Bilas Gatesas mano, kad branduolinė energija yra potencialiai geras sprendimas, siekiant sumažinti viso pasaulio anglies dioksido išmetimus, ir jis pastarąjį dešimtmetį intensyviai investuoja į naujus ir saugius būdus, kuriais būtų už prieinamą kainą gaminama energija.
Bilas Gatesas mano, kad branduolinė energija yra potencialiai geras sprendimas, siekiant sumažinti viso pasaulio anglies dioksido išmetimus, ir jis pastarąjį dešimtmetį intensyviai investuoja į naujus ir saugius būdus, kuriais būtų už prieinamą kainą gaminama energija.
Maždaug prieš 10 metų Gatesas įkūrė kompaniją „TerraPower“, kuriančią naujo tipo branduolinius reaktorius. „TerraPower“ vysto reaktorių liniją, kurie, kaip aušinimo skystį naudoja išlydytą chloridą. Tai dešimtmečių senumo būdas, kuris nenaudojamas, nors ir sumažina kaštus bei atliekų kiekį. Įprastai reaktoriuose aušinimui naudojamas lengvasis, įprastas vanduo.
„TerraPower“ lydyto chlorido reaktorius / © „TerraPower“
Po JAV energetikos departamento 40 milijonų dolerių investicijų ir pasirašytos bendradarbiavimo sutarties su energijos tiekimo kompanija „Southern Company“, „TerraPower“ jau šiais metais planuoja atidaryti naująją laboratoriją.
Gateso įmonė siekia iki 2030-ųjų metų išvystyti lydyto chlorido reaktoriaus tipą, o tuo tarpu laboratorija bus naudojama reaktoriaus medžiagų testavimui.
Johnas Gillelandas, kompanijos vyriausiasis pareigūnas, atsakingas už technologijų vystymą, „Business Insider“ teigė, kad išlydyto chlorido tipo reaktorius yra „galutinis žaliasis reaktorius“. „Tai ne tik leistų gaminti elektros energiją be anglies dioksido išmetimų į atmosferą, bet ir tiesiogiai tiekti šilumą į tam tikrus pramonės įrenginius. Jūs galite su šiluma daryti ką tik norite ir be jokių anglies dioksido išmetimų“, – sakė Gillelandas.
Kaip veikia išlydytos druskos reaktorius?
Branduolinė energetika stipriai išaugo, kai XX a. mokslininkai suprato, kaip panaudoti atomo jėgą, tačiau didelės sistemos sąnaudos ir saugumas dėl pavojingų radioaktyviųjų atliekų atbaido daugelį šalių nuo investicijų į šią energetikos šaką.
MIT mokslininkai pateikė išsamią studiją, kurioje teigė, kad branduolinė energija, jos vystymas per ateinančius dešimtmečius būtų mažiausiai išlaidų reikalaujantis sprendimas, siekiant sumažinti šiltnamio reiškinį sukeliančių dujų kiekius. Tačiau remiantis „World Nuclear Association“ duomenimis, branduolinė energetika pagamina tik 11 % viso pasaulio elektros energijos kiekio.
Branduolinė energija pagaminama tuo metu, kai radioaktyvus kuras patenka į reaktorių ir sukeliamas skilimas – procesas, kurio metu atomo branduolys reaktoriaus šerdyje skyla ir išsiskiria didelis kiekis energijos.
Lengvojo vandens reaktoriuose kietasis kuras yra apgobtas korozijai atspariu metalu, kuris neleidžia radioaktyviosioms dalims užteršti aušinimo skysčio. Vanduo padeda reakcijų metu išsiskyrusią šilumą nukreipti į turbinas, kurios gamina elektros energiją.
Tačiau Gillelandas teigia, kad „TerraPower“ skysto chlorido tipo reaktorius urano kurą ir aušinimo skystį laiko toje pačioje išlydytoje druskoje. Skilimas gali tiesiogiai šildyti druskas, kai mišinys tuo metu juda per reaktoriaus šerdį. Šis mišinys pereina per šilumokaičius ir pagaminama šiluma ar elektros energija.
Lengvojo vandens reaktoriai negali išlaikyti reakcijų, esant labai aukštai temperatūrai, kadangi pats aušinimo skysti išgaruoja. Tačiau naudojant išlydytą chloridą, „TerraPower“ reaktorius gali ir toliau veikti esant gerokai aukštesnėms temperatūroms.
Be elektros energijos gamybos, branduolinės technologijos gali būti panaudotos ir labai aukštos temperatūros reikalaujančiuose procesuose, pavyzdžiui, trąšų gamyboje ir naftos perdirbimo procesuose.
Medžiagos, esančios lengvojo vandens reaktoriuose, gana greitai degraduoja ir jas reikia keisti maždaug kas 18 mėnesių, kadangi su pasenusiu kuru tampa gana sudėtinga išlaikyti stabilų skilimo procesą.
Tuo tarpu išlydyto chlorido reaktoriuose susidaro mažai atliekų ir teoriškai – be naujo kuro papildymo ir atliekų pašalinimo – gali veikti daugybę metų. „TerraPower“ reaktoriaus tipas taip pat yra mažiau patrauklus ir branduolinių ginklų gamybai, kadangi jo radioaktyvus kuras nėra izoliuotas.
Naujasis „TerraPower“ reaktoriaus tipas įkvėptas 1960-ųjų eksperimento
Nors „TerraPower“ prie savo naujosios reaktorių linijos dirba jau keletą metų, tačiau jų dizainas remiasi „Šaltojo karo“ metu atrastomis išlydytų druskų technologijomis. Kompanija per pastarąjį dešimtmetį taip pat vysto ir vadinamųjų „keliaujančių bangų“ reaktorių. Tai dar vienas pažangus ir sudėtingas reaktoriaus tipas.
