چرا راکتورهای هسته ای پیشرفته به صنعت و کشورهای وابسته به زغال سنگ سود می رساند؟

سازنده مواد شیمیایی Dowداو
یک راکتور هسته ای کوچک برای کاربردهای صنعتی ایجاد خواهد کرد که به طور بالقوه جایگزین گاز طبیعی می شود که اکنون در دمای بسیار بالا سوزانده می شود تا تغییراتی در ترکیبات شیمیایی ایجاد کند. با این حال، فناوری‌های هسته‌ای پیشرفته بدون انتشار کربن به همان نتیجه می‌رسند.

راکتورهای با دمای بالا به اصطلاح نسل چهارم بیشتر برای تولید برق شناخته می شوند. اما آنها می توانند توسط صنعت نیز استفاده شوند. از آنجایی که آنها در دمای 800 درجه سانتیگراد کار می کنند، می توانند مواد شیمیایی را پردازش کنند، آب اقیانوس ها را نمک زدایی کنند و هیدروژن تمیز برای برق و حمل و نقل تولید کنند. حتی بهتر از آن: راکتورها می‌توانند مکان‌هایی را که قبلاً نیروگاه‌های زغال‌سنگ بسته شده بودند، پیدا کنند و سلامت اقتصادی را به مناطق ویران شده کشور بازگردانند.

پاتریک وایت، مدیر پروژه می گوید: «الکتریسیته میوه کم آویزان است اتحاد نوآوری هسته ای، در گفتگو با این نویسنده ما هنوز انرژی هسته ای را با تاسیسات شیمیایی بزرگ ادغام نکرده ایم. ممکن است برخی از سکسکه ها و چیزهایی وجود داشته باشد که باید برطرف شوند. اما در پایان دهه شاهد اولین راکتورها برای کاربردهای صنعتی خواهیم بود. پس از ساخت رآکتورهای چهارم و پنجم، شرکت ها به صورت دسته جمعی ثبت نام خواهند کرد. هدف کربن زدایی است.»

به طور خاص، داو با X-energy همکاری می کند برای توسعه یک راکتور مدولار کوچک در یکی از سایت‌های Dow در امتداد ساحل خلیج فارس، که می‌تواند در سال 2030 فعال شود. داو همچنین در X-energy مالکیت اقلیت دارد. هر راکتور مدولار می تواند 80 مگاوات تولید کند. اما می‌توان آن‌ها را در کنار هم قرار داد تا 320 مگاوات تولید کند و نیروی بار پایه تمیز، قابل اعتماد و ایمن را برای پشتیبانی از سیستم‌های برق یا کاربردهای صنعتی فراهم کند.

راکتورهای هسته ای موجود ایالات متحده نسل دوم هستند، اگرچه شرکت ساترن در حال ساخت رآکتورهای نسل سوم توسعه یافته توسط وستینگهاوس است. راکتورهای کوچک مدولار نسل چهارم هستند که برق بیشتری را با هزینه کمتر تولید می کنند. نسل سوم و چهارم به طور خودکار در مواقع اضطراری خاموش می شوند.

می‌گوید: «فناوری هسته‌ای کوچک ماژولار پیشرفته ابزاری حیاتی برای مسیر Dow ​​به سمت انتشار کربن صفر و توانایی ما برای ایجاد رشد با ارائه محصولات کم کربن به مشتریان خواهد بود.» جیم فیترلینگ، مدیر اجرایی داو. «فناوری X-energy یکی از پیشرفته‌ترین‌ها است و در صورت استقرار، قدرت و بخار ایمن، قابل اعتماد و کم کربن را ارائه می‌دهد.»

کربن زدایی بخش ها سخت است

در حال حاضر 99 درصد از هیدروژن تولید شده در جهان از سوخت های فسیلی بوده است. به آن هیدروژن خاکستری می گویند. هدف رسیدن به هیدروژن سبز است که به موجب آن پنل های خورشیدی یا توربین های بادی با استفاده از الکترولیز برق تولید می کنند. اما گرما و الکتریسیته حاصل از انرژی هسته‌ای می‌تواند مولکول آب را برای تولید هیدروژن که برای پالایش نفت، تولید فولاد یا مواد شیمیایی استفاده می‌شود، تقسیم کند.

چنین فرآیندی بدون انتشار و بسیار مورد نیاز است. بر اساس آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحدهانرژی الکتریکی 25 درصد از گازهای گلخانه ای جهان را تولید می کند، در حالی که عملیات صنعتی 24 درصد را تشکیل می دهد. حمل و نقل 27٪ را در سال 2020 تشکیل داده است.

انرژی هسته ای همچنین می تواند آب دریا را نمک زدایی کند. بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، روزانه 40 میلیون متر مکعب آب آشامیدنی عمدتاً در خاورمیانه و شمال آفریقا با استفاده از سوخت‌های فسیلی برای استخراج بخار یا برق برای تسهیل فرآیند تولید می‌شود. اما اشاره می‌کند که نیروگاه‌های انرژی هسته‌ای و نمک‌زدایی در ژاپن و قزاقستان، جایی که تأسیسات تجاری از دهه 1970 در آن‌ها کار می‌کنند، ترکیب می‌شوند.

