reaktorju dovolili delovati tudi 80 let.
Preden bodo napredni reaktorji, celo tisti, ki so najbliže priključitvi na omrežje, začeli proizvajati toliko energije, da bodo dosegli ekonomičnost, bodo minila leta ali celo desetletja.
Poleg tega bi lahko vnovič zagnali že ustavljene elektrarne, sploh tiste, ki so iz ekonomskih razlogov nehale delovati pred kratkim. Med njimi je jedrska elektrarna Palisades v Michiganu, kjer so za načrt oživljanja že zagotovili 1,52 milijarde dolarjev posojila pri ameriškem ministrstvu za energijo. Holtec, lastnik in upravljavec elektrarne, ponovno priključitev na omrežje načrtuje že za letos.
No, regulatorji so poročali o morebitni škodi na opremi v elektrarni, sploh na parnih generatorjih. Zaradi dodatnih stroškov, ki bodo odvisni od obsega popravil, vnovično odprtje morda ne bo ekonomično, je opozoril White.
Vnovič bi lahko zagnali tudi reaktor v nekdanji jedrski napravi Three Mile Island. Lastniki pravijo, da bi ga morda lahko usposobili do 2028, če bodo našli rešitev za spor okoli vključitve elektrarne v omrežje. Tudi lastniki energijskega centra Duane Arnold Energy Center v Iowi menda razmišljajo o vnovičnem odprtju jedrske elektrarne, ki je reaktorje ustavila leta 2020.
Velik apetit velikih tehnoloških družb
Med dejavniki, ki pripomorejo k večanju apetita po jedrski energiji, je osupljiv razmah umetne inteligence (UI), ki temelji na podatkovnih središčih, ta pa so energijsko zelo potratna. Lani so tudi tehnološki velikani pod drobnogled vzeli jedrsko energijo kot mogočo rešitev za pokrivanje potreb UI.
Microsoft je odigral pomembno vlogo pri načrtih za ponovno odprtje reaktorja v Three Mile Island. Podjetje je leta 2024 podpisalo dogovor o odkupu električne energije iz te elektrarne, če jim jo bo uspelo ponovno zagnati. In to je šele začetek.
Google je oktobra 2024 podpisal dogovor s podjetjem Kairos Power, po katerem naj bi do leta 2035 zgradili več elektrarn s skupno močjo do 500 megavatov, glavni odjemalec pa bi bil kar Google sam. Amazon je šel še korak dlje in neposredno vlaga v podjetje X-energy, ki razvija majhne modularne reaktorje. Sredstva bodo namenjena razvoju, licenciranju in gradnji naprave v zvezni državi Washington.
Denar iz velikih tehnoloških družb bi lahko zelo pomagal pri ohranjanju obstoječih reaktorjev in zagonu naprednih projektov, vendar je veliko teh obljub o sodelovanju ohlapnih, komentira Loveringova iz organizacije Good Energy Collective. Pomembni znaki resnih zavez bodo med drugim velike finančne naložbe, podpisane pogodbe in vloge, oddane regulatorjem, je dodala.
»Lansko leto je bilo za jedrsko energijo izjemno in verjetno najbolj razburljivo po več desetletjih,« pa je prepričan Staffan Qvist, jedrski inženir in direktor Quantified Carbon, mednarodnega svetovalnega podjetja, ki se osredotoča na razogličenje energije in industrije. Velik izziv bo, kako je proizvesti toliko, da bo prinesla spremembe. Vsekakor se zanimanje zanjo povečuje. Kot se je izrazil: »Svet je velik in lačen energije.«
Copyright 2025 Technology Review, distribucija Tribune Content Agency.
