Polski Atom

Materiał informacyjny
opracowany przez Departament Energii Jądrowej
Ministerstwa Klimatu i Środowiska
11 lutego 2022 r.

BIEŻĄCE WYDARZENIA W ENERGETYCE JĄDROWEJ NA ŚWIECIE

1. EDF KUPI CZĘŚĆ DZIAŁALNOŚCI JĄDROWEJ GE STEAM POWER

Amerykański koncern GE zgodził się sprzedać francuskiemu EDF część działalności GE Steam Power w zakresie energetyki jądrowej, w tym produkcję turbin Arabelle do elektrowni jądrowych zlokalizowaną w Belfort we wschodniej Francji.

Proponowana transakcja obejmuje wyposażenie GE Steam Power dla wyspy konwencjonalnej nowych elektrowni jądrowych - w tym najpotężniejszą turbinę parową na świecie - Arabelle oraz konserwację i modernizację istniejących elektrowni jądrowych.

Transakcja – której warunków finansowych nie ujawniono – obejmowałaby również technologię turbin parowych dla przyszłych elektrowni jądrowych, takich jak ciśnieniowy reaktor wodny EPR2 i małe reaktory modułowe (SMR).

Aktywność jądrowa w ramach proponowanej transakcji zlokalizowana jest w około 15 krajach, z czego prawie 70% we Francji w zakładach produkcyjnych GE Steam Power w Belfort i La Courneuve.

GE utrzyma skoncentrowaną na usługach działalność Steam Power i będzie nadal świadczyć najlepsze w swojej klasie usługi dla wysp z turbinami jądrowymi w regionie obu Ameryk o sumarycznej mocy ponad 100 GW, a także zatrzyma firmę GE Hitachi Nuclear Energy, która wdroży pierwszą komercyjną sieć SMR w Kanadzie.

Prezes i dyrektor generalny EDF, Jean-Bernard Lévy, stwierdza: „Kryzys klimatyczny potwierdza rolę energii jądrowej. EDF z dumą przyczynia się do osiągnięcia neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla poprzez zachowanie tej technologii. Działania, w tym produkcja turbin Arabelle, umożliwią EDF wzmocnienie kluczowych technologii i umiejętności dla działającej floty jądrowej oraz dla nowych projektów jądrowych we Francji i na świecie”.

Proponowana transakcja podlega konsultacjom z przedstawicielami pracowników i innym zwyczajowym warunkom zamknięcia, w tym wymogom regulacyjnym. Transakcja ma zostać sfinalizowana w pierwszej połowie 2023 roku.

Turbiny parowe GE Steam Power są obecnie instalowane w połowie elektrowni jądrowych na świecie, w tym we wszystkich elektrowniach EDF we Francji.

W czerwcu 2014 r. zakład produkujący turbiny jądrowe, podobnie jak pozostała działalność energetyczna została przejęta przez GE od francuskiej grupy Alstom, która zachowała 50% udziałów w swojej działalności w zakresie jądrowych turbin parowych.

Państwo francuskie zgodziło się również na przejęcie do 20% akcji Alstomu. Usługi w zakresie jądrowej technologii parowej Alstom zostały objęte wspólnym przedsięwzięciem 50:50 Global Nuclear & French Steam Alliance, które obejmowało produkcję i serwis turbin parowych Arabelle dla elektrowni jądrowych, jak również urządzeń Alstom do turbin parowych oraz ich serwisowanie we Francji. Transakcja ta została sfinalizowana w listopadzie 2015 roku po niezbędnych konsultacjach, zgodach regulacyjnych i akcjonariuszy.

2. OKLO I ARGONNE SKOMERCJALIZUJA ZAAWANSOWANĄ TECHNOLOGIĘ RECYKLINGU PALIW

Kalifornijska firma Oklo Inc poinformowała, że podpisała z Argonne National Laboratory porozumienie formalizujące ich zobowiązanie do komercjalizacji technologii recyklingu zaawansowanego paliwa reaktorowego w ramach projektu finansowanego przez Departament Energii USA.

Projekt obejmuje prace nad technologią elektrorafinacji w celu recyklingu paliwa do wykorzystania w zaawansowanych elektrowniach jądrowych. Komercjalizacja tej technologii pomoże obniżyć koszty paliwa jądrowego, jednocześnie zmniejszając ryzyko związane z łańcuchem dostaw.

