Μικροί αρθρωτοί αντιδραστήρες (SMR): Λύση ή παγίδα;

Για να αναθερμάνει τη βιομηχανία κατασκευής πυρηνικών αντιδραστήρων, η οποία έχει πληγεί σοβαρά τα τελευταία χρόνια, το πυρηνικό λόμπι εκμεταλλεύτηκε την ευκαιρία που δημιούργησε το πρόβλημα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από τους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που εκπέμπουν χημικούς ρύπους.

Ανάγκη παροπλισμού τουλάχιστον 300 πυρηνικών αντιδραστήρων

Το πρόβλημα δεν περιορίζεται μόνο στις επιπτώσεις των δύο μεγάλων πυρηνικών ατυχημάτων, του Τσερνόμπιλ και της Φουκουσίμα. Συνδέεται επίσης με την ανάγκη παροπλισμού, λόγω γήρανσης, τουλάχιστον 300 από τους περίπου 430 πυρηνικούς αντιδραστήρες που λειτουργούν σήμερα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι αντιδραστήρες αυτοί θα πρέπει να σταματήσουν τη λειτουργία τους, να αποσυναρμολογηθούν και να οδηγηθούν σε χώρους προσωρινής φύλαξης πυρηνικών αποβλήτων. Πρόκειται για μια ιδιαίτερα δαπανηρή και χρονοβόρα διαδικασία, η οποία απαιτεί τη χρήση τηλερομποτικής τεχνολογίας, εξαιτίας των υψηλών επιπέδων ακτινοβολίας.

Η Γαλλία, για παράδειγμα, η οποία καλύπτει περίπου το 80% των ενεργειακών της αναγκών από πυρηνικούς αντιδραστήρες, θα βρεθεί αντιμέτωπη με αυτό το πρόβλημα, καθώς το μεγαλύτερο μέρος των αντιδραστήρων της πλησιάζει στο τέλος της επιχειρησιακής του ζωής.

Πώς «εφευρέθηκε» ο μικρός αρθρωτός αντιδραστήρας

Μέσα σε αυτό το πλαίσιο εμφανίστηκε ο μικρός αρθρωτός αντιδραστήρας (Small Modular Reactor – SMR), ο οποίος παρουσιάστηκε ως λύση στο πρόβλημα. Πρόκειται για αντιδραστήρες μικρότερης ισχύος και θεωρητικά χαμηλότερου κόστους, οι οποίοι κατασκευάζονται σε αρθρωτές μονάδες ώστε να μπορούν να μεταφέρονται και να συναρμολογούνται ευκολότερα στον τόπο εγκατάστασης.

Η Ευρωπαϊκή Ένωση θεωρεί τους SMR πιθανές νέες πηγές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και, ενδεχομένως, ένα μέσο υποστήριξης της λειτουργίας των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ).

Ανέφικτοι οι στόχοι

Ωστόσο, οι νέοι στόχοι της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη μείωση των εκπομπών ρύπων κατά 25% έως το 2030 και κατά 100% σε επόμενη φάση δύσκολα μπορούν να επιτευχθούν με τη συμβολή των SMR.

Με τα λίγα χρόνια που απομένουν μέχρι το 2030, είναι πρακτικά αδύνατο να κατασκευαστούν και να λειτουργήσουν επαρκείς αριθμοί τέτοιων αντιδραστήρων ώστε να συμβάλουν ουσιαστικά στην επίτευξη αυτών των στόχων. Όσο για τη δεύτερη φάση, η αξιολόγηση των SMR θα εξαρτηθεί από τη συνολική εκτίμηση της απόδοσής τους, αλλά και από τα προβλήματα που σχετίζονται με τη διαχείριση των πυρηνικών αποβλήτων τους.

Περισσότεροι πυρηνικοί αντιδραστήρες

Οι SMR μπορεί να είναι μικρότερου μεγέθους και χαμηλότερης ισχύος. Αυτό όμως σημαίνει ότι, αντί για 100 μεγάλους αντιδραστήρες, θα απαιτούνταν ίσως 1000 μικρότεροι για την παραγωγή αντίστοιχης ενέργειας.

Το αν οι αντιδραστήρες αυτοί είναι αρθρωτοί ή όχι πιθανόν δεν ενδιαφέρει ιδιαίτερα την κοινωνία. Το ουσιαστικό ερώτημα είναι αν μπορούν πράγματι να προσφέρουν ενεργειακή ασφάλεια και να υποστηρίξουν την ανάπτυξη των ΑΠΕ. Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα παραμένει αβέβαιη.