1960-aisiais Tenesio valstijoje esančios „Oak Ridge National Laboratory“ mokslininkai sukūrė išlydytos druskos reaktorių, tačiau po kelerių metų finansavimas nutrūko, kadangi mokslininkams kėlė didelį rūpestį reaktoriaus korozijos ir saugos problemos.
Dabar, kai tokį reaktorių tipą remia JAV vyriausybė ir milijardieriai, tokie kaip Gatesas, su savo investicijomis, šie reaktoriai turi naują galimybę patekti į rinką. „TerraPower“ ir „Southern Company“, drauge su „Oak Ridge National Laboratory“, „Idaho National Laboratory“, „Electric Power Research Institute“ ir Vanderbilto unoversitetu dirba prie naujojo reaktoriaus tipo.
Keletas kitų kompanijų-startuolių taip pat konkuruoja su Gateso kompanija ir siekia komercializuoti panašaus tipo išlydytos druskos reaktorius.
Balandį, Floridoje įsikūrusi kompanija „ThorCon“ iš JAV energetikos departamento gavo 400 000 JAV dolerių ir kvietimą prisijungti prie „Argonne National Laboratory“ ir drauge vystyti reaktoriaus projektą. „ThorCon“ ketina iki 2023-ųjų metų pradėti testuoti išlydytos druskos skilimo reaktorių.
Energetikos departamento pareigūnai taip pat suteikė 2,1 mln. dolerių paramą Alabamoje veikiančiai „Flibe Energy“, kuri vietoj urano naudoja torį.
Išlydytos druskos reaktoriaus judėjimas jau išeina ir už JAV ribų. Kanados bendrovė „Terrestrial Energy“ nori iki 2020-ųjų metų pabaigos komercializuoti savo „integruotą išlydytos druskos“ reaktoriaus tipą.
JK kompanija „Moltex Energy“ kuria „stabilų druskos reaktorių“, kuriame taip pat naudojamas išlydytos druskos kuras. Kompanija planuoja iki 2030-ųjų metų savo produktą panaudoti branduolinio reaktoriaus aikštelėje.
Tuo pačiu metu kai kurios branduolinės energetikos įmonės-startuoliai susiduria sunkumais, siekiant savo dizaino reaktorius padaryti komerciškai perspektyviais. Pavyzdžiui, MIT remiama „Transatomic Power“ rugsėjį buvo uždaryta po septynerių metų veiklos.
Įmonė buvo įkurta iškart po 2011-aisiais įvykusios Fukušimos branduolinės katastrofos ir buvo teigiama, kad „Transatomic Power“ reaktoriai elektros energiją gamins 75 kartus efektyviau, palyginus su lengvojo vandens reaktoriais.
Deja, bet „Transatomic Power“ generalinis direktorius Leslies Dewanas paskelbė, kad buvo padaryta klaidų pirminėse analizėse ir kompanija negali taip greitai vystytis, todėl tenka nutraukti veiklą ir užsidaryti. „Transatomic Power“ nusprendė pasidalinti savo patirtimi ir leidžia kitiems mokslininkams naudotis jų sukaupta intelektine informacija.
Labai reikia švarios energijos ir Gateso įmonei iki veikiančio reaktoriaus prototipo dar reikės mažiausiai dešimtmečio
Atsinaujinančios energijos naudojimas auga per lėtai, kad būtų išvengta pavojingos klimato kaitos. Pasak Tarptautinės energetikos agentūros „2018 World Energy Outlook“ ataskaitos, jei vyriausybės neįgyvendins naujos politikos, mažinančios anglies dioksido išmetimus, didžioji dalis pasaulio energijos teks iškastiniam kurui.
Saulės, vėjo ir branduolinės energijos sistemos neatlaiko pasaulinių energijos poreikių. Apie 25 % pasaulio elektros energijos pagaminama iš atsinaujinančių energijos šaltinių. Tarptautinė energetikos agentūra prognozuoja, kad iki 2040-ųjų metų jos dalis padidės iki 40 % ir branduolinė energija gali būti esminis šio pokyčio veiksnys.
„Southern Company“ ir „TerraPower“ ambicingas planas galėtų leisti rinkoje atsirasti naujo tipo reaktoriui gerokai anksčiau nei 2040 m. Pasak Kalifornijos energetikos komisijos, partneriai kuria prototipą, kurio elektros galia siektų 1100 MW ir to užtektų elektra aprūpinti 825 000 namų.
20 milijonų dolerių vertės „TerraPower“ laboratorija Vašingtono valstijoje pradės veikti jau šiais metais ir padės tyrėjams užtikrinti reaktoriaus saugumą. Gillelandas teigė, kad „TerraPower“ atliks bandymus su uranu, iš kurio pašalinta dauguma skylančio urano-235 izotopo, ir taip bus siekiama nustatyti kurios medžiagos nekoroduodamos gali išlaikyti išlydytą druską.
Gatesas, kuris yra ir „TeraPower“ pirmininkas, pabrėžė, kad branduolinių katastrofų metu miršta mažiau žmonių negu anglies kasyklose ar gamtinių dujų avarijų metu.
Per 2010-aisiais metais MIT sakytą kalbą jis gyrė branduolinę energiją, kadangi ji būtų labai naudinga toms šalims, kurios turi mažesnius saulės ir vėjo energijos išteklius. „Tai begalybė. Galite filtruoti jūros vandenį ir gauti pigaus urano tiek, kad jo užteks tol, kol švies saulė“, – sakė Gatesas. „Aš myliu branduolinę energiją.“