Partnerstwo jest wynikiem mechanizmu podziału dotacji przyznanych przez Fundusz Komercjalizacji Technologii Departamentu Energii (TCF), który wykorzystuje finansowanie badań i rozwoju w stosowanych programach energetycznych w celu opracowania obiecujących technologii energetycznych o potencjale dużego wpływu na redukcję emisji.

W ubiegłym roku TCF przyznało ponad 30 milionów dolarów z funduszy federalnych, dorównując ponad 35 milionami dolarów z funduszy sektora prywatnego, na łącznie 68 projektów w 12 laboratoriach krajowych.

Jacob DeWitte, dyrektor generalny Oklo powiedział, że partnerstwo z Argonne pomoże obniżyć koszty paliwa dla zaawansowanych reaktorów, a tym samym ogólne koszty energii z energetyki jądrowej. „W zużytym paliwie znajdują się ogromne rezerwy energii, które mogą zapewnić bezemisyjną energię dla całych narodów przez stulecia, jednocześnie zmniejszając objętość i aktywność materiałów odpadowych”.

Proponowany przez firmę Oklo projekt Aurora to reaktor na neutronach prędkich, który wykorzystuje rurki cieplne (ciepłowody) do transportu ciepła z rdzenia reaktora do systemu konwersji mocy z nadkrytycznym dwutlenkiem węgla w celu generowania elektryczności. Wykorzystując metaliczne nisko wzbogacone paliwo o wysokiej zawartości uranu HALEU, „elektrownia” Aurora dysponuje mocą około 1,5 MWe i może również wytwarzać ciepło użytkowe.

Departament Energii wydał pozwolenie na użytkowanie takiej jednostki, która ma zostać zbudowana w Narodowym Laboratorium Idaho, a amerykańska Komisja Regulacji Jądrowych (NRC) w czerwcu 2020 r. przyjęła do przeglądu wniosek złożony przez Oklo o licencję (combined licence application, COLA) dla elektrowni, chociaż regulator w styczniu tego roku stwierdził, że nie otrzymał wystarczających informacji, aby kontynuować przegląd.

Oklo poinformowała niedawno, że omawia dalsze kroki z regulatorem i kontynuuje prace nad zaawansowanym reaktorem rozszczepieniowym „jako kluczem do przyszłości czystej energii”.

3. PRZYSPIESZA BUDOWA REAKTORA MBIR W ROSJI

Budowa rosyjskiego wielofunkcyjnego reaktora badawczego MBIR chłodzonego sodem na neutronach prędkich pod koniec 2021 r. była o 8% realizowana przed terminem, a obecnie oczekuje się, że zostanie zakończone w 2027 r., rok wcześniej niż wcześniej planowano.

Podczas niedawnego spotkania operacyjnego dyrektor ds. inwestycji kapitałowych, państwowego nadzoru budowlanego i ekspertyz państwowych w Rosatomie Giennadij Sacharow poinformował, że pomimo globalnych wyzwań gospodarczych i trwających ograniczeń związanych z koronawirusem, prace realizowane są z wyprzedzeniem.

Sprawna instalacja wyposażenia szybu reaktora przeprowadzona w 2021 r. pozwoliła rozpocząć następny etap – instalacja zbiornika reaktora.

Sacharow zauważył, że dotychczasowe postępy umożliwią ukończenie budowy reaktora na początku 2027 roku – na rok przed planowanym terminem i będzie on dostępny dla partnerów międzynarodowych w ramach programów badawczych w następnym roku.

Zbiornik reaktora MBIR ma zostać dostarczony na plac budowy w pierwszym kwartale 2022 roku. Niedawno przeprowadzono testowy montaż tego zbiornika w wołgodońskim oddziale firmy AEM Technology.

MBIR jest budowany na terenie Instytutu Badawczego Reaktorów Jądrowych (NIIAR) w Dmitrowgradzie w rosyjskim obwodzie Uljanowsk. Jest reaktorem prędkim chłodzonym sodem o mocy 150 MWt i projektowanym okresie eksploatacji do 50 lat. Będzie to wielopętlowy reaktor badawczy zdolny do testowania chłodziw ołowiowych, ołowiowo-bizmutowych i gazowych, zasilany paliwem MOX (mieszanina tlenku uranu i plutonu). NIIAR zamierza zbudować na miejscu instalacje zamkniętego cyklu paliwowego dla MBIR, wykorzystując technologię pirochemicznego przetwarzania wypalonego paliwa, którą opracowała na skalę pilotażową.

