Bakit Nakikinabang ang Advanced Nuclear Reactors sa Industriya At Mga Estadong Umaasa sa Coal

Ang gumagawa ng kemikal na si DowDOW
bubuo ng isang maliit na nuclear reactor para sa mga pang-industriyang aplikasyon, na potensyal na palitan ang natural na gas na ngayon ay sinusunog sa napakataas na temperatura upang gumawa ng mga pagbabago sa mga kemikal na compound. Ang mga advanced na teknolohiyang nuklear, gayunpaman, ay nakakamit ang parehong resulta nang hindi naglalabas ng mga carbon emissions.

Ang tinatawag na Generation IV high-temperature reactors ay kilala sa pagbuo ng kuryente. Ngunit maaari rin silang gamitin ng industriya. Dahil gumagana ang mga ito sa 800 degrees Celsius, maaari silang magproseso ng mga kemikal, mag-desalinate ng tubig sa karagatan, at makagawa ng malinis na hydrogen para sa kuryente at transportasyon. Mas maganda pa: mahahanap ng mga reactor kung saan dating nakatayo ang mga shuttered coal plant, na nagpapanumbalik ng kalusugan sa ekonomiya sa mga nasirang rehiyon ng bansa.

"Ang kuryente ay ang mababang-hanging prutas," sabi ni Patrick White, project manager para sa Nuclear Innovation Alliance, sa isang pakikipag-usap sa manunulat na ito. “Hindi pa natin isinasama ang nuclear energy sa malalaking pasilidad ng kemikal. Maaaring may ilang mga hiccups at mga bagay upang malutas. Ngunit makikita natin ang mga unang reactor para sa mga pang-industriyang aplikasyon sa pagtatapos ng dekada. Matapos maitayo ang ikaapat at ikalimang reactor, ang mga kumpanya ay magsa-sign up nang maramihan. Ang layunin ay decarbonization."

Sa partikular, Nakikipagsosyo ang Dow sa X-energy upang bumuo ng isang maliit na modular reactor sa isa sa mga site ng Dow sa kahabaan ng Gulf Coast, na maaaring maging live sa 2030. Ang Dow ay kumukuha din ng minorya na posisyon sa pagmamay-ari sa X-energy. Ang bawat modular reactor ay maaaring makabuo ng 80 megawatts. Ngunit maaari silang pagsama-samahin upang makagawa ng 320 MW, na nagbibigay ng malinis, maaasahan, at ligtas na baseload power upang suportahan ang mga sistema ng kuryente o mga pang-industriyang aplikasyon.

Ang mga kasalukuyang nuclear reactor ng US ay ang pangalawang henerasyon, bagama't ang Southern Company ay gumagawa ng mga ikatlong henerasyong reactor na binuo ng Westinghouse. Ang maliliit na modular reactor ay ang ikaapat na henerasyon, na gumagawa ng mas maraming kuryente sa mas murang halaga. Ang ikatlo at ikaapat na henerasyon ay awtomatikong magsasara sa panahon ng isang emergency.

"Ang advanced na maliit na modular nuclear na teknolohiya ay magiging isang kritikal na tool para sa landas ng Dow sa mga zero-carbon emissions at ang aming kakayahan na humimok ng paglago sa pamamagitan ng paghahatid ng mga produktong low-carbon sa aming mga customer," sabi ni Jim Fitterling, ang punong ehekutibong opisyal ng Dow. "Ang teknolohiya ng X-energy ay kabilang sa mga pinaka-advanced, at kapag na-deploy ay maghahatid ng ligtas, maaasahan, low-carbon power at singaw."

Mahirap I-decarbonize ang mga Sektor

Sa kasalukuyan, 99% ng produksyon ng hydrogen sa mundo ay mula sa fossil fuels. Ito ay tinatawag na grey hydrogen. Ang layunin ay makarating sa berdeng hydrogen, kung saan ang mga solar panel o wind turbine ay gumagawa ng kuryente gamit ang isang electrolyzer. Ngunit ang init at kuryente mula sa nuclear energy ay maaari ring hatiin ang molekula ng tubig upang makagawa ng hydrogen — na ginagamit upang pinuhin ang langis, gumawa ng bakal, o gumawa ng mga kemikal.

Ang ganitong proseso ay walang emisyon at lubhang kailangan. Ayon sa US Environmental Protection Agency, ang kuryente ay nagdulot ng 25% ng pandaigdigang greenhouse gas emissions, habang ang mga operasyong pang-industriya ay umabot ng 24%. Ang transportasyon ay binubuo ng 27%, lahat sa 2020.

Ang enerhiyang nuklear ay maaari ding mag-desalinate ng tubig-dagat. Ayon sa International Atomic Energy Agency, 40 milyong metro kubiko ng maiinom na mga suplay ng tubig ang ginagawa araw-araw — pangunahin sa Middle East at North Africa, gamit ang mga fossil fuel upang makuha ang singaw o kuryente upang mapadali ang proseso. Ngunit itinuturo nito na ang mga nuclear energy at desalination plant ay pinagsama sa Japan at Kazakhstan, kung saan ang mga komersyal na pasilidad ay tumatakbo mula noong 1970s.

