Gelişmiş Nükleer Reaktörler Neden Sanayiye ve Kömüre Bağlı Ülkelere Fayda Sağlar?

Kimyasal üreticisi DowDOW
Endüstriyel uygulamalara yönelik küçük bir nükleer reaktör geliştirilecek ve potansiyel olarak kimyasal bileşiklerde değişiklik yapmak için şu anda aşırı yüksek sıcaklıklarda yakılan doğal gazın yerini alacak. Ancak gelişmiş nükleer teknolojiler, karbon emisyonuna yol açmadan aynı sonuca ulaşıyor.

Nesil IV olarak adlandırılan yüksek sıcaklık reaktörleri en iyi elektrik üretimiyle tanınır. Ancak endüstri tarafından da kullanılabilirler. 800 santigrat derecede çalıştıkları için kimyasalları işleyebilir, okyanus suyunu tuzdan arındırabilir ve elektrik ve ulaşım için temiz hidrojen üretebilirler. Daha da iyisi: Reaktörler, bir zamanlar kapatılan kömür santrallerinin bulunduğu yerleri tespit ederek ülkenin harap olmuş bölgelerine ekonomik sağlığı geri kazandırabiliyor.

Proje yöneticisi Patrick White, "Elektrik en kolay elde edilen meyvedir" diyor. Nükleer İnovasyon İttifakı, bu yazarla yaptığım bir konuşmada. “Nükleer enerjiyi henüz büyük kimyasal tesislerle entegre etmedik. Bazı aksaklıklar ve üzerinde çalışılması gereken şeyler olabilir. Ancak on yılın sonunda endüstriyel uygulamalara yönelik ilk reaktörleri göreceğiz. Dördüncü ve beşinci reaktörleri inşa ettikten sonra şirketler sürüler halinde kayıt olacak. Amaç dekarbonizasyondur.”

spesifik olarak, Dow, X-energy ile ortaklık kuruyor Dow'un Körfez Kıyısı'ndaki tesislerinden birinde, 2030'da faaliyete geçebilecek küçük bir modüler reaktör geliştirmek. Dow aynı zamanda X-enerjide azınlık mülkiyeti pozisyonunu da alıyor. Her modüler reaktör 80 megavat üretebiliyor. Ancak elektrik sistemlerini veya endüstriyel uygulamaları desteklemek için temiz, güvenilir ve emniyetli temel yük gücü sağlayacak şekilde 320 MW üretmek üzere bir araya getirilebilirler.

Mevcut ABD nükleer reaktörleri ikinci nesildir, ancak Southern Company, Westinghouse tarafından geliştirilen üçüncü nesil reaktörleri inşa etmektedir. Küçük modüler reaktörler dördüncü nesildir ve daha az maliyetle daha fazla elektrik üretirler. Acil bir durumda üçüncü ve dördüncü nesiller otomatik olarak kapanacaktır.

"Gelişmiş küçük modüler nükleer teknoloji, Dow'un sıfır karbon emisyonuna giden yolda ve müşterilerimize düşük karbonlu ürünler sunarak büyümeyi destekleme yeteneğimizde kritik bir araç olacak" diyor Jim Fitterling, Dow'un icra kurulu başkanı. "X-energy'nin teknolojisi en gelişmiş teknolojiler arasında yer alıyor ve kullanıldığında emniyetli, güvenilir, düşük karbonlu güç ve buhar sağlayacak."

Karbondan Arındırılması Zor Sektörler

Şu anda dünyadaki hidrojen üretiminin %99'u fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Buna gri hidrojen denir. Amaç, güneş panellerinin veya rüzgar türbinlerinin bir elektrolizör kullanarak elektrik ürettiği yeşil hidrojene ulaşmaktır. Ancak nükleer enerjiden gelen ısı ve elektrik, su molekülünü parçalayarak hidrojen üretebilir; bu hidrojen, petrolü rafine etmek, çelik üretmek veya kimyasallar yapmak için kullanılır.

Böyle bir süreç emisyonsuzdur ve çok ihtiyaç duyulmaktadır. Göre ABD Çevre Koruma AjansıElektrik enerjisi, küresel sera gazı emisyonlarının %25'ine neden olurken, endüstriyel operasyonlar %24'ünü oluşturdu. Ulaşım 27 yılında %2020 oranında gerçekleşti.

Nükleer enerji aynı zamanda deniz suyunun tuzunu da giderebilir. Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'na göre, başta Orta Doğu ve Kuzey Afrika olmak üzere günde 40 milyon metreküp içme suyu üretiliyor ve süreci kolaylaştırmak amacıyla buhar veya elektrik çekmek için fosil yakıtlar kullanılıyor. Ancak 1970'li yıllardan bu yana ticari tesislerin faaliyet gösterdiği Japonya ve Kazakistan'da nükleer enerji ve tuzdan arındırma tesislerinin birleştiğine dikkat çekiliyor.

