כורים גרעיניים מתקדמים יהיו כאן מוקדם משחשבנו

כורים גרעיניים מתקדמים במהירות לכיוון של מסחור וזאת חרף צמצום התמיכה הממשלתית בהם. העובדה שהם קטנים ומתקדמים יותר במחשוב מסייעת להם מאוד

טד נורדהאוס וג’סיקה לאברינג / מאי 2019 / greentechmedia.com

בשנים האחרונות הולכת וגוברת ההכרה שאנרגיה גרעינית היא טכנולוגיה חשובה בצמצום שינוי האקלים. כמה מדינות ברחבי ארה”ב הפסיקו לחייב שימוש באנרגיות מתחדשות ועברו לסטנדרטים ניטרליים מבחינה טכנולוגית (המדינה לא מתווה את הטכנולוגיה, העיקר שהיא נקייה, א”א), ונראה כי יותר ויותר מדינות הולכות בעקבותיהן.

אפילו ארגוני סביבה מובילים, לרבות ‘המכון העולמי למשאבים’ וכן ‘הקרן להגנת הסביבה’ ו’איגוד המדענים המודאגים’, תמכו במאמצים שנעשו במדינות ברחבי ארה”ב בכדי שתחנות כוח גרעיניות ימשיכו לפעול, חרף האיומים לסגור אותן. אבל בניית כורים חדשים זה כבר סיפור אחר לגמרי.

בג’ורג’יה מתעכבת כבר שנים בנייתם של שני כורים קונבנציונאליים עם מים קלים והעבודות חורגות מהתקציב כבר מזמן. העלויות המאמירות והעיכובים בבנייה הובילו לביטול שני כורים מתוכננים בדרום קרוליינה.

ככל שמתפוגגים הסיכויים לרנסנס גרעיני בארה”ב, כזה המבוסס על טכנולוגיה גרעינית קונבנציונאלית, רבים מהתומכים בגרעין לטובת חשמל מטילים את יהבם על כורים מתקדמים שהם קטנים יותר והטכנולוגיה שלהם שונה.

ההערכות שנשמעות הן ממתנגדי הגרעין והן מתומכיו, חולקות את אותה ההנחה: שכורים חדשים ומתקדמים יפותחו וימוסחרו באותו האופן שבו פותחו כורים המבוססים על מים קלים – באמצעות מחקר בהובלת המדינה, תכניות פיתוח והדגמה בהובלת ‘המעבדות הלאומיות’ ומשרד האנרגיה.

אבל לאור ההתפתחויות האחרונות, ההנחה הזאת עלולה להתגלות מיושנת מעט. כורים מתקדמים רבים מתקרבים כיום להיות מסחריים, ובקצב מהיר הרבה יותר ועם הרבה פחות תמיכה ממשלתית מאשר רבים חושבים.

NuScale הגישה את הבקשה לאישור דגם לוועדת הרגולציה הגרעינית NRC  בשנת 2016, והיא מצפה לקבל את הרישיון שלה בשנת 2021. החברה מתכננת לבנות את תחנת הכוח המסחרית הראשונה שלה במזרח איידהו, ובכך לספק חשמל לאזורים המוניציפאליים המקושרים ליוטה, כשהבנייה אמורה להתחיל ב-2023.

מעבר לכורים מודולאריים עם מים קלים- light-water small modular reactors (SMRs), חמש חברות המפתחות כורים ללא מים קלים החלו בפעילות טרום רישוי בוועדה לרגולציה גרעינית, לרבות שלושה כורי מלח מותך, אחד המצונן בגז והשלישי המצונן בסודיום. הרגולטור לענייני גרעין של קנדה קיבל גם הוא לאחרונה טופסי בקשה לרישיון לכורים קטנים מודולריים ובאופן מפתיע, לא היה זה כור בצינון מים קלים אלא כור בטמפרטורה גבוהה המצונן בגז.

כור מודולרי של חברת NuScale

מצפים לאישור שיגיע ב-2021. התמונה באדיבות NuScale Power, LLC

כורים קטנים שמאפשרים פריסה ותפעול גמישים מאפשרים למפתחים לפנות לפלח שוק נישתי כמו מקומות שבהם אי אפשר להקים כור קונבנציונאלי

ל’רשות הממשלתית הדרומית’ יש הסכמים עם מספר מפתחי גרעין בטכנולוגיה מתקדמת בקשר להדגמות אפשריות באתר שלה בג’ורג’יה. בשנת 2016 הזמין משרד האנרגיה האמריקאי את ‘טרסטיאל אנרג’י’ לבקש ולקבל הלוואה בסך 1.2 מיליארד לבניית תחנת הכוח הראשונה שלהם בארה”ב.

