In de zes decennia sinds de Shippingport Atomic Power Station in de buurt van Pittsburgh begon te functioneren als de eerste commerciële kernreactor van het land, de industrie heeft steeds grotere fabrieken gebouwd om de schaalvoordelen te verbeteren. Een typische commerciële reactor produceert nu ongeveer 20 keer zoveel elektriciteit als de eerste Shippingport-eenheid in 1958.

Dus het lijkt misschien contra-intuïtief dat de industrie de toekomst niet ziet in het bouwen van gigantische fabrieken, maar in kleine modulaire reactoren, of SMR's:in de fabriek gebouwde eenheden met minder onderdelen, ontworpen om ondergronds te worden geïnstalleerd met passieve koelsystemen die volgens de industrie 'inherent veilig' zijn.

In tegenstelling tot grote nucleaire eenheden, die zijn ontworpen om het hele jaar door volledig gekanteld te werken, SMR-ontwerpers zeggen dat de kleine eenheden flexibel genoeg zijn om indien nodig te worden opgevoerd om gaten in de productie van wind- en zonne-energiecentrales op te vullen - een cruciale rol omdat sommigen kernenergie zien als een koolstofvrije brug tussen fossiele brandstoffen en hernieuwbare energie. De wereldwijde markt voor dergelijke reactoren zal tegen 2035 naar verwachting 100 miljard dollar bedragen. volgens het Nuclear Energy Agency, een intergouvernementele organisatie gevestigd in Parijs.

Onder Amerikaanse ontwikkelaars, NuScale-kracht van Corvallis, Erts., heeft zijn concurrenten overtroffen, waaronder Holtec International uit Camden, om zijn ontwerp dichter bij de finish te brengen. Ondersteund met $ 275 miljoen aan subsidies van het Amerikaanse energiedepartement, NuScale heeft ongeveer $ 800 miljoen geïnvesteerd om een ​​75 meter hoge cilindrische reactor te ontwerpen die de Nuclear Regulatory Commission naar verwachting volgend jaar zal goedkeuren. NuScale streeft ernaar om in 2026 in zijn eerste fabriek stroom te gaan produceren.

"Er zijn goede argumenten voor SMR's in veel markten, zowel in de VS als over de hele wereld, " zei John Kotek, vice-president van beleidsontwikkeling en public affairs voor het Nuclear Energy Institute, een brancheorganisatie.

Maar niet iedereen is verkocht op hun belofte.

"SMR's lijken een rage te zijn, voor zover ik kan zeggen, " zei Edwin Lyman, een senior wetenschapper bij de Union of Concerned Scientists, die een veel geciteerd artikel schreef waarin de economie van kleine reactoren in twijfel werd getrokken. "Er is heel weinig inhoud aan zijn motivatie, behalve dat de particuliere sector zich geen reactoren van gewoon formaat kan veroorloven."

'VEILIGER, KOSTENEFFICIËNT'

Elke NuScale-reactor zou 60 megawatt aan vermogen produceren - hetzelfde als de oorspronkelijke Shippingport-reactor, die in 1989 buiten bedrijf werd gesteld. Het bedrijf zegt dat de units afzonderlijk kunnen worden geïnstalleerd, of in groepen. De eerste fabriek in het Idaho National Laboratory van het Department of Energy zou 12 reactoren bevatten. Utah Associated Municipal Power Systems is de belangrijkste klant.

De kleinere reactoren zullen kosteneffectief zijn omdat ze in massa kunnen worden geproduceerd in bestaande Amerikaanse productiefaciliteiten, de bouwkosten en -tijden op locatie drastisch verminderen, zei Tom Mundy, NuScale's commercieel directeur.

SMR-ontwerpers zeggen dat de fabrieken minder operators nodig hebben, en omdat het ontwerp veiliger is, ze hebben de NRC ook gevraagd om de noodplanningszones van 10 mijl die nu vereist zijn voor grotere commerciële reactoren te verminderen tot een gebied dat beperkt is tot de fabriekslocatie. Critici zoals de Union of Concerned Scientists hebben zich tegen het verzoek verzet, zeggen dat de fabrieken en hun geaccumuleerde ter plaatse verbruikte splijtstof nog steeds een aanzienlijk risico vormen.

"Ze beweren dat de reactoren zo veilig zijn dat terroristen niet in staat zullen zijn om effectief een massale radiologische besmettingsgebeurtenis te veroorzaken, en ik smeek om te verschillen, ' zei Lyman.

De initiële markten voor SMR's zullen naar verwachting voornamelijk in het buitenland liggen, waar de elektriciteitskosten hoger zijn en kernenergie kan concurreren, zegt NuScale. Sommige waterarme landen in het Midden-Oosten hebben interesse getoond omdat sommige units kunnen worden geconfigureerd om stoom te produceren, in plaats van elektriciteit, om een ​​nabijgelegen waterontziltingsinstallatie van stroom te voorzien.

ANTIDOT TEGEN KLIMAATVERANDERING

De industrie positioneert ook koolstofvrije kerncentrales als tegengif tegen klimaatverandering. Ze citeren een recente studie van het Massachusetts Institute of Technology waaruit bleek dat het minder zou kosten om kernenergie in te zetten samen met hernieuwbare energie om de CO2-uitstoot te verminderen, dan alleen op de wind te vertrouwen, zonne- en batterijopslag om de uitstoot te verminderen.

"Zowel in binnen- als buitenland velen realiseren zich dat om de gestelde koolstofklimaatdoelstellingen te bereiken, nucleair moet deel uitmaken van de vergelijking, " zei Mundy, die voor Exelon Generation in Kennett Square werkte voordat hij in 2012 bij NuScale kwam. Hij woont in Chester County.

