Успешная коммерциализация усовершенствованных ядерных реакторов поможет снизить общие затраты по мере перехода США к системе получения чистой энергии, а увеличение инвестиций и повышение политической поддержки усовершенствованных ядерных технологий принесут далеко идущие национальные выгоды, показало исследование Института инновационных решений.
Доклад «Усовершенствование ядерной энергетики: оценка развертывания, инвестиции и влияние на будущее чистой энергетики Америки» был написан по предложению Управления по программам кредитования Министерства энергетики США, сообщили в калифорнийском институте в Беркли. В докладе используется общенациональная модель электроэнергетического сектора США с высоким разрешением, чтобы продемонстрировать по целому ряду сценариев, как усовершенствованные ядерные реакторы помогут сыграть важную роль в наименее затратном плане по переходу энергосети полностью на чистые источники энергии к 2050 г., при условии, что первые усовершенствованные реакторы будут доступны для внедрения к 2030 г.
В исследовании рассматриваются три технологические категории усовершенствованных ядерных реакторов: малые модульные легководные реакторы, высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы и усовершенствованные реакторы с накоплением тепловой энергии, которые отличаются разнообразием конструкций и планируются к внедрению в США в течение следующего десятилетия. По словам директора Института инновационных решений в области ядерной энергетики Адама Стейна, который является соавтором доклада, это дает более полную, реалистичную оценку потенциала усовершенствованной ядерной энергетики в декарбонизированной энергетической системе.
«Как правило, в докладах вообще не принято рассматривать усовершенствованные ядерные реакторы, и если все же эти технологии рассматриваются, то их эксплуатационные возможности моделируются так же, как для обычных реакторов, — сказал он. — Мы полагаем, что рассмотрение таких характеристик усовершенствованных реакторов может обеспечить получение большей части электроэнергии во всех ограничивающих сценариях, в то же время способствуя развитию разнообразия чистых источников энергии, таких как энергия ветра и солнечная энергия, и снижая затраты на систему в целом».
Исследование показало, что переход США к чистой энергетике с внедрением усовершенствованных ядерных технологий, может потребовать совокупных капитальных вложений для строительства усовершенствованных АЭС к 2035 г. в размере около 150–220 млрд долларов США, увеличившись до, в общей сложности, 830 млрд — 1,1 триллиона к 2050 г. В этом случае инвестиции на раннем этапе и «обучение на практике» приведут к существенному сокращению расходов по проекту и выравниванию затрат на электроэнергию для усовершенствованных ядерных технологий, что приведет к крупномасштабному развертыванию новых реакторов в масштабах всей страны.
Построенная модель дает видение коммерческого развертывания усовершенствованных реакторов, начиная с 2030 гг., и быстро ускоряющегося по мере роста энергетического сектора, где доля потенциальных поставок от усовершенствованных ядерных реакторов составит в 2050 г. около 20–48 % отечественной чистой электроэнергии — от 1 400 до 3 600 ТВт*ч в год.
Усовершенствованные ядерные реакторы могут сыграть основную роль в экономически эффективной декарбонизации, обеспечив надежную поддержку энергетической системе с высокой долей поставок от возобновляемых источников энергии, говорится в докладе. Использование технологий усовершенствованной ядерной энергетики при переходе США к чистой энергетике может помочь снизить затраты на будущую национальную систему чистой энергии, в то время как тепло и пар с низким уровнем выбросов от усовершенствованных АЭС могут поставлять надежную, чистую энергию для трудно декарбонизируемых секторов, таких как тяжелая и химическая промышленность, говорится в докладе.
«Даже в случае, когда первые в своем роде усовершенствованные реакторы внедряются при высоком уровне текущей оценки затрат и извлекают выгоду из очень небольшого технологического опыта, по мере развертывания дополнительных блоков усовершенствованная ядерная энергетика захватывает значительную долю будущей выработки электроэнергии. Этот вывод указывает на то, что усовершенствованные технологии ядерной энергетики предоставляют важные и чрезвычайно ценные преимущества для энергетической системы», говорится в докладе.
Кроме того, усовершенствованные ядерные реакторы можно внедрить на электростанции, работавшие на ископаемом топливе, используя при этом уже существующую инфраструктуру, увеличив экономические инвестиции и содействуя справедливому переходу для местных общин. Успешный ядерный сектор создаст в будущем около 74 000–223 000 постоянных рабочих мест по направлению эксплуатации и технического обслуживания (и это только к 2050 г.).
Барьеры, мешающие развертыванию усовершенствованных технологий ядерной энергетики, потенциально можно преодолеть за счет: срочных капиталовложений, расширения возможностей для снижения затрат и создания общих возможностей для внутреннего рынка; недопущения перерасхода средств по ранним проектам и снижения издержек, что повысит скорость и масштабы развертывания; развития цепочек изготовления и поставок топлива и комплектующих; создания новой федеральной нормативно-правовой базы и упорядочения действующих правил для обеспечения своевременного лицензирования и строительства; и отмены государственных мораториев и ограничений на ядерные проекты, что расширит возможности рынка и привлечет новые капитальные инвестиции в штаты, которые реформируют существующее законодательство.
«Новые усовершенствованные ядерные технологии в конечном итоге составят конкуренцию на рынке благодаря стоимости, эксплуатационным параметрам и способности удовлетворять разнообразные потребности заказчиков, обеспечивая баланс между этими составляющими, такие технологии станут доминирующими», — говорится в докладе. «Раннее внедрение усовершенствованных ядерных технологий может стать наиболее конкурентоспособным или эффективным для конкретных целевых рынков и заказчиков, включая существующие площадки АЭС, площадки с остановленными заводами по производству ископаемого топлива, отдаленные или островные общины и военные установки. Однако по мере расширения масштабов развертывания таких реакторов, снижения с течением времени затрат, потребность в гарантированной выработке энергии, которая обеспечивает требуемые эксплуатационные характеристики, может стимулировать широкое внедрение этих технологий в масштабах всей страны в поддержку дальнейшего развития стратегии получения доступной чистой энергии».