קובעי המדיניות הפדלרית מתקדמים גם הם בתכניות לפריסת הכורים המתקדמים הראשונים בעשור הקרוב, כפי שמשתקף ב’חקיקת המנהיגות לאנרגיה גרעינית’, חקיקה שהוצגה באפריל השנה בסנאט. החקיקה קובעת יעדים קצרי טווח לפריסת כורים מתקדמים, לרבות חתימה על לפחות הסכם רכישה אחד מול המדינה.

כמעט כל הכורים הקטנים והמתקדמים שמפתחים כיום בארה”ב הם קטנים הרבה יותר מכורי המים הקלים – מפי עשרה עד פי מאה קטנים יותר הן מבחינת תפוקת החשמל שלהם והן מבחינת טביעת הרגל הפיזית שלהם. לכורים קטנים יותר נדרש מימון כולל קטן יותר, שדרוש לבנייה הראשונית, אבל הם יכולים גם לפשט את כל ההנדסה כך שהכורים יהיו בטוחים וקלים יותר להדגמה, מה שבתורו יאיץ הן את הרישוי והן את המעבר לשלב המסחרי.

בזכות הגודל שלהם, כורים מתקדמים קורצים יותר לחברות השירותים. למשל, למימון של כור בהספק שני מגה-ואט, למשל, יש היתכנות גדולה יותר למגוון רחב הרבה יותר של חברות שירות מאשר תחנת כוח של אלף מגה-ואט.

ולא מדובר רק בטכנולוגיית הכור עצמה שעשויה לזרז את המעבר לשלב המסחרי. שיפורים במחשוב הוזילו מאוד את הכור, הוא מהיר וקל יותר להדגים באמצעותו את התהליכים הפנימיים בו, ובכך לאשרר את הפונקציונליות שלו.

IMSR-Nuclear-Island-2019-scaled

כור מתקדם של ‘טרסטיאל אנרג’י’
מקור:
terrestrialenergy.com

בניסיון לתרגם את השיפורים האלה לרווחים, התכנית ARPA-E’s MEITNER מממנת חידושים מסוג זה שנועדו להפחית עלויות ולשפר את הבטיחות בכורים מתקדמים, שכעת ניתן לתקף באמצעות סימולציה ממחושבת, משהו שבעבר דרש הדגמה פיזית בלבד.

כל זה מנוגד למה שידוע עד כה בכל הקשור במסחור של כורים מתקדמים. פיתוח טכנולוגיה חדשה לכורים הוא “משימה יקרה שאורכת עשורים”, כך לפי הערכות של אנשי התכנית.

כיום, חברות פרטיות מובילות פיתוח של כורים חדשים, והממשל הפדרלי בארה”ב תומך בחדשנות גרעינית באמצעות השקעות ממוקדות בשלבי מפתח של המחקר והפיתוח ובתהליכי המסחור, ואף מסייע ביצירת שוק ראשוני לכורים חדשים וחדשניים תוך שימוש בתכניות פדרליות שונות ליזמות.

כורים קטנים שמאפשרים פריסה ותפעול גמישים יותר מאפשרים למפתחים לפנות לפלח שוק נישתי כמו קהילות שמנותקות מהרשת באלסקה, או אתרי כרייה בקנדה, מקומות שבהם אי אפשר להקים כור קונבנציונאלי. הכורים הקטנים לא רק מפשטים את התכנון ואת הרישוי, אלא גם מאפשרים קיום של עסקים ואופני מימון שונים מהותית מהמקובל.

לכן, גם אם בשום אופן לא כדאי לקבל את הלו”ז שמפרסמים המפתחים, כדאי לזכור שהוא מבוסס על הימים שבהם המדינה הובילה את הפיתוח וכיום, במגזר הפרטי מפתחים רבים עברו כבר את שלב הרישוי והמימון של הכורים הקטנים.

בסופו של דבר, הצלחה או כישלון של גרעין מתקדם תהיה מבוססת על היכולת של המפתחים למצוא שווקי קצה, לפתח טכנולוגיות שיענו על הצרכים של חברות השירותים של ימינו ושל משתמשים אחרים, ויאמדו את שרשרת התפעול והאספקה שלהם מהר מספיק כך שיוכלו להאיץ הפקת לקחים והפחתת עלויות. סביר להניח שהם יהיו מסוגלים לעשות זאת מהר מכפי ששיערנו בתחילה.