Tie reaktoriai, daugiau nei prieš pusšimtį metų įrengti JAV ir Europoje, per sekundės dalis sugeneruodavo šilumos pliūpsnius, o mokslininkai tada matuodavo gautas branduolines reakcijas, kartais – su mirtinomis pasekmėmis. Šie reaktoriai, pavadinti tokiais skambiais vardais, kaip „Godiva“, „Viper“ ir „Super Kukla“, niekada nemaitino elektros tinklų. Vietoj to, jie aprūpino duomenimis mokslinius tyrimus, pasitarnavusius branduolinių ginklų programoms ir galiausiai – komunalinių paslaugų įmonėms. Šiuolaikiniai reaktoriai palyginus yra milžiniški, kiekvienas iš jų pajėgia aptarnauti daugiau kaip pusantro milijono namų.
Šiandien branduolinė pramonė vėl sugrįžta prie miniatiūrų, skatinama tokių politikų, kaip išrinktasis Jungtinių Valstijų prezidentas Joe Bidenas ir Jungtinės Karalystės ministras pirmininkas Borisas Johnsonas. Jie siekia kovoti su nauju klimato kaitos iššūkiu: tiekti netaršią šilumą pramonės šakoms, gaminančioms plieną, cementą, stiklą ir chemikalus. Pusė pasaulio energijos sunaudojama šilumai gaminti, ir tai sukuria du penktadalius viso pasaulio anglies dvideginio emisijų kiekio, teigia Tarptautinė energetikos agentūra. Šioms pramonės šakoms kartais reikalinga aukštesnė nei 1000 laipsnių Celsijaus temperatūra, o norint ją pasiekti, dažniausiai deginamas iškastinis kuras.
„Jiems tiesiog reikia šilumos“, – teigia Steve’as Threlfallas, branduolinio kuro gamintojo „Urenco Ltd.“ vadovas. Jis skaičiuoja, kad vien Jungtinėje Karalystėje egzistuoja 52 mlrd. svarų sterlingų pramonės rinka reaktoriams, galintiems sugeneruoti pakankamai aukštą temperatūrą, kad būtų galima gaminti keramiką, naftos chemijos produktus ir plieną. „Tai nišinė rinka, bet ta niša labai didelė.“
Maži moduliniai reaktoriai atkreipia politikos formuotojų dėmesį visoje JAV ir Europoje dėl savo universalumo. Jie gali tiekti pastovų energijos srautą tiek šilumos, tiek elektros pavidalu. Ši energija padeda subalansuoti tiekimą, nes vėjo ir saulės elektrinių energija tiekiama su protrūkiais. Reaktorių šiluma gali padėti sumažinti anglies dioksido kiekį, kurį į aplinką paskleidžia kai kurios taršiausios pasaulio pramonės šakos. B. Johnsonas praėjusį mėnesį ekologiškos ekonomikos programoje skyrė 500 milijonų svarų sterlingų šių reaktorių dizainui, o J. Bidenas teigia, kad jie yra vienas iš raktų į ilgalaikę JAV energetikos politiką.
Šią technologiją padėjo išvystyti kai kurie didžiausi investuotojai ir pramonės kompanijos, o reaktorių konstrukcijas kūrė „Rolls-Royce Holdings Plc“, „Fluor Corp“ remiama „NuScale Power LLC“, „Terrestrial Energy USA Inc.“ ir „TerraPower“, į kurią investavo Billas Gatesas. Tarptautinės atominės energijos agentūros duomenimis, visame pasaulyje šiuo metu vystomos 67 unikalios mažųjų branduolinių reaktorių technologijos, esančios įvairiuose plėtros etapuose. Tai maždaug trečdaliu daugiau nei vos prieš dvejus metus.
„Šiuo metu gyvename mažųjų branduolinių reaktorių kūrimo dešimtmetyje, kuris potencialiai gali nulemti numatomos serijinės gamybos ekonomikos lyderius, – teigia Henri Paillere, Vienoje įsikūrusios Tarptautinės atominės energijos agentūros planavimo ir ekonomikos tyrimų vadovas. – Stebime aukščiausio lygio inovacijas.“
Kol kas komerciniu būdu veikia tik vienas mažasis branduolinis reaktorius, įrengtas ant baržos netoli Rusijos Arkties pakrantės. „NuScale“ tikisi, kad vienas iš jų dizainų bus patvirtintas jau kitą mėnesį. Nors technologija sparčiai tobulėja, šių reaktorių ekonomiškumas vis dar neįrodytas. Iššūkis – uždirbti pakankamai pinigų iš mažos jėgainės, kad būtų galima sumokėti už reguliavimo naštą, užkraunamą bet kokiai branduolinei veiklai.
Pramonė taip pat turi peržengti ligšiolinį įsitikinimą, kad šios technologijos yra per brangios ir per sudėtingos – būtent dėl to branduolinė energija švarios energijos revoliucijoje atsilieka nuo kitų šaltinių. Augančios išlaidos ir dešimtmetį trunkantys statybų planai, reikalingi tradiciniam reaktoriui pastatyti, išpučia branduolinės energijos kainą, kai vėjo ir saulės energijos kaina nuolat mažėja. Tokiose šalyse kaip Jungtinė Karalystė, kuri jau daugiau nei dešimtmetį bando pakeisti savo senstantį branduolinių reaktorių tinklą, investuotojams, kaip antai „Electricite de France SA“, sunku gauti prieigą prie naujų atominių elektrinių statybos konkursų.
