Новый подход к безуглеродной энергетике с помощью «ядерной батареи»
Сотрудники Массачусетского технологического института представили концепцию «ядерной батареи», которая представляет собой микрореактор. Исследователи говорят, что такие микрореакторы могут доставляться к месту использования на грузовых автомобилях. По их мнению, это решение может стать эффективным вариантом устранение углерода из энергетических схем.
Группа специалистов по ядерной энергетике недавно опубликовала новую концепцию в журнале National Academy of Engineering. По мнению исследователей, сегодня востребованы небольшие и недорогие заводские ядерные реакторы, которые предназначены для автономной работы по принципу plug-and-play. Они сравнивают эту тенденцию с тем, как в своё время мощные и централизованные компьютеры уступили место современным персональным компьютерам.
Авторами предложенной концепции стали Якопо Буонджорно (Jacopo Buongiorno) — профессор ядерной науки и техники TEPCO Массачусетского технологического института, Роберт Фрида (Robert Frida) — основатель GenH; Стивен Аумайер (Steven Aumeier) из Национальной лаборатории Айдахо, Кевин Чилтон (Kevin Chilton) — командующий стратегическим командованием США в отставке. Они назвали эти небольшие электростанции «ядерными батареями».
Подобные системы могут обеспечивать теплом промышленные объекты, военные базы или небольшой жилой район. Ядерные батареи могут несколько лет (от 5 до 10) работать вообще без присмотра. После этого их можно погрузить на грузовой автомобиль и доставить на предприятии для ремонта и обслуживания. По мнению исследователей, эти установки могут сыграть важную роль в процессе обезуглероживания электроэнергетических систем с целью предотвращения изменения климата.
Идея малогабаритных модульных ядерных реакторов обсуждается уже довольно долго и предложенная «ядерная батарея» просто доводит эту концепцию до практического применения. В соответствии с этой схемой предлагаются реакторы, мощность которых составляет 100─300 МВт. Это в 10 раз меньше крупных ядерных реакторов с мощностью, измеряемой в гигаваттах. Устройство практически полностью собирается на предприятии, но некоторые подготовительные работы требуются на месте.
Концепция «ядерной батареи» подразумевает реактор мощностью около 10 МВт. Сборка осуществляется на предприятии и вся электростанция помещается в контейнер. В одном корпусе собраны микрореактор и турбина, преобразующая тепло в электричество. Подобный подход дает ряд плюсов с экономической точки зрения. Благодаря этому проекты и технологии отделяются от строительной площадки, которая может становиться причиной перерасхода средств или задержек графика работ.
Разработчики концепции называют «ядерную батарею» энергией по запросу. Если клиенту требуется электричество или тепло, их ему можно поставить в течение нескольких месяцев или недель. Этот объект просто перевозится на место, разгружается и через несколько дней подготовительных работ даёт необходимую электроэнергию или тепло.
Обычно, когда речь идёт об энергоснабжении жилых районов, возникает вопрос о безопасности подобных решений. Разработчики данного проекта уверяют в исключительной надежности ядерной батареи. Они утверждают, что выделяемое тепло пропорционально мощности, и это количество совсем небольшое. Небольшие габариты реактора упрощают охлаждение в любых условиях. Сама система охлаждения уже в наличии и на месте ничего делать не придется.
Утверждается также о надёжной защите от выбросов радиации. Вместо традиционного бетонного купола используются стальные оболочки, в которых заключена вся система. Планируется, что эта система на большинстве объектов будет располагаться ниже уровня земли, чтобы обеспечить безопасность от злоумышленников. С учетом небольших размеров реактора, по словам исследователей, катастрофические последствия типа Чернобыля или Фукусимы исключены.
НАСА и национальная лаборатория Лос-Аламос в США уже изготовили аналогичный демонстрационный проект, который получил название микрореактора для использования в космосе. На проектирование и изготовление им потребовалось 3 года и стоило это около 20 млн долларов. Этот ядерный объект на несколько порядков меньше традиционных атомных станций, стоимость которых превышает миллион долларов и создаются они по десять и более лет.
Сейчас многие компании занятые в этой сфере, разрабатывают подобные проекты, отличающиеся между собой. Например, свою версию ядерной батареи разрабатывает Westinghouse, но название у них другое. Демонстрационный проект должен быть готов примерно через два года.
Следующим шагом должно стать строительство пилотной установки в одной из национальных лабораторий, где имеется необходимое оборудование для тестирования ядерных реакторов. В качестве одного из возможных мест называется национальная лаборатория Айдахо. Там имеется несколько объектов, которые можно модифицировать для размещения микрореакторов с необходимой защитой для обеспечения безопасности.
После этого «ядерная батарея» пройдёт программу испытаний, в ходе которых выполняется проверка на работоспособность в экстремальных условиях. На этом этапе проверяются различные внешние воздействия и нагрузки. Только после этого можно будет выпускать вариант установки для коммерческого использования.
Разработчики концепции считают что ядерные батареи могут отлично сочетаться с возобновляемыми источниками энергии (солнечные и ветряные электростанции). Их можно использовать в самых разных секторах экономики, где требуется выходная мощность такого размера. В результате можно будет создавать распределенные энергетические сети, устойчивые к любым сбоям. Подобное решение, по мнению авторов, может внести существенный вклад в сокращение выбросов парниковых газов.
(голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
