Старение может пугать. С возрастом кажется, что уже не удается делать все, что было прежде, и бывает трудно поспевать за стремительно меняющимся миром. То же самое можно сказать и про ядерные реакторы.
Средний возраст реакторов на АЭС по всему миру неуклонно растет. В США, стране с наибольшим числом действующих реакторов, средний возраст установки по состоянию на 2023 год составил 42 года. Почти 90% реакторов в Европе работают 30 лет и более.
Более старые реакторы, особенно небольшие, закрывались из-за экономических трудностей, в частности, там, где имелись другие, более дешевые источники электроэнергии, например, доступный природный газ. Однако в старых ядерных реакторах может скрываться еще немалый запас прочности.
Новый владелец станции в Мичигане, остановленной в 2022 году, сейчас работает над ее перезапуском, как я сообщал в своем последнем материале. Если перезапуск пройдет успешно, станция сможет работать суммарно 80 лет. Другие получают продление лицензий на 20 лет. Продление срока службы существующих АЭС может способствовать сокращению выбросов и, как правило, обходится дешевле строительства новых объектов. Так как долго вообще могут служить атомные электростанции?
В США Комиссия по ядерному регулированию (NRC) выдает лицензии на 40-летний срок эксплуатации реакторов. Но станции вполне могут работать дольше, и многие так и делают.
40-летний временной лимит не был установлен как окончательный предел жизни станции, как отмечает Патрик Уайт, директор по исследованиям в Nuclear Innovation Alliance, некоммерческом аналитическом центре. По его словам, он был задуман как срок, достаточный для того, чтобы станции окупили вложенные в их строительство средства.
NRC уже предоставила 20-летние продления лицензий большей части американского парка АЭС, что позволяет им работать 60 лет. Теперь некоторые операторы подают заявки на дополнительное продление. Нескольким реакторам уже одобрили возможность работать общим сроком до 80 лет, включая два блока на станции Turkey Point во Флориде. Однако этот процесс оказался непростым. С тех пор NRC частично отозвала некоторые одобрения и теперь требует от нескольких ранее утвержденных площадок прохождения дополнительных экологических экспертиз с использованием самых свежих данных.
И хотя самому старому действующему в мире реактору сегодня всего 54 года, уже ведутся предварительные исследования по продлению срока службы до 100 лет, добавляет Уайт.
На самом деле, у атомной электростанции очень мало по-настоящему критических компонентов, ограничивающих срок службы. Оборудование, такое как насосы, клапаны и теплообменники в системе водяного охлаждения и вспомогательной инфраструктуре, можно обслуживать, ремонтировать или заменять. Их даже могут модернизировать по мере развития технологий, чтобы станция работала эффективнее.
Жизненный цикл станции определяют два основных компонента: корпус реактора и защитная оболочка (контейнмент), говорит Джакопо Буонджорно, профессор ядерной инженерии в MIT.
- Корпус реактора — это сердце атомной электростанции, где находится активная зона и сопутствующая система охлаждения. Эта конструкция должна поддерживать высокую температуру и давление в реакторе без утечек.
- Защитная оболочка — это купол вокруг ядерного реактора. Она спроектирована так, чтобы быть герметичной и удерживать любые радиоактивные материалы внутри в случае чрезвычайной ситуации.
Оба компонента критически важны для безопасной эксплуатации АЭС, и их замена, как правило, слишком дорога или технически сложна. Поэтому, когда регуляторы рассматривают заявки на продление срока службы, их больше всего беспокоит состояние и ресурс именно этих элементов, поясняет Буонджорно.
Исследователи ищут новые подходы к решению проблем, которые грозили остановить некоторые станции, например, коррозия, повредившая компоненты реактора на одной из станций в Огайо, что привело к двухлетнему простою. Новые методы мониторинга материалов внутри АЭС, а также новые материалы, устойчивые к деградации, могут помочь реакторам работать дольше и безопаснее.
Продление срока службы АЭС может помочь миру достичь целей по сокращению выбросов и развитию чистой энергетики.
В некоторых местах закрытие АЭС приводит к увеличению выбросов углерода, поскольку для компенсации выпадающей мощности подключаются станции на ископаемом топливе. Когда Нью-Йорк закрыл свою АЭС Indian Point в 2021 году, использование природного газа резко возросло, а выбросы парниковых газов увеличились.
Германия остановила последний реактор в 2023 году. Хотя выбросы в стране упали до рекордно низкого уровня, некоторые эксперты считают, что большая часть этого снижения связана с экономическим спадом, а не с ростом использования возобновляемых источников вроде ветра и солнца.
Продление срока службы мирового парка АЭС всего на 10 лет добавит в энергосистему 26 000 тераватт-часов низкоуглеродной электроэнергии в ближайшие десятилетия, согласно отчету Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ). Это эквивалентно примерно годовому объему текущего мирового потребления электроэнергии. Это может помочь сократить выбросы, пока мир наращивает мощности низкоуглеродной генерации.
Таким образом, в вопросах очистки энергосистемы есть ценность в уважении к старшим — в том числе и к ядерным реакторам.
Читать далее в «Искре» (The Spark)
Смежные материалы
АЭС в Мичигане может стать первым реактором в США, возобновившим работу после остановки, как я писал в своем последнем материале.
Германия остановила последний ядерный реактор в 2023 году после многолетних споров в стране. Подробнее об этом читайте в нашем выпуске за прошлый апрель.
Новое поколение ядерных реакторов становится все более совершенным. Kairos Power работает над охлаждением своих реакторов солью вместо воды под давлением, как я сообщал в январе.
Еще кое-что
В понедельник, 8 апреля, США накроет полное солнечное затмение. Да, это повлияет на выработку солнечной энергии, особенно в таких штатах, как Техас, где установили много солнечных мощностей после затмения 2017 года. Нет, это вряд ли станет большой проблемой для коммунальных служб, которые способны планировать такие краткосрочные отключения солнечных мощностей задолго до события. Подробнее об этом читайте в этой статье издания Business Insider.
Следим за климатом
Продажи электромобилей Tesla снизились в первом квартале по сравнению с прошлым годом. Тем не менее, концерн обошел китайского гиганта BYD, который недолгое время удерживал лидерство по продажам электромобилей в конце 2023 года. (New York Times)
Стартап производит сталь более экологичным способом на действующем прототипе. Electra стремится помочь сократить 7% мировых выбросов, приходящихся на производство этого материала. (Bloomberg)
Захоронение растительных отходов может помочь удалить углекислый газ из атмосферы. Но существуют проблемы с захоронением биомассы — растущий тренд в области улавливания углерода. (Canary Media)
Акционеры голосуют по вопросу о том, вводят ли компании Kraft Heinz в заблуждение своими маркировками о переработке продуктов. Это часть растущего протеста против компаний, которые чрезмерно рекламируют возможность вторичного использования своей упаковки. (Inside Climate News)
→ Думаете, ваш пластик перерабатывают? Подумайте еще раз. (MIT Technology Review)
Почва в Австралии становится серьезной климатической проблемой. Хотя почва часто позиционируется как способ поглощать выбросы углерода, методы ведения сельского хозяйства и изменение погодных условий меняют ситуацию. (The Guardian)
Двое климатических журналистов попытались отказаться от природного газа в своих домах. Но электрификация обернулась настоящей эпопеей, которая иллюстрирует некоторые проблемы усилий по декарбонизации зданий. (Grist)
Солнечные панели становятся настолько дешевыми, что некоторые дома в Европе устанавливают их на заборах. Поскольку стоимость больше связана с монтажом, чем с самими панелями, мы можем увидеть их появление во все более причудливых местах. (Financial Times)