Tuo tarpu, kai šiuolaikiniai komunalinių paslaugų reaktoriai sugeneruoja 1500 ar daugiau megavatų, mažieji branduoliniai reaktoriai gali pagaminti 300 megavatų ar mažiau ir yra projektuojami gaminti masiškai. Idėja tokia, kad standartizavus šiuos reaktorius, sumažėtų bendros diegimo išlaidos, todėl naujoji technologija būtų greitesnė ir pigesnė už tradicinius branduolinius reaktorius.
Kiekvienas iš mažųjų branduolinių reaktorių dizainerių siūlo skirtingus būdus, kaip pagaminti šilumą iš branduolinių reakcijų. Kai kurios kompanijos, pavyzdžiui, „Urenco“ (jungtinis Didžiosios Britanijos, Olandijos ir Vokietijos konsorciumas, antrasis pagal dydį pasaulyje branduolinio kuro gamintojas), nori gaminti reaktorius, kuriuos aušintų ne vanduo, o dujos. Kiti, pavyzdžiui, „Moltex Energy LLP“ ir „Terrestrial“, naudoja išlydytą druską atomo skilimo reakcijoms vykdyti. „NuScale“ ir „Rolls-Royce“ siekia tiesiog suspausti tradicinius suslėgto vandens reaktorius iki mažesnio dydžio.
Pramoniniai šilumos poreikiai padėjo paversti Kanadą pasauliniu mažųjų branduolinių reaktorių kūrėjų centru, teigia Simonas Newtonas, Didžiosios Britanijos kompanijos „Moltex“, vystančios 300 megavatų reaktorių, skirtą „New Brunswick Power Corp“, plėtros direktorius. Norint paversti naftos smėlį skysta nafta, skirta naudoti rafinuotuose produktuose, pradedant trąšomis ir baigiant farmacijos prekėmis, reikalinga aukštesnė nei 300 laipsnių Celsijaus temperatūra. Mažųjų branduolinių reaktorių kūrėjai jau skaičiuoja, kaip tiekimo grandinėse išstumti iškastinio kuro gamintojus.
„Tai yra toks verslas, kuriame kompanijos laimės ne trupinius, – teigia S. Newtonas. – Nugalėtojai susišluos milijardus, o pralaimėję liks be nieko.“
Inžinieriai taip pat tvirtina, kad mažieji branduoliniai reaktoriai galės efektyviai gaminti ir vandenilį – dar vieną kurą, kuris šiuo metu laikomas pageidautinu pramoninės šilumos tiekimo būdu. Visą parą veikiančios atominės elektrinės puikiai dera su procesais, kurie izoliuoja dujas iš vandens molekulių, rugsėjo mėnesį pažymėjo „Urenco“ generalinis direktorius Borisas Schuchtas.
„Neabejotinai yra nišų, kurias mažieji branduoliniai reaktoriai gali užpildyti, tačiau kyla abejonių, ar rinka kada nors bus pakankamai didelė, – teigia M. V. Ramana, branduolinis fizikas iš Prinstono universiteto, rašęs apie mažųjų branduolinių reaktorių istoriją. – Bus pastatyti keli reaktoriai. Kyla klausimas, ar atsiras daug klientų, kai jie pamatys išlaidas ir laiką, kurio reikės norint įdiegti pirmąjį įrenginį.“
Naujausia patirtis rodo, kad mažųjų branduolinių reaktorių gamintojai gali susidurti su tais pačiais išlaidų viršijimais ir vėlavimais, kurie iki šiol kamavo komunalinių reaktorių gamintojus. Panašu, kad dar didesnis iššūkis bus įtikinti pramonę ir komunalines paslaugas atsisakyti pigių gamtinių dujų. Nors JAV pramonės šakos galėtų užtikrinti pakankamą net 4000 mažųjų branduolinių reaktorių paklausą, vargu ar jos galės sau leisti dideles išankstines investicijas, reikalingas sumokėti negavus paramos, rodo Nacionalinės mokslų akademijos atliktas tyrimas.
„Šios rinkos naudojimas siekiant pateisinti mažųjų branduolinių reaktorių gamybos programos kūrimą yra ypač neįtikima strategija“, – rašo jo autoriai. Pasak jų, reaktorių pramonės plėtrai reikalingi šimtai milijardų dolerių tiesioginėmis subsidijomis ir anglies dvideginio tarša, kuri kainuotų 100 dolerių už toną – beveik trigubai daugiau, nei siekia šiandieninės kainos Europoje.
Nacionalinė akademija perspėjo, kad neatgaivindama branduolinės energijos paklausos, JAV rizikuoja prarasti reaktorių statybos patirtį, pamiršdama visas tas sunkias pamokas, kurias mokslininkai išmoko prieš septynis dešimtmečius kutendami drakono uodegą.