وایت اتحادیه می گوید: «اگر ما به انرژی پاک علاقه مندیم، به تمام منابع سوختی که داریم فکر کنیم. تولید برق حدود 25 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای ما است. هسته‌ای می‌تواند بخش‌های صنعتی را که به سختی کربن‌زدایی می‌کنند، حل کند. نیروگاه های هسته ای نیز باید با ظرفیت کامل کار کنند. استفاده از آنها برای نمک‌زدایی و تولید هیدروژن - در حالی که برق قابل اطمینان تولید می‌کند - هم افزایی خوب و مقرون به صرفه است.

مطمئناً موانع زیادی برای غلبه بر وجود دارد. سوخت های هسته ای اغلب بر اساس غلظت آنها در یک ایزوتوپ اورانیوم خاص، U-235 مشخص می شود. راکتورهایی که امروزه در ایالات متحده کار می کنند به سطح غنی سازی سوخت 3 تا 5 درصد U-235 نیاز دارند که به عنوان سوخت اورانیوم با غنای پایین شناخته می شود. بسیاری از راکتورهای پیشرفته در حال توسعه به سطوح غنی سازی سوخت بالاتری نیاز دارند که برخی از آنها تا 20 درصد U-235 می رسد. این سوخت اورانیوم با غنای بالاتر اورانیوم با سنجش بالا و با غنای پایین (HALEU) نامیده می شود.

چالش اصلی راکتورهای پیشرفته ای که به سوخت HALEU نیاز دارند این است که این ماده به صورت تجاری در ایالات متحده در دسترس نیست. تنها تامین کننده شرکت دولتی روسیه TENEX است که در شرایط امروزی مطلوب نیست. اما مشوق های فدرال می تواند تولید داخلی سوخت را تسریع کند و یک زنجیره ارزش پایدار ایجاد کند. در غیر این صورت استرالیا، کانادا و قزاقستان نیز آن را ارائه می دهند.

آیا هسته ای می تواند جایگزین زغال سنگ شود؟

در عین حال، هزینه ساخت آن راکتورهای هسته ای پیشرفته به سختی قابل محاسبه است. پس از اینکه توسعه دهندگان شروع به طراحی کارخانه ها و هزینه های مدل سازی کردند، اطمینان بیشتری حاصل خواهد شد. علاوه بر این، با قیمت‌گذاری کربن در جامعه، انرژی هسته‌ای جذاب‌تر خواهد شد. در نظر بگیرید که جنرال الکتریک هیتاچی انرژی هسته ای با تولید برق انتاریو برای ساخت یک راکتور کوچک که در سال 2024 شروع به کار می کند، کار می کند: آنها در تلاش هستند تا دیگران را وادار کنند که همین فناوری را برای کاهش هزینه ها پیاده سازی کنند.

البته انرژی هسته ای از زمان حادثه جزیره تری مایل در سال 1979 با مقاومت مواجه شده است. اما تلاش های کربن زدایی می تواند آن را تغییر دهد - به ویژه تلاش هایی که برای کمک به مناطق وابسته به زغال سنگ است. قانونگذار ویرجینیای غربی سیاست هایی را تصویب کرده است که به راکتورهای کوچک مدولار اجازه می دهد تا جایگزین نیروگاه های زغال سنگ بازنشسته شوند. ایندیانا، ایلینوی، مونتانا و وایومینگ در حال بررسی حرکت های مشابهی هستند.

در واقع، سیمون آیریش، مدیر اجرایی انرژی زمینی، می نویسد که نیروگاه های هسته ای نسل چهارم می توانند جایگزین تأسیسات زغال سنگ شوند و جوامعی را که میزبان آن ها بوده اند، تقویت کنند. از آنجایی که آن راکتورهای پیشرفته می توانند در همان دماهای یک دیگ بخار زغال سنگ کار کنند، این یک ایده عملی است. علاوه بر این، واحد جایگزین بدون آلایندگی است.

جیگر شاه، مدیر دفتر برنامه های وام وزارت انرژی، این تفکر را تایید می کند و می گوید که این حرکت یک شروع منطقی است، زیرا زیرساخت ها و اتصالات شبکه از قبل برقرار است. آژانس او ​​11 میلیارد دلار برای کمک به توسعه راکتورهای مدولار کوچک فراهم می کند.

وایت از اتحاد نوآوری هسته‌ای می‌گوید: «اگر صنعت هسته‌ای همان کاری را که برای چندین دهه انجام می‌دهد، انجام دهد، مردم مردد خواهند بود. او با مردم برخورد خوبی نداشته است. ما اکنون فرصتی برای دادن فرصتی دوباره به هسته ای به دلیل کربن زدایی داریم. اما ما باید با جوامع اعتماد کنیم و فناوری ها را توضیح دهیم. ما باید مطمئن شویم که آنها با آن راحت هستند. ما باید یک مجوز اجتماعی برای انرژی هسته ای بگیریم - به طوری که مردم آن را در حیاط خانه خود بخواهند.

رنسانس انرژی هسته ای ممکن است بالاخره اتفاق بیفتد. کربن زدایی انگیزه است. اما قانون کاهش تورم مزایای مالیاتی را اضافه می کند که علاقه سرمایه گذاران و وام دهندگان را برانگیخته و به نفع جوامع حساس و اقتصاد گسترده تر است. داو فرصتی را نشان می دهد - یک پیشروی بالقوه برای تولیدکنندگان دیگر.