"Kung interesado tayo sa malinis na enerhiya, isipin ang lahat ng pinagmumulan ng gasolina na mayroon tayo," sabi ng White ng alyansa. “Ang produksyon ng kuryente ay humigit-kumulang 25% ng ating mga emisyon. Maaaring tugunan ng nukleyar ang mahirap na i-decarbonize na mga sektor ng industriya. Ang mga nuclear plant ay kailangan ding tumakbo sa buong kapasidad. Ang paggamit sa mga ito para sa desalination at produksyon ng hydrogen — habang gumagawa ng maaasahang kuryente — ay mahusay na synergy at cost-effective.”

Para sigurado, maraming hadlang na dapat lagpasan. Ang mga nuclear fuel ay madalas na nailalarawan batay sa kanilang konsentrasyon ng isang tiyak na isotope ng uranium, U-235. Ang mga reactor na tumatakbo ngayon sa United States ay nangangailangan ng fuel enrichment level na 3%-5% U-235, na kilala bilang low-enriched uranium fuels. Maraming mga advanced na reactor sa ilalim ng pagbuo ay mangangailangan ng mas mataas na antas ng pagpapayaman ng gasolina, ang ilan ay hanggang 20% ​​U-235. Ang mas mataas na enrichment na uranium fuel na ito ay tinatawag na high-assay, low-enriched uranium (HALEU).

Ang pangunahing hamon para sa mga advanced na reactor na nangangailangan ng gasolina ng HALEU ay ang materyal ay hindi magagamit sa komersyo sa Estados Unidos. Ang tanging tagapagtustos ay ang kumpanyang pag-aari ng estado ng Russia na TENEX — hindi kanais-nais sa ilalim ng mga kalagayan ngayon. Ngunit ang mga pederal na insentibo ay maaaring mag-catalyze sa domestic na produksyon ng gasolina at lumikha ng isang pangmatagalang value chain. Kung hindi, ang Australia, Canada, at Kazakhstan ay nagbibigay din nito.

Maaari bang Palitan ng Nuclear ang Coal?

Kasabay nito, ang halaga ng pagtatayo ng mga advanced na nuclear reactor ay mahirap bilangin. Higit pang katiyakan ang darating pagkatapos magsimulang magdisenyo ang mga developer ng mga halaman at gastos sa pagmomodelo. Dagdag pa, habang ang mga presyo ng lipunan sa carbon, ang nuclear power ay magiging mas kaakit-akit. Isaalang-alang na ang GE Hitachi Nuclear Energy ay nakikipagtulungan sa Ontario Power Generation upang bumuo ng isang maliit na reactor na magsisimula sa 2024: sinusubukan nilang himukin ang iba na ipatupad ang parehong teknolohiya upang mabawasan ang mga gastos.

Ang lakas ng nuklear, siyempre, ay natugunan ng pagtutol mula noong insidente ng Three Mile Island noong 1979. Ngunit maaaring baguhin iyon ng mga pagsisikap ng decarbonization — lalo na yaong tumulong sa mga rehiyong umaasa sa karbon. Ang lehislatura ng West Virginia ay nagpatupad ng mga patakaran upang payagan ang mga maliliit na modular reactor na palitan ang mga retiradong planta ng karbon. Isinasaalang-alang ng Indiana, Illinois, Montana, at Wyoming ang mga katulad na galaw.

Sa katunayan, si Simon Irish, punong tagapagpaganap ng Terrestrial Energy, ay nagsusulat na ang ikaapat na henerasyong mga nuclear plant ay maaaring palitan ang mga pasilidad ng karbon, na nagpapasigla sa mga komunidad na nag-host sa kanila. Dahil ang mga advanced na reactor na iyon ay maaaring gumana sa parehong temperatura bilang isang coal-fired boiler, ito ay isang praktikal na ideya. Bukod dito, ang kapalit na yunit ay walang emisyon.

Si Jigar Shah, ang direktor ng Opisina ng Mga Programa ng Pautang ng Kagawaran ng Enerhiya, ay nag-eendorso sa pag-iisip na iyon, na nagsasabing ang hakbang ay isang lohikal na simula, dahil ang mga koneksyon sa imprastraktura at grid ay nasa lugar na. Ang kanyang ahensya ay nagbibigay ng $11 bilyon para makatulong sa pagbuo ng maliliit na modular reactor.

"Kung gagawin ng industriya ng nukleyar kung ano ang mayroon ito sa loob ng mga dekada, ang mga tao ay mag-aalangan," sabi ni White, kasama ang Nuclear Innovation Alliance. “Hindi maganda ang pakikitungo nito sa publiko. Mayroon na tayong pagbubukas upang bigyan ang nuclear ng isa pang pagkakataon dahil sa decarbonization. Ngunit dapat tayong bumuo ng tiwala sa mga komunidad at ipaliwanag ang mga teknolohiya. Kailangan nating tiyakin na komportable sila dito. Kailangan nating kumuha ng social license para sa nuclear energy — para gusto ito ng mga tao sa kanilang mga bakuran."

Sa wakas, maaaring mangyari ang muling pagsilang ng enerhiya ng nukleyar. Ang decarbonization ay ang impetus. Ngunit ang Inflation Reduction Act nagdaragdag ng mga benepisyo sa buwis na magpapasigla sa interes ng mga namumuhunan at nagpapahiram, na nakikinabang sa mga maselang komunidad at sa mas malawak na ekonomiya. Nakikita ng Dow ang isang pagkakataon — isang potensyal na pasimula para sa iba pang mga tagagawa.