MBIR ma być otwarty na współpracę zagraniczną, w ramach Międzynarodowego Projektu Innowacyjnych Reaktorów Jądrowych i Cyklów Paliwowych MAEA. MBIR zastąpi eksperymentalny reaktor prędki BOR-60, który rozpoczął pracę w instytucie NIIAR w 1969 roku.

4. PODPISANO UMOWĘ UMOŻLIWIAJĄCĄ WZNOWIENIE PRAC NAD ANGRA 3

Brazylijski koncern energetyczny Electronuclear poinformował, że konsorcjum złożone z firm Ferreira Guedes, Matricial i ADtranz będzie kontynuować prace nad ukończeniem trzeciego bloku elektrowni jądrowej Angra w Rio de Janeiro.

Konsorcjum zostało wybrane w przetargu w lipcu ubiegłego roku po złożeniu zwycięskiej oferty w wysokości 292 mln BRL (56,1 mln USD). Po zakończeniu etapów odwoławczych, trzy firmy pomyślnie przeszły ocenę zgodności, zanim pod koniec stycznia zarząd Elektronuklear zatwierdził podpisanie umowy.

Po podpisaniu kontraktu konsorcjum rozpocznie przygotowanie placu budowy, aby wkrótce wznowić budowę elektrowni. Tak zwany plan krytycznej ścieżki przyspieszenia obejmuje w pierwszym rzędzie ukończenie betonowej osłony budynku reaktora Angra 3.

Firma dodaje, że ponadto zostanie wykonana ważna część montażu elektromechanicznego, która obejmuje zamknięcie stalowej obudowy bezpieczeństwa oraz montaż basenu zużytego paliwa i suwnicy karuzelowej.

Osobny przetarg odbędzie się na ukończenie prac budowlanych i montażu elektromechanicznego zakładu. Budowa bloku została wstrzymana po raz drugi w 2015 roku, ale jest obecnie ukończona w 65%. Electronuclear stwierdził w lipcu ubiegłego roku, że ma nadzieję rozpocząć eksploatację bloku wyposażonego w rektor PWR Konvoi o mocy 1340 MWe w listopadzie 2026 roku.

INNE WIADOMOŚCI

Gubernator Zachodniej Wirginii Jim Justice podpisał ustawę, która pozwoli na budowę i eksploatację elektrowni jądrowych w tym stanie, kończąc zakaz energetyki jądrowej, który obowiązuje od 1996 r. Maria Korsnick, prezes i dyrektor generalna Instytutu Energii Jądrowej, powiedziała, że „decyzja Wirginii Zachodniej patrząca i myśląca o przyszłości” jest częścią ogólnokrajowego trendu. „Usunięcie przestarzałych polityk, takich jak moratorium na budowę elektrowni jądrowych, służy jako krok w kierunku bezemisyjnej przyszłości i zapewnia niezawodną i opłacalną transformację energetyczną, która tworzy dobrze płatne, długoterminowe miejsca pracy” – dodała.

Słowacka firma Slovenské Elektrárne ostrzegła, że proponowany podatek od wytwarzania energii jądrowej może zmusić firmę do bankructwa i wstrzymać uruchomienie bloku nr 3 elektrowni jądrowej Mochovce, a także dokończenie bloku nr 4. Firma poinformowała, że jej zysk za 2022 r. ma wynieść 92 mln euro (105 mln dolarów), ale podatek od tzw. nadmiernego zysku wyniesie do 207 mln euro, natomiast w 2023 r. spodziewany zysk wyniesie 320 mln euro, przy podatku do 608 mln euro. „W tych warunkach nie możemy sobie wyobrazić, aby banki finansujące zgodziły się na odroczenie spłaty, gdy obecne zadłużenie firmy będzie znacznie powyżej standardu branżowego”, powiedział prezes Slovenské elektrárne, Branislav Strýček.

Nucleoeléctrica Argentina ogłosiła, że jej elektrownie jądrowe osiągnęły rekordową produkcję energii elektrycznej w 2021 roku. Elektrownie Atucha I, Atucha II i Embalse wyprodukowały w ubiegłym roku łącznie 10 169 694 MWh, co odpowiadało 7,17% całkowitej produkcji energii elektrycznej w kraju i pozwoliło uniknąć emisji dwutlenku węgla około 4,7 mln ton. Elektrownie miały łączny współczynnik obciążenia 71,5%.