İttifaktan White, "Temiz enerjiyle ilgileniyorsak, sahip olduğumuz tüm yakıt kaynaklarını düşünün" diyor. “Elektrik üretimi emisyonlarımızın yaklaşık %25'ini oluşturuyor. Nükleer, karbondan arındırılması zor endüstriyel sektörlere hitap edebilir. Nükleer santrallerin de tam kapasiteyle çalışması gerekiyor. Bunları tuzdan arındırma ve hidrojen üretimi için kullanmak - aynı zamanda güvenilir elektrik üretirken - iyi bir sinerji ve uygun maliyetlidir."

Elbette aşılması gereken pek çok engel var. Nükleer yakıtlar genellikle belirli bir uranyum izotopu olan U-235 konsantrasyonuna göre tanımlanır. Bugün Amerika Birleşik Devletleri'nde faaliyet gösteren reaktörler, düşük zenginleştirilmiş uranyum yakıtları olarak bilinen %3-%5 U-235 yakıt zenginleştirme düzeyine ihtiyaç duymaktadır. Geliştirilmekte olan birçok gelişmiş reaktör, bazıları %20'ye kadar U-235'e kadar daha yüksek yakıt zenginleştirme seviyeleri gerektirecektir. Bu yüksek zenginleştirmeli uranyum yakıtına yüksek tahlilli, düşük zenginleştirilmiş uranyum (HALEU) adı verilir.

HALEU yakıtı gerektiren gelişmiş reaktörler için temel zorluk, malzemenin Amerika Birleşik Devletleri'nde ticari olarak mevcut olmamasıdır. Tek tedarikçi Rusya'nın devlete ait şirketi TENEX'tir ve günümüz şartlarında bu pek arzu edilen bir durum değildir. Ancak federal teşvikler yakıtın yerli üretimini hızlandırabilir ve kalıcı bir değer zinciri yaratabilir. Aksi takdirde Avustralya, Kanada ve Kazakistan da bunu sağlıyor.

Nükleer Kömürün Yerini Alabilir mi?

Aynı zamanda, bu gelişmiş nükleer reaktörlerin inşasının maliyetini ölçmek de zordur. Geliştiriciler tesisleri tasarlamaya ve harcamaları modellemeye başladıktan sonra daha fazla kesinlik gelecektir. Dahası, toplum karbonu fiyatlandırdıkça nükleer enerji daha cazip hale gelecektir. GE Hitachi Nuclear Energy'nin, 2024'te başlayacak küçük bir reaktör inşa etmek için Ontario Power Generation ile birlikte çalıştığını düşünün: maliyetleri düşürmek için başkalarının da aynı teknolojiyi uygulamasını sağlamaya çalışıyorlar.

Nükleer enerji, elbette, 1979'daki Three Mile Adası olayından bu yana direnişle karşılandı. Ancak karbondan arındırma çabaları, özellikle de kömüre bağımlı bölgelere yardım etme çabaları bunu değiştirebilir. Batı Virginia yasama organı, kullanımdan kaldırılan kömürlü termik santrallerin yerine küçük modüler reaktörlerin kullanılmasına izin veren politikaları yürürlüğe koydu. Indiana, Illinois, Montana ve Wyoming de benzer hamleleri düşünüyor.

Gerçekten de, Simon Irish, CEO'su Karasal Enerji, dördüncü nesil nükleer santrallerin kömür tesislerinin yerini alabileceğini ve onlara ev sahipliği yapan toplulukları yeniden canlandırabileceğini yazıyor. Bu gelişmiş reaktörler kömür yakıtlı kazanlarla aynı sıcaklıklarda çalışabildiği için bu pratik bir fikir. Üstelik yedek ünite emisyonsuzdur.

Enerji Bakanlığı Kredi Programları Ofisi müdürü Jigar Shah, altyapı ve şebeke bağlantılarının halihazırda mevcut olması nedeniyle bu hareketin mantıklı bir başlangıç ​​olduğunu söyleyerek bu düşünceyi destekliyor. Ajansı, küçük modüler reaktörlerin geliştirilmesine yardımcı olmak için 11 milyar dolar sağlıyor.

Nükleer İnovasyon İttifakı'ndan White, "Nükleer endüstri onlarca yıldır yaptığını yaparsa insanlar tereddüt edecek" diyor. "Kamuoyuna pek iyi davranmadı. Artık karbondan arınma nedeniyle nükleere bir şans daha verme fırsatımız var. Ancak topluluklarda güven oluşturmalı ve teknolojileri açıklamalıyız. Bu konuda rahat olduklarından emin olmalıyız. Nükleer enerji için sosyal lisans almamız gerekiyor ki insanlar onu arka bahçelerinde istesinler.”

Sonunda bir nükleer enerji rönesansı gerçekleşebilir. Dekarbonizasyon itici güçtür. Ama Enflasyon Azaltma Yasası yatırımcıların ve borç verenlerin ilgisini çekecek, hassas topluluklara ve daha geniş anlamda ekonomiye fayda sağlayacak vergi avantajları ekliyor. Dow, diğer üreticiler için potansiyel bir öncü olan bir fırsatın farkına varıyor.