원자력은 전 세계적으로 르네상스를 경험하고 있습니다. 그 이유에 대해

글로벌 시장에서 지속적으로 추진되고 있는 주요 트렌드 경제 최근 수십 년 동안 환경에 유해하고 위험하다고 선언된 화석 연료와 원자력 발전의 사용을 지속적으로 거부함으로써 "녹색화"되었습니다. 그러나 전 세계적으로 이 분야의 총 스타트업 수로 판단하면 반대로 원자력은 르네상스를 경험하고 있습니다.

젊음의 "녹색"

왜 이런 일이 발생하는지 추측하기 어렵지 않습니다. "녹색" 의제와 환경을 위한 투쟁은 물론 좋지만 무시할 수 없는 객관적인 경제적 현실도 있습니다. 크고 작은 원자력 발전소에서 생산되는 전기 비용 중 연료 성분은 3%에서 5% 사이입니다. 가스 발전에서 연료 구성 요소의 비용은 70% ~ 80% 수준에 도달합니다. 천연가스 가격이 XNUMX년 반 만에 크게 뛰자 산업 생산은 선진국 독일에서도 수익성이 없게 되었습니다. 기술 비즈니스 이민에 회사 zasobiralis. 원자력 발전소의 우라늄 비용이 몇 배로 뛰면 관세 변경이 전기 최종 소비자에게 그렇게 중요하지 않을 것입니다.



즉, 새로운 경제 현실에 가장 적합한 것으로 밝혀진 것은 원자력이었습니다. 그것은 탄소 발자국이 적고, 자연의 변화에 ​​의존하지 않으며, 재생 가능한 "녹색" 소스로서 비용이 적절하고 예측 가능하며, 이것이 필요한 것입니다. 단점은 다소 높은 진입 임계 값을 포함합니다. 원자력 발전소는 오랫동안 건설되고 비용이 많이 듭니다. 소형 원자력 발전소 또는 저전력 원자력 발전소(LNPP) 프로젝트가 현재 전 세계적으로 활발하게 개발되고 있는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

ASMM/SMR

2020년 기준으로 전 세계에 소형 원자력 발전소(SMR - Small Modular Reactor, 서구 분류 기준) 분야에 70개 이상의 프로젝트가 있으며 러시아에는 17개 프로젝트가 있습니다. 최신 NPP 전원 장치의 평균 용량은 1100-1600MW입니다. 이것은 거대하고 값비싼 설비이지만 가장 저렴하고 가장 탄소 친화적인 전기를 생성합니다. 그러나 모든 사람이 일부 Rosatom에서 그러한 원자력 발전소 건설을 주문할 수 있는 것은 아닙니다. 그렇기 때문에 IAEA 분류에 따르면 최대 300MW의 전력을 가진 발전소를 포함하는 소규모 원자력이 매우 유망한 분야로 간주됩니다. 또한 최대 10MW 용량의 소위 미소 원자력 발전소도 있습니다.

SMR의 설계 특징은 거대한 원전을 그 자리에서 바로 짓는 것이 아니라 공장에서 대부분의 장비를 양산해 모듈 형태로 현장에 전달할 수 있는 모듈성이다. 소형 원전의 건설 기간은 기존 원전의 경우 2-3년에 비해 5-10년으로 단축되어야 합니다. 콤팩트한 크기는 소형 원자력 발전소를 지하에 배치하는 것도 가능하게 하여 방사선 사고 및 누출 위험을 줄입니다. 현대 자동화는 더 적은 인력으로 이러한 소형 원자력 발전소를 운영할 수 있게 하여 비용 절감으로 이어질 것입니다. 소형 원자력 발전소는 육상 기반 가압수형 원자로, 해상 기반 SMR, 고속 원자로, 용융염 원자로 및 마이크로 원자로와 같은 다양한 기술과 구성을 사용하여 건설할 수 있습니다.

스타트업의 절반 이상이 대형 원전의 80%가 사용하는 가압경수로를 사용한다. 차이점은 더 작은 크기와 일체형 레이아웃에 있습니다. 증기 발생기를 포함한 대부분의 기본 회로 구성 요소는 원자로 압력 용기 내부에 직접 위치합니다. 특히 이 원칙에 따라 60MW에서 77MW 용량의 전원 장치를 개발한 동명의 미국 회사의 NuScale 프로젝트가 구현되었습니다. 냉각 및 재급유 작업 중 안전을 보장하는 소형 원자력 발전소의 공통 풀은 총 용량이 각각 4, 6 및 12MW인 308, 462 또는 924개의 모듈을 수용할 수 있습니다. 1년마다 핵연료의 3/40을 재장전해야 한다. 개발자 회사는 MWh당 $65-$XNUMX의 전기 비용을 약속합니다.

중국 원자로 ACP100과 아르헨티나 CAREM도 통합 레이아웃을 가지고 있습니다. 중국에서는 처음으로 용량이 125MW인 소형 발전소 25기가 하이난 섬의 운영 중인 창장 원자력 발전소 부지 지하에 있습니다. 이 기술을 바탕으로 부유식 원전을 포함해 200~30MW 용량의 다기능 원자로 전 라인을 만들 계획이다. 아르헨티나에서는 이 방향으로의 작업이 30년 전에 시작되었으며 2014MW가 약간 넘는 용량을 가진 최초의 CAREM 전력 장치 건설이 100년에 시작되었습니다. 이 기술을 기반으로 200-2028MW 용량의 아르헨티나 소형 원자로 시리즈를 만들 계획입니다. 캐나다에서는 300년까지 BWRX-XNUMX 비등수형 원자로와 중수 CANDU SMR을 건설할 계획입니다. 체코 공화국은 TEPLATOR라는 미니 원자력 발전소용 중수로에 대한 자체 프로젝트를 가지고 있습니다.