 

OPINIE, KOMENTARZE

CENTRALNE SYSTEMY CIEPŁOWNICZE ZASILANE Z ELEKTROWNI JĄDROWYCH

1.02.2022 r. POWER

Ishai Oliker

Energia jądrowa jest konkurencyjna w zastosowaniach do miejskich systemów ciepłowniczych. Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej około 43 reaktorów jądrowych na całym świecie – głównie w Europie Wschodniej i Rosji – oprócz wytwarzania energii elektrycznej zapewnia ogrzewanie komunalne. Połączone systemy ciepłownicze i energetyczne są bardziej atrakcyjne w przypadku nowych małych i średnich reaktorów jądrowych, ponieważ projekty te zawierają ulepszone funkcje bezpieczeństwa, wymagają mniejszych inwestycji, stwarzają mniejsze ryzyko finansowe i mogą być łatwiejsze do lokalizacji bliżej użytkowników końcowych.

Birdsill Holly zaprojektował w 1877 roku pierwszy system ciepłowniczy (district heating, DH), który odniósł sukces finansowy, w Lockport w stanie Nowy Jork. Jego system, oparty na dostarczaniu pary, znalazł licznych naśladowców. Do 1887 r. w USA działało 20 systemów ciepłowniczych.

Kogeneracja (combined heat and power, CHP) została wprowadzona już w 1890 roku. Po tych wczesnych próbach, szersze wdrażanie systemów ciepłowniczych rozpoczęło się na początku XX wieku. Celem było zracjonalizowanie sposobów ogrzewania dużych grup budynków z elektrowni centralnej lub kotłowni poprzez odpowiednie medium dystrybucyjne. W USA tym medium była para, podczas gdy w Europie dominującym medium dystrybucyjnym była gorąca woda.

W ciągu ostatnich 30 lat systemy ciepłownicze i chłodnicze w USA znacznie się rozwinęły w wielu miastach na obszarze całego kraju, m.in. w St.Paul w Minnesocie; Trenton w New Jersey; Jamestown, Buffalo i Schenectady w stanie Nowy Jork; Indianapolis w Indiana; Springfield w Massachusetts; Hartford w Connecticut; i Manitowoc w Wisconsin. Tymczasem stare instalacje parowe w Nowym Jorku; Bostonie w Massachusetts; Filadelfi w Pensylwanii; Baltimore w Maryland; St Louis w Missouri; Youngstown i Dayton w Ohio i Rochester w stanie Nowy Jork zostały zmodernizowane i/lub rozbudowane. We wszystkich tych systemach paliwa kopalne są obecnie źródłem energii. Jednak rozbudowa tych i innych systemów daje możliwość wdrożenia nowoczesnych źródeł energii jądrowej.

Aktualny stan działania systemów ciepłowniczych opartych na energii jądrowej

Sieciowe ciepłownictwo jądrowe wydaje się obiecujące dla obszarów miejskich nękanych zanieczyszczeniem powietrza i gazami cieplarnianymi uwalnianymi ze spalania paliw kopalnych. Zaletami dostaw ciepła jądrowego są oszczędność paliwa, poprawa stanu środowiska i redukcja ciepła odprowadzanego do atmosfery. Prawie dwie trzecie ciepła wytwarzanego w konwencjonalnej elektrowni jądrowej jest uwalniane do środowiska. Dobrze zaprojektowany system kogeneracji (CHP) może zwiększyć efektywność energetyczną elektrowni jądrowej z około 33% do 80%. Typowe jądrowe systemy ciepłownicze pobierają ciepło z obiegu wtórnego reaktora. Ciepło jądrowe w postaci gorącej wody można ekonomicznie dostarczać na odległość do 150 km po konkurencyjnych kosztach i przy stratach ciepła wynoszących zaledwie od 2% do 3%.

Gdy jądrowy system ciepłowniczy zastępuje indywidualne kotły grzewcze, emisje z procesu spalania z tysięcy małych kominów zostają wyeliminowane. Energia jądrowa może być konkurencyjna w zastosowaniach miejskich systemów ciepłowniczych. Dlatego uzasadnione jest dokonanie przeglądu najnowszych technologii ciepłowniczych wykorzystujących energię jądrową.