Ondanks de klimaatvoordelen, veel milieuverdedigers zijn fel gekant tegen elke uitbreiding van de rol van kernenergie, inclusief sceptici die veiligheidsproblemen aanhalen die deze maand 40 jaar geleden aan het licht zijn gekomen bij Three Mile Island Unit 2 in Pennsylvania, die de groei van de industrie in de jaren tachtig afremde. In de afgelopen 20 jaar, slechts één nieuwe commerciële fabriek is in gebruik genomen in de Verenigde Staten, en slechts twee zijn momenteel in aanbouw.

Lyman zei dat de industrie "honderden of duizenden" eenheden zou moeten produceren om kosten te besparen en de behoefte aan overheidssteun te verminderen.

Maar NuScale zegt dat het slechts 12 reactoreenheden hoeft te produceren, en bouw drie energiecentrales, om de ervaring te ontwikkelen die nodig is om de kosten te verlagen. "Duidelijk, we hebben het niet over honderden, en duidelijk geen duizenden, "zei Mundy. "Er is niets ingewikkelds aan de constructie, in vergelijking met grote gigawatt-installaties."

De kosten van kernenergie vormen de kern van een debat dat vorige week officieel van start ging in Pennsylvania met de introductie van een voorstel om de nucleaire industrie $ 500 miljoen aan jaarlijkse subsidies te geven, betaald door elektrische klanten. Kerncentrales hebben gedreigd verschillende reactoren in Pennsylvania te sluiten omdat ze niet kunnen concurreren op goedkope elektriciteitsmarkten die overspoeld worden met goedkope stroom van aardgascentrales.

Exelon Generation zegt dat het Three Mile Island Unit 2 zal sluiten, gelegen naast de deels ontmantelde Unit 1, tenzij staatswetgevers in juni te hulp komen. TMI heeft 675 mensen in dienst en produceert meer koolstofvrije energie dan alle zonne-energie, wind, en waterkrachtcentrales gecombineerd. Eerste energiebedrijf, die twee reactoren exploiteert in de Beaver Valley Power Station in West-Pennsylvania, heeft ook plannen aangekondigd om de reactoren in 2021 buiten gebruik te stellen.

Terwijl de industrie krimpt, hoop ontspringt eeuwig onder voorstanders van nucleaire, wiens ware gelovigen worden gedreven door de belofte om de enorme hoeveelheid energie te benutten die in radioactieve brandstof zit.

LOKALE VERBINDINGEN

Tientallen bedrijven werken aan de ontwikkeling van nieuwe kernreactoren, waaronder zogenaamde Generation IV-reactoren die worden gekoeld met materialen als gesmolten zouten, inerte gassen, of zelfs vloeibare metalen.

Verschillende bedrijven hebben zich gericht op het ontwikkelen van SMR-ontwerpen. Holtec Internationaal, een particuliere onderneming in Camden wiens kernactiviteit het beheer van verbruikte splijtstof in kernreactoren en de ontmanteling van oude reactoren is, heeft een reactorontwerp van 160 megawatt ontwikkeld dat het de SMR-160 noemt. De status van het project is onduidelijk, en Holtec heeft niet gereageerd op schriftelijke vragen.

"Ik heb geen bewijs gezien dat het echt vooruitgaat, " zei Lyman, van de Unie van Betrokken Wetenschappers.

Westinghouse en BWX Technologies Inc., die beide een lange geschiedenis hebben van het bouwen van reactoren, verlieten hun SMR-projecten.

NuScale koos in september voor BWXT om zijn SMR te bouwen. BWXT, die veel van de kleine reactoren bouwde die werden gebruikt om Amerikaanse marineschepen en onderzeeërs aan te drijven, plannen om de fabricage van componenten uit te besteden aan Precision Custom Components of York, Vader.

Mundy zei door de productie uit te besteden aan bestaande fabrieken, NuScale kan de kosten laag houden in vergelijking met het bouwen van een nieuwe fabriek. De grootste eigenaar van NuScale is de gigantische aannemer Fluor Corp.

Mundy zegt dat het NuScale-ontwerp geen kleinere versie is van een grotere reactor.

"We hebben functies die anders zijn, die je niet zult vinden in de competitie, en we hebben een zeer sterke interesse van klanten in onze technologie, " hij zei.

RAMPENBESTENDIG ONTWERP

Elk reactorvat is omgeven door zijn eigen hogedrukstalen omhulling, en ondergedompeld in een plas water van 8 miljoen gallon, er is dus geen verhard insluitingsgebouw nodig.

De kernramp in Fukushima in 2011 in Japan werd veroorzaakt toen de zes centrales off-site stroom verloren na een aardbeving, en de on-site noodgeneratoren die de koelwaterpompen van de fabriek aandreven, faalden omdat ze waren overspoeld door een tsunami. De operators konden het koelwater niet herstellen voordat vier reactoren smolten, radioactieve besmetting uitspuwen over het platteland.

"Onze technologie vereist geen externe stroomvoorziening, "Zei Mundy. "In een geval waarbij het station alle stroom verliest, onze reactoren worden automatisch uitgeschakeld, en ze zullen zichzelf voor onbepaalde tijd afkoelen zonder dat er water moet worden toegevoegd, zonder dat de operators extra actie hoeven te ondernemen, of voor de noodzaak om wissel- of gelijkstroom te herstellen."

Lyman zei dat hij zich zorgen maakte dat meerdere modulaire reactoren zouden falen in de NuScale-fabriek, maar dat het NRC meer risico zal nemen omdat het onder druk staat om het vergunningsproces niet te belemmeren.

"Als alles goed werkt, de reactor wordt veilig gekoeld, " zei hij. "Er zijn een aantal manieren waarop die foto niet zo mooi kan zijn."

©2019 Philly.com
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.