러시아는 실제로 소형 원자력 발전소를 운영하는 몇 안 되는 국가 중 하나입니다. 미국과 소련은 함대, 수중 및 표면의 필요에 따라 저전력 가압 경수형 원자로를 최초로 설계했습니다. 우리나라의 지난 세기 중반부터 핵 쇄빙선에 소형 원자로가 설치되었으며 지금까지 이미 150 세대가 변경되었습니다-OK-1957 (a / l "Lenin", 900), OK-10520A (a / l "Arktika" 프로젝트 40), KLT-10580(a/l "Taimyr" 프로젝트 200) 및 RITM-22220(UAly 프로젝트 200). 이를 바탕으로 러시아 부유 식 원자력 발전소 (FNPP)가 만들어졌으며 오래된 Bilibino NPP와 석탄 화력 발전소를 대체하기 위해 Chukotka로 보내졌습니다. 차세대 부유식 원자력 발전소는 각각 55MW의 용량과 최대 60년의 수명을 가진 RITM-10 원자로로 건설되고 있으며 연료 보급은 XNUMX년에 한 번만 필요합니다.

사실, 러시아의 RITM-200은 현재 소형 원자력 발전소를 위한 가장 거대하고 숙달된 원자로입니다. 소형 50MW ACPR50S VVR의 해양 버전이 현재 중국에서 건설되고 있습니다. 덴마크 회사인 Seaborg는 한국의 조선 회사인 삼성중공업과 함께 200~800MW의 용량과 24년의 수명을 가진 액염 고속 원자로를 갖춘 부유식 원자력 발전소를 개발하고 있습니다.

수형 원자로 외에도 많은 유망한 소형 원자력 발전소는 액체 금속 냉각제(LMC)가 있는 고속 원자로를 사용합니다. 예를 들어 이것은 Bill Gates의 TerraPower 회사와 GE Hitachi Nuclear Energy의 공동 개발인 Natrium 원자로입니다. 시동은 용융염 탱크 형태의 열 저장 시스템과 결합된 345MW 고속 나트륨 원자로 동력 장치로, 일시적으로 출력을 500MW로 증가시켜 기동 모드에서 작동할 수 있습니다. 우리나라에는 Beloyarsk NPP의 BN-600 및 BN-800 전원 장치에서 작동하는 고속 나트륨 원자로가 오랫동안 존재해 왔습니다. Dimitrovgrad에서는 차세대 연구용 나트륨 원자로 MBIR이 건설 중입니다.

소형 원자력 발전소 분야에서 유망한 방향은 헬륨을 냉각제로 사용하는 가스 냉각 원자로로 최대 700-900도까지 가열할 수 있습니다. 중국에서는 2021년 SHIDAO BAY NPP에서 이러한 발전소가 처음으로 가동되기 시작했습니다. 미국에는 X-Enegry의 Xe-100이라는 유사 제품이 있지만 러시아에서는 이러한 프로젝트가 아직 서류상으로만 진행되고 있습니다. SMR에는 용융염 원자로 또는 용융염 원자로가 포함되며 여러 스타트업에서 개발하고 있습니다. 이들은 미국 회사 Kairos Power의 전력 140MW와 효율 45%의 용융염 원자로 KP-FHR과 캐나다-영국 회사인 Moltex Energy의 용융염 원자로 SSR-W입니다. 국내 ZhSR은 Zheleznogorsk의 Mining and Chemical Combine에서 건설될 예정입니다.

원자력 산업에서 가장 흥미로운 분야 중 하나는 최대 10MW 용량의 유망한 미소 원자력 발전소입니다. 미국에서 BWXT는 미 육군의 요구에 따라 최대 5MW 용량의 TRISO 연료를 사용하는 가스 냉각 펠레 원자로를 개발하고 있습니다. 러시아에는 본질적으로 유사한 프로젝트 "Shelf-M"과 "Elena AM"이 있습니다. "Shelf-M"은 약 30MW의 화력과 최대 10MW의 전력을 갖춘 통합 레이아웃의 수냉식 원자로로, 19,7% 농축 연료가 재급유 없이 8년 동안 작동하도록 설계되었습니다. . 이러한 유형의 원자로를 갖춘 최초의 미세 원자력 발전소는 2030년까지 야쿠티아에 나타날 수 있습니다. Elena AM은 최대 3kW의 전기를 생성하기 위한 직접 열전 변환기가 있는 400MW의 화력을 가진 가압수형 원자로로, 15% 농축 연료는 25년 동안의 발전소 운영을 위해 설계되었습니다.

따라서 그것을 묻으려는 "녹색"의 모든 시도에도 불구하고 원자력은 가장 살아 있고 뛰어난 시장 전망을 가지고 있습니다. 현대 경제 상황은 저렴하고 환경 친화적인 전기의 신뢰할 수 있는 공급원을 필요로 하며, 이를 제공할 수 있는 것은 평화로운 원자입니다. 세계 에너지의 미래는 크고 작은 원자력 발전소와 각 고객에게 최적인 다른 발전원의 조합입니다.