Stany Zjednoczone

Według ostatnich szacunków amerykańskiej Agencji Informacji Energetycznej w Stanach Zjednoczonych działa ponad 660 lokalnych systemów energetycznych z instalacjami w każdym stanie. Jednak lista dużych systemów ciepłowniczych opartych na gorącej wodzie, możliwych do zastosowania w jądrowych systemach ciepłowniczych, jest ograniczona.

W Connecticut przeprowadzono szeroko zakrojone badanie, które skupiło się na wykorzystaniu ciepła odpadowego z istniejącej elektrowni jądrowej. Stwierdzono znaczne korzyści z wykorzystania ciepła jądrowego, ale autorzy doszli do wniosku, że osiągnięcie maksymalnych korzyści ekonomicznych i społecznych wymagałoby modyfikacji obowiązujących przepisów i praktyk. Zasugerowano, że należałoby rozważyć szerszą perspektywę energetyczną, w tym zniesienia nierównego traktowania różnych źródeł energii oraz włączenie planowania przestrzennego i związanego z nim rozwoju gospodarczego do tego procesu.

Technologie jądrowe nowej generacji w USA obejmują między innymi modułowy pryzmatyczny reaktor wysokotemperaturowy chłodzony gazem (HTGR) o mocy cieplnej do 625 MWt, z różnymi konfiguracjami systemów transportu ciepła, które dostarczają parę i/lub płyny o wysokiej temperaturze. Różnorodność zakresów mocy, temperatur i konfiguracji systemu transportu ciepła zapewniają elastyczność w dostosowywaniu modułów do określonych zastosowań, w tym CHP. Projekt reaktora został zatwierdzony przez Ustawę o polityce energetycznej z 2005 r. Projektem zarządza Narodowe Laboratorium Idaho, finansowane przez Departament Energii. W 2010 roku został utworzony Sojusz Przemysłu Elektrowni Jądrowych Nowej Generacji (NGNP) w celu promowania rozwoju i komercjalizacji tego reaktora HTGR.

Rosja

Sieci ciepłownicze stanowią ponad 70% całego ciepła zużywanego w Rosji do ogrzewania pomieszczeń i ciepłej wody użytkowej. Wiele działających rosyjskich elektrowni jądrowych wykorzystuje gorącą parę z reaktora do zasilania sieci ciepłowniczych.

Przed końcem 2019 r. pierwszy blok rosyjskiej elektrowni jądrowej Leningrad II został podłączony do systemu ciepłowniczego miasta Sosnowy Bór (65 000 mieszkańców). Siłownia jądrowa jest wyposażona w nowy reaktor WWER-1200, który zapewnia energię elektryczną i ciepło utracone po zamknięciu pierwszego z czterech starych bloków RBMK-1000 z początku lat 70. w pobliskiej elektrowni Leningrad I.

Wiele rosyjskich miast wyraziło zainteresowanie wykorzystaniem małych reaktorów jądrowych do dostarczania ciepła i energii. Studium wykonalności przeprowadzone przez Rosatom wykazało, że w tym celu w 14 miejscach można potencjalnie rozmieścić do 38 reaktorów CHP. Instytut Badawczo-Rozwojowy Energetyki Dollezhal (NIKIET) ukończył projekt wykonawczy reaktora z wodą wrzącą VK-300 o mocy cieplnej 750 MW i mocy elektrycznej od 150 MW do 250 MW, w zależności od wymaganego rozkładu ciepła i prądu. Wykorzystuje on sprawdzone komponenty, w tym elementy paliwowe podobne do dużych, znanych konstrukcji z wodą pod ciśnieniem typu WWER. VK-300 cechują pasywne chłodzenie i funkcje bezpieczeństwa i nie wymaga interwencji operatora w sytuacji awaryjnej ani dostarczania prądu lub wody spoza terenu obiektu. VK-300 ma dwuwarstwową obudowę bezpieczeństwa, a konsekwencje jakiegokolwiek wypadku nie powinny wykraczać poza granice elektrowni. Następnym krokiem byłoby stworzenie programu wdrożenia instalacji pilotażowej.

Pływająca elektrownia jądrowa Akademik Łomonosow została podłączona do sieci energetycznej i po raz pierwszy rozpoczęła wytwarzać energię elektryczną w odizolowanej sieci Chaun-Bilibino w porcie Pewek na Czukotce na Dalekim Wschodzie Rosji w grudniu 2019 roku. Kilka miesięcy później w maju 2020 r. zaczęła dostarczać 70 MW ciepła i ciepłej wody użytkowej do sieci ciepłowniczej Peweku. Obiekt jest wyposażony w reaktory KLT-40S, warianty konstrukcji KLT-40, które zostały opracowane do napędu lodołamaczy arktycznych.

