Küszöbön a végső rezsicsökkentés: így válhatunk le végleg a méregdrága orosz gázról

Pénzcentrum: Mit értünk az új típusú, SMR atomreaktorokon? Miben különböznek a hagyományos atomerőművektől?

Aszódi Attila: Fontos látni, hogy az SMR (Small Modular Reactors, kis moduláris reaktorok) alapú atomerőművek már az 1950-60-as években is voltak tervezőasztalon, sőt néhány prototípust meg is építettek. De akkoriban a világ energiaellátása nagyon fosszilis energia alapú volt, a szén, majd később a gázerőművekkel az atomerőművek akkor tudtak versenyezni, ha nagy teljesítményű blokkokat építettek. Sok kis méretű, vízhűtésű reaktort építettek a tengeralattjárók, a jégtörő hajók és a repülőgép hordozó anyahajók számára, de a szárazföldi alkalmazásokra maradtak a nagy méretű reaktorok. Voltak kísérletek ún. egzotikus, pl. sóolvadékkal vagy éppen olvadt fémmel hűtött reaktorokkal is, de gazdasági okokból ezek a technológiák nem terjedtek el – eddig – az energetikában.

Az SMR-ek esetében nem csak arról van szó, hogy ezek a hagyományos nagy atomerőművek modernebb, kisebb változatai, mert, egyrészt nagyon sokféle SMR típus létezik, másrészt több, lényeges szempontból is különbözhetnek a nagy testvérektől. Napjainkban a tervezők sok országban összesen kb. 80 féle reaktortípussal dolgoznak. Van, amelyik felfogható a paksi blokkokban alkalmazott nyomottvizes reaktorok kicsinyített változataként, de vannak más típusok, amelyek ettől teljesen eltérő műszaki, fizikai alapelveken nyugszanak. A legegyértelműbb különbség a méret, a kapacitás és az építési mód: SMR alatt tipikusan a 300 MW elektromos teljesítmény alatti blokkokat értjük, amelyek úgy vannak megtervezve, hogy építésük modulokból legyen lehetséges annak érdekében, hogy a hagyományos atomerőműveknél sokkal gyorsabban legyenek megépíthetőek, és a kisebb méretük okán rugalmasabban illeszkedjenek a villamosenergia-rendszerhez. Biztonsági szempontból lényeges, hogy sok SMR koncepció ún. passzív rendszereket használ a biztonsági funkciók, kiemelten a hűtés megoldására, így egy üzemzavar kezeléséhez nem igényelnek külső áramellátást, sőt sokszor külső hűtővíz-betáplálást sem. Egyes típusoknál elvárás, hogy emberi beavatkozás nélkül is képesek legyenek fenntartani a biztonságos működést vagy lekezelni egy üzemzavari eseménysort.

Pénzcentrum: Mi az oka, hogy napjainkban, 50 év után újra aktuális lett az építésük?

Ennek több oka is van. Az internet globális elterjedése miatt a tech cégek adatközpontjainak hatalmas energiaigénye van. Ezeket a szerverparkokat azonban folyamatosan működtetni kell, nem csak akkor, amikor süt a nap vagy fúj a szél. Ellátásukhoz pedig klímavédelmi okokból szén-dioxid-kibocsátástól mentes forrásokat keresnek. A technológiai szektorban arra számítunk, hogy a szerverparkok számítási kapacitása iránti igény jelentősen növekedni fog a mesterséges intelligencia (MI) terjedésével, mert egy MI algoritmussal támogatott lekérdezés mintegy 10-30-szoros energiát igényel, mint egy hagyományos Google keresés. Az IT szektor fő szereplői elképesztő összegeket fektetnek az új típusú erőművek tervezésébe, építésébe. Nem véletlen, hogy a legtöbb fejlesztés az USA-ban fut. De az SMR-ek fontosak lehetnek más ágazatok, például az autóipar számára is a karbonlábnyomuk csökkentésében. Ez fontos szempont a fenntarthatósági követelmények teljesítéséhez és az elektromos járművek gyártásának támogatásához.

Az orosz-ukrán háború az energiafronton is hatalmas sokkot okozott az egész világon. Olyan országok is az atomenergia felé fordultak – mint például Svédország, Hollandia vagy Belgium –, akik korábban az atomenergia kapacitások leépítését fontolgatták. A háború kitörése urán megsokszorozódott világpiaci gázár és az ellátásbiztonsági aggályok sok országban megkongatták a vészharangokat, így az energiastratégia a megújulók mellett az atomenergia felé fordul. Ebben a környezetben az SMR technológiák mindenképpen felértékelődnek.

Pénzcentrum: Melyek az előnyei a kis atomerőműveknek?

Természetesen elsősorban az anyagiak: az építési idő a hagyományos nagy atomerőművek esetében az ún. első beton öntésétől (ez az első, nukleáris biztonsági szempontból releváns épület alaplemezének betonozása) számítva átlagosan 8-12 év, de extrém példaként megemlíthetem, hogy a finnországi Olkiluoto-3 blokk és a francia Flamanville-3 atomerőmű 17 évig épültek. A hosszú építési idő hátránya – az eredeti ütemtervhez képesti jelentős csúszáson túl –, hogy ez idő alatt hatalmasra nőnek a beruházási költségek kamatterhei. Minél tovább épül egy erőmű, annál tovább áll benne a befektetett tőke, amelynek a kamatterheit ilyenkor is fizetni kell. Az SMR-ekkel szembeni egyik legfontosabb elvárás az, hogy rövid idő (3-4 év) alatt legyenek megépíthetőek, hogy a beruházás kamatterhei alacsonyabbak legyenek.