Σύμφωνα με την έκθεση της εταιρείας ENCO (ENergie-CОntrol GmbH), με τίτλο Analysis of Small Modular Reactors – Concepts Status 2022, που εκπονήθηκε για το γερμανικό Υπουργείο Κλίματος, Περιβάλλοντος και Ενέργειας, παραμένει αβέβαιο εάν οι SMR μπορούν να αποτελέσουν ουσιαστικό μέρος του μελλοντικού ενεργειακού μίγματος. Στην ίδια έκθεση επισημαίνεται ότι δεν είναι σαφές εάν οι ανακοινωθείσες προβλέψεις για την ανάπτυξή τους μπορούν να υλοποιηθούν και σε ποιο χρονικό ορίζοντα.

Απαιτούνται 20-30 χρόνια δοκιμών

Κατά συνέπεια, οποιαδήποτε ουσιαστική αξιολόγηση των SMR θα μπορέσει να γίνει μόνο όταν κατασκευαστούν και λειτουργήσουν οι πρώτες μονάδες και αποκτηθεί εμπειρία από όλες τις φάσεις του κύκλου ζωής τους.

Οι περισσότερες αναφορές για «νέους» πυρηνικούς αντιδραστήρες τις τελευταίες δεκαετίες δεν έχουν αποφέρει ουσιαστικά νέα τεχνολογικά δεδομένα, παρά τις επαναλαμβανόμενες υποσχέσεις για μεγαλύτερη ασφάλεια και χαμηλότερο κόστος.

Η ανάγκη κάλυψης του ενεργειακού κενού δεν μπορεί να ικανοποιηθεί άμεσα μέσω των SMR, καθώς απαιτούνται τουλάχιστον 20 έως 30 χρόνια μελετών, δοκιμών και τεχνολογικής ωρίμανσης.

Βασίζονται στην ίδια τεχνολογία

Οι SMR, όπως και οι μεγάλοι συμβατικοί αντιδραστήρες, βασίζονται στην ίδια τεχνολογία πυρηνικής σχάσης. Η κύρια διαφορά τους βρίσκεται στη μέθοδο κατασκευής. Οι μονάδες τους κατασκευάζονται σε εργοστάσια ως επιμέρους αρθρωτά τμήματα (modules), μεταφέρονται στον τόπο εγκατάστασης και εκεί συναρμολογούνται για να σχηματίσουν έναν πλήρη πυρηνικό αντιδραστήρα. Με τον τρόπο αυτό, σύμφωνα με τις κατασκευάστριες εταιρείες, μειώνεται ο χρόνος εγκατάστασης.

Ωστόσο, το γεγονός ότι πρόκειται για εγκαταστάσεις που εκπέμπουν ραδιενέργεια για μεγάλα χρονικά διαστήματα καθιστά αναγκαία την ύπαρξη μακροχρόνιων ελέγχων λειτουργίας πριν από την ευρεία αξιοποίησή τους.

Η περίπτωση της Ελλάδας

Για τη χώρα μας δεν φαίνεται να υπάρχει πραγματική ανάγκη υιοθέτησης των SMR. Ήδη σημαντικό μέρος της ηλεκτρικής κατανάλωσης καλύπτεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, κυρίως φωτοβολταϊκά και ανεμογεννήτριες, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις καταγράφονται ακόμη και εξαγωγές ηλεκτρικής ενέργειας.

Το υπόλοιπο ενεργειακό φορτίο καλύπτεται από μονάδες φυσικού αερίου και υδροηλεκτρικά έργα. Μακροπρόθεσμα, οι δύο βασικές ανανεώσιμες πηγές – η ηλιακή και η αιολική ενέργεια – μπορούν να καλύψουν πολύ μεγάλο μέρος, ενδεχομένως ακόμη και το σύνολο, των ενεργειακών αναγκών της χώρας.

Είναι επίσης γνωστό, αν και όχι ευρέως συζητημένο, ότι η αναζήτηση νέων πυρηνικών σταθμών, μεγάλων ή μικρών, συνδέεται σε σημαντικό βαθμό με τις αυξανόμενες ενεργειακές ανάγκες των τεχνολογιών Τεχνητής Νοημοσύνης (ΤΝ). Τα μεγάλα υπολογιστικά κέντρα που υποστηρίζουν την ανάπτυξη και λειτουργία της ΤΝ απαιτούν τεράστιες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας.

Ήδη σήμερα, στα πρώτα στάδια μαζικής χρήσης της ΤΝ, τα συστήματα αυτά απορροφούν περίπου το 3% της παγκόσμιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας.

*Ο Αθανάσιος Γεράνιος είναι καθηγητής Πυρηνικής Φυσικής