Chiny

Chińska sieć ciepłownicza jest jedną z największych na świecie, ale jest również głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza w wyniku spalania węgla w wielu miastach. Chiny znacząco rozwijają swój rynek ciepłowniczy, pokrywając blisko 55% zapotrzebowania na ciepło w północnych Chinach. Chiny niedawno uruchomiły swój pierwszy komercyjny system CHP oparty na energii jądrowej, wykorzystując dwa nowo działające reaktory AP1000 w elektrowni jądrowej Haiyang do ogrzewania 650 tys. metrów kwadratowych mieszkań w Haiyang, nadmorskim mieście w prowincji Shandong o populacji około 658 tys. mieszkańców. Planowana jest późniejsza modyfikacja jednostek, która może zwiększyć wydajność grzewczą do 18 mln metrów kwadratowych mieszkań o promieniu ogrzewania około 90 km.

Projekt ciepłownictwa jądrowego w Haiyang dostarcza nieradioaktywną parę z obiegu wtórnego obu jednostek AP1000 przez znajdujący się na miejscu wielostopniowy wymiennik ciepła przed przejściem poza teren zakładu do stacji wymiany ciepła prowadzonej przez lokalną firmę ciepłowniczą.

Chiny budują także komercyjną elektrownię wyposażoną w moduły o mocy 250 MWt składające się z bliźniaczych reaktorów wysokotemperaturowych HTR-PM. Początkowo instalacja wykorzystywana była do demonstracji wytwarzania energii elektrycznej za pomocą turbiny parowej. Ponieważ technologia reaktora HTR-PM umożliwia uzyskiwanie temperatury wylotowej 750 stopni C, to długoterminowym celem projektu jest produkcja pary technologicznej dla przemysłu i wytwarzanie wodoru. Instytut Technologii Jądrowych i Nowych Energii Uniwersytetu Tsinghua w Pekinie opracowuje termochemiczny proces jodowo-siarkowy i wysokotemperaturową elektrolizę parową (HTSE). Naukowcy z powodzeniem przeprowadzili ostatnio testy ciągłej produkcji wodoru dla obu procesów. Projekty wodorowe będą w przyszłości realizowane za pomocą reaktorów HTR-PM. Ponadto Chiny chcą eksportować technologię HTR-PM; w 2016 roku podpisały szereg umów z Arabią Saudyjską o współpracy przy wdrażaniu kogeneracji do odsalania wody morskiej w tym kraju.

Szwajcaria

Elektrociepłownia jądrowa Beznau (2 x 365 MWe) od wielu lat z powodzeniem dostarcza nie tylko energię, ale także ciepło. Beznau dostarcza 80 MWt ciepła do domów i przemysłu poprzez sieć ciepłowniczą o długości 120 km obsługującą 11 miast.

Od grudnia 1979 r. EJ Gösgen z reaktorem wodnym ciśnieniowym (PWR) o mocy 1010 MWe, dostarcza parę technologiczną do fabryki tektury i innych pobliskich odbiorców ciepła. W budynku turbin około 1% pary jest odprowadzane z systemu pary świeżej do ogrzewania obiegu wodno-parowego, który biegnie przez linię parową o długości 1,5 km do fabryki tektury. Linia ma maksymalną wydajność 68000 kg/h pary, pracując pod ciśnieniem 12 atmosfer i w temperaturze ponad 2050C. Moc układu przekazywanego ciepła wynosi około 45 MWt. W 1996 roku system został rozbudowany o lokalną sieć ciepłowniczą w pobliskich gminach. W 2009 roku wybudowano osobny obieg wodno-parowy dla innej fabryki papieru.

Finlandia

Finlandia posiada rozległą, nowoczesną infrastrukturę centralnego ogrzewania z ciepłą wodą. System ciepłowniczy w Helsinkach rozpoczął działalność w 1953 r., a dziś ciepłownictwo pokrywa ponad 93% miejskiego zapotrzebowania na energię cieplną. System nadaje się do zasilania z elektrociepłowni jądrowych.