Meg kell említeni, hogy az SMR-ek építésének 1 kW-ra eső fajlagos beruházási költsége magasabb, de az építési idő rövidsége miatt jóval olcsóbban felépíthetők lesznek. A finanszírozás feltételeinek biztosítása szempontjából az is előny lehet, hogy a kisebb erőművek teljes beruházási költsége alacsonyabb, ami a banki finanszírozást jelentősen egyszerűsítheti. Összehasonlításként egy ipari naperőmű 1,5-2 évig, a gázturbinás erőmű 3-4 év alatt építhető fel. Ha egy SMR építése szintén megvalósítható lesz 3-4 év alatt, akkor az a „bankolhatóság” és a projekt menedzsment kockázatok kezelése szempontjából is jelentős előnyökkel járhat.

Az SMR-ek szintén nagy előnye a méretbeli különbség: kisebb területen elférnek, és olyan helyszíneken is megépíthetők, ahol egy hagyományos erőművek építésére nem lenne elegendő hely. Ha egy villamos energiát és ipari hőt előállító SMR-t közel tudok vinni egy ipari üzemhez, akkor a mostani alapvetően földgáz alapú hőellátás számos ipari üzem esetében kiváltható lesz.

Az építéshez kapcsolódó további fontos szempont, hogy az SMR-eket úgy tervezik, hogy számos részüket egy gyárban előszerelik, és a telephelyre nagyobb modulok kerülnek kiszállításra. Ezeket a modulokat kell a telephelyen összecsatlakoztatni, amivel az építési idő – a telephelyi munkák időigénye – jelentősen csökkenthető. Ahogy fent megbeszéltük, az építési idő csökkentése a finanszírozási költségeket is csökkenti, így mindenképpen előnyös.

Különbség van az engedélyeztetés terén is: a hagyományos erőműveknél tipikusan minden létesítmény más, egyedi tervek alapján épül, és az engedélyezésük blokkonként több évet vesz igénybe. Az SMR-eknél fontos elvárás, hogy standardizáltak legyenek: ha egy adott típust típusengedélyezésnek vetünk alá (még az építés megkezdése előtt), és utána az egyes erőművek sorozatgyártásban készülnek, ugyanazon típusengedély alapján, az megint csak csökkenti a projekt kockázatokat és rövidíti a létesítéshez szükséges időt.

A SMR-ek kulcsszerepet játszhatnak a fenntartható energiatermelés és a dekarbonizációs célok elérésében. Alapjaiban az SMR technológia a hagyományos atomerőművek működési elvét követi: a fűtőelemekben (dúsított uránban) lejátszódó maghasadásából származó hővel gőzt termelnek, ennek energiáját gőzturbina és generátor segítségével alakítják át villamos energiává. De a kisebb reaktorzóna kisebb teljesítményt, egyúttal kevesebb hasadóanyagot és kevesebb radioaktivitást jelent, így a hűtésük üzemzavari körülmények között is egyszerűbb lehet, ami nagyban növeli biztonságukat, és egyszerűbbé teszi a biztonsági követelményeknek való megfelelést.

Pénzcentrum: Hol tart a világ a tervezésben, építésben?

A legtöbb SMR projekt jelenleg az USA-ban zajlik, de nem sokkal marad le Európa és Kína sem. A legtöbb SMR típus a tervezési vagy az engedélyezési fázisban van. Az aktuális, előrehaladott projektek között kell említeni az Ontario Power Generation cég kanadai építkezését, ami a Darlington atomerőmű telephelyén nemrégen kezdődött el, és a GE Hitachi által tervezett első BWRX-300 típusú SMR blokkot 2030-ig tervezik megépíteni és üzembe venni. Azon a telephelyen a prototípus megépítése után további 3 blokkot terveznek építeni. Ezzel megegyező típusú SMR blokkok építése van előkészítés alatt többek között az USA-ban, Finnországban, Svédországban, Lengyelországban.

A brit kormány 3 éve indította el az aktuális projektet, aminek a célja a megfelelő SMR technológia kiválasztása. Idén júniusban a Rolls-Royce SMR típust választották mint az egyik megvalósítandó technológia. A végső beruházói döntés 2029-re van tervezve, addig zajlik a Rolls-Royce SMR erőmű tervezése és engedélyezése. A tervek szerint 2030-as évek közepére épülne meg a prototípus erőmű.

Ahogy a fenti példák is mutatják, jelenleg az engedélyezési eljárások jelentik a legsürgetőbb feladatot. Számos országban, így Közép-Európa országaiban is teljesen új szabályozást és új engedélyezési rendszert kell kidolgozni ahhoz, hogy az SMR-ek típusengedélyezésére és az építkezések gyors, ütemezett megvalósítására sort lehessen keríteni.

Az új engedélyezési rendszer kidolgozása mellett a kormányoknak biztosan foglalkozniuk kell a hulladékkezelés koncepciójának kialakításával, a szükséges intézményrendszerrel, az SMR erőművek építéséhez és működtetéséhez szükséges beszállítói rendszerrel, a szakember-utánpótlással, az energiastratégia megfelelő alakításával, és a társadalmi elfogadottság kérdéseivel is. A BME Nukleáris Technikai Intézetében létrehoztunk egy kompetencia-központot, ahol kutatjuk ezt a komplex kérdéskört, és igyekszünk szakmai támogatást adni az iparág meghatározó hazai és nemzetközi szereplőinek.

Fotó: Soós Lajos, MTI/MTVA