Многие новые ядерные стартапы обещают путь к надежной, круглосуточной безуглеродной энергетике. Отличие Kairos от большинства в том, что у компании уже строятся прототипы и имеются разрешения на запуск нескольких реакторов.
В прошлом году Kairos попал в наши списки благодаря более безопасному дизайну малых модульных реакторов (ММР), вырабатывающих энергию за счет ядерного деления. Компания использует расплавленную соль для охлаждения реакций и отвода тепла, в отличие от воды под высоким давлением, применяемой в существующих реакторах деления. Компания двигалась быстро, но осторожно, планируя серию неядерных прототипов для изучения оптимальных способов перекачки этого специального теплоносителя — смеси фтора, лития и бериллия.
Этот итеративный процесс продолжается: недавно на исторической ядерной площадке в Ок-Ридже (Теннесси) был установлен неядерный корпус для третьего испытательного блока Kairos. Этот блок будет тестировать работу с теплоносителем и инновационным топливом компании — гранулами размером с мяч для гольфа, в каждом из которых упакованы крошечные частицы урана внутри серии углеродных и керамических оболочек. Это топливо было разработано при участии Великобритании и Министерства энергетики США (DOE), которое обязалось выделить до 303 миллионов долларов на поддержку строительства реактора под названием Hermes, строительство которого ведется на объекте.
В конечном итоге Kairos ожидает, что сочетание их топлива и специального теплоносителя позволит создать коммерческие реакторы, которые будут конкурентоспособны по стоимости с газовыми электростанциями и будут отличаться более безопасной эксплуатацией, чем традиционные реакторы, даже в случае полной потери электропитания.
Ключевые показатели
- Отрасль: Атомная энергетика
- Основание: 2016 год
- Штаб-квартира: Аламеда, Калифорния, США
- Примечательный факт: В 1954 году Окриджская национальная лаборатория в США была домом для первого реактора на расплавленной соли — экспериментального источника энергии для возможного сверхзвукового ядерного самолета.
Потенциал влияния
На фоне резкого сокращения федерального финансирования проектов в области солнечной и ветровой энергетики в США, атомная энергетика остается одной из немногих безуглеродных технологий, пользующихся двухпартийной политической поддержкой. Хотя разработка новых систем идет медленно и дорого, атомные реакторы превосходно обеспечивают круглосуточную базовую нагрузку, способную заменить электростанции, работающие на ископаемом топливе.
Малые модульные реакторы, подобные тем, что строит Kairos, особенно привлекательны для регионов, нуждающихся в стабильных объемах энергии или имеющих ненадежную инфраструктуру передачи. Они могут работать круглосуточно при любых погодных условиях и в значительной степени независимы от общей сети.
Сферы применения могут включать дата-центры для ИИ, потребление электроэнергии которыми, по прогнозам Международного энергетического агентства, более чем удвоится в ближайшие пять лет, а также удаленные города и транспортные узлы, критически важные для безопасности. Международный аэропорт Денвера недавно объявил, что рассматривает возможность строительства такого реактора после того, как ранее в этом году более 1000 рейсов в лондонском Хитроу были отменены или перенаправлены из-за сбоя подстанции.
Оговорки
Несмотря на многочисленные экспериментальные реакторы на расплавленной соли, никто еще не продемонстрировал, что может эксплуатировать такой реактор стабильно и прибыльно в долгосрочной перспективе. Параллельное строительство испытательных реакторов может сократить цикл разработки Kairos, но также может выявить проблемы, которые каскадно затронут весь парк.
Кроме того, российское вторжение в Украину в 2022 году перекрыло поставки российского урана, включая топливо с более высокой концентрацией урана-235, необходимое для изготовления таблеток для эффективных реакторов Kairos. США и Европа с тех пор пытаются мобилизовать внутреннее производство, но этот процесс займет годы. А пока DOE согласилось поставлять Kairos и ряду других американских компаний, разрабатывающих аналогичные реакторы, ограниченные объемы специализированного урана для их ближайших потребностей в топливе.
Даже при регулярных поставках транспортировка этого урана к реакторам не будет простой. До сих пор нет специального контейнера, одобренного Комиссией по ядерному регулированию США, который мог бы перевозить его в значительном объеме, а использование существующих контейнеров потребует тысяч рейсов для заправки одного реактора. В Kairos заявили, что, возможно, смогут использовать менее обогащенный тип урана для подтверждения жизнеспособности своей технологии, пока поставки желаемого обогащенного урана ограничены.
Дальнейшие шаги
Сейчас Kairos строит три реактора одновременно — два неядерных испытательных блока для проверки систем и один экспериментальный ядерный реактор Hermes. Эти объекты призваны доказать работоспособность технологии расплавленной соли в полном масштабе, без выработки полезной энергии. Вскоре Kairos начнет работу над Hermes 2, который станет первой установкой компании, производящей электричество.
Когда этот 50-мегаваттный реактор будет запущен в 2030 году, Kairos будет продавать электроэнергию Tennessee Valley Authority, крупнейшему производителю электроэнергии в США, а сопутствующие сертификаты на чистую энергию — Google. Google согласилась приобрести до 500 мегаватт генерирующих мощностей у Kairos к 2035 году, чтобы помочь декарбонизировать свои дата-центры. Однако все эти сроки стоит принимать с долей скепсиса — атомные электростанции обычно сдаются позже намеченного срока и с превышением бюджета.
Примечание: Мы обновили описание разрешенных реакторов компании, чтобы уточнить, что это испытательные реакторы, а не коммерческие версии.