W lutym 2020 r. Centrum Badań Technicznych VTT w Finlandii ogłosiło rozpoczęcie projektu opracowania małego reaktora modułowego dla ciepłownictwa. Większość krajowych systemów ciepłowniczych jest obecnie zasilana ciepłem ze spalania węgla, gazu ziemnego, paliw drzewnych i torfu, ale celem jest stopniowe wycofywanie węgla z produkcji energii do 2029 roku.

Francja

We Francji przeprowadzono szeroko zakrojone badania dotyczące wykorzystania elektrowni jądrowych w dużym systemie ciepłowniczym w Paryżu. W studium zalecono podjęcie wstępnych kroków dla rozwoju jądrowej sieci ciepłowniczej.

Korea Południowa

W ciągu ostatnich 30 lat Korea Południowa rozwinęła w wielu miastach duże, nowoczesne systemy ciepłownicze. Duży system ciepłowniczy w stolicy Seulu może być odpowiedni do dostarczania ciepła jądrowego.

Koreański Instytut Badań Energii Atomowej (KAERI) w 1997 roku rozpoczął prace nad małym zintegrowanym reaktorem o mocy 330 MWt, nazwanym SMART (System-integrated Modular Advanced Reactor). SMART ma zintegrowane generatory pary i zaawansowane funkcje bezpieczeństwa pasywnego. Jest przeznaczony do wytwarzania energii elektrycznej (do 100 MWe) i/lub zastosowań termicznych, takich jak ciepłownictwo i odsalanie wody morskiej. Amerykańska firma inżynierska URS świadczyła usługi techniczne dla KAERI. Projekt reaktora uzyskał standardowe zatwierdzenie od koreańskiego organu regulacyjnego w 2012 r., a KAERI wprowadził do projektu modyfikacje po Fukushimie w 2016 r., czyniąc chłodzenie w pełni pasywnym. Oczekuje się, że koszt wyniesie około 5000 USD/kWe. Posiada 57 zestawów paliwowych, które są bardzo podobne do typowych konstrukcji PWR, ale krótsze, i działa z 36-miesięcznym cyklem paliwowym. W marcu 2015 roku KAERI podpisało porozumienie z Arabią Saudyjską w sprawie energii jądrowej i odnawialnej, aby ocenić potencjał budowy co najmniej dwóch reaktorów SMART w tym kraju. W styczniu 2020 r. podpisano zmienioną umowę na inżynierię przedprojektową, która umożliwiła Korea Hydro and Nuclear Power (KHNP) udział w projekcie w Arabii Saudyjskiej. KHNP będzie prowadzić działania mające na celu udoskonalenie projektu reaktora, uzyskanie licencji na jego wykorzystanie w Arabii Saudyjskiej oraz opracowanie modeli biznesowych i infrastruktury, a także promowanie eksportu technologii do innych krajów.

Wyzwania stojące przed projektami elektrociepłowni jądrowych

Kwestie, które należy rozwiązać w związku z wykorzystaniem ciepła wytwarzanego przez energię jądrową, obejmują publiczną akceptację lokalizacji elektrowni jądrowych w bliskiej odległości od zaludnionych ośrodków, rozwój ekonomicznych metod transportu ciepła oraz dostępność dużych turbin dwufunkcyjnych do produkcji energii elektrycznej i ekstrakcji pary o odpowiednich temperaturach i ciśnieniach. W Stanach Zjednoczonych przyszłe wykorzystanie energii cieplnej dostarczanej z elektrowni jądrowych będzie wymagało zwiększonego zaangażowania w zakresie ciepłownictwa i większej akceptacji elektrowni jądrowych zlokalizowanych stosunkowo blisko miast w celu ograniczenia kosztów przesyłu.

Chociaż koszty i stan technologii ciepłownictwa jądrowego są korzystne i istnieją korzyści środowiskowe, bariery instytucjonalne zniechęcają do wdrażania kogeneracji. Bariery te muszą zostać przezwyciężone, zanim potencjał oszczędności energii wynikający z tego podejścia będzie mógł zostać zrealizowany na znaczącą skalę.

dr Ishai Oliker, PE (jtcincorp@optonline.net) jest dyrektorem w Joseph Technology Corp. Od ponad 30 lat jest zaangażowany w rozwój i projektowanie elektrowni w byłym ZSRR, Korei, Chinach i Stanach Zjednoczonych.

Opracowano w DEJ na podstawie: WNA, NucNet, POWER, MAEA