Czym jest SMR? Mały atom wkracza na salony

Mały reaktor jądrowy – mimo że to pojęcie jest dość nowe w energetyce, w praktyce oznacza to samo, co zwykła elektrownia jądrowa, tylko że nieco mniejsza, uproszczona. I to ma być jej największa zaleta. Gdzie ta technologia powstanie najszybciej w Polsce?

Z tego artykułu dowiesz się:

• W których polskich miastach i kiedy mogą powstać pierwsze małe reaktory jądrowe (SMR).
• Czym w praktyce jest technologia SMR i co odróżnia ją od tradycyjnych elektrowni jądrowych.
• Jaką rolę małe reaktory odegrają w transformacji polskiego systemu energetycznego i dekarbonizacji przemysłu.
• Jak wygląda model finansowania budowy SMR-ów oraz jakie wyzwania formalne się z nim wiążą.

Małe reaktory jądrowe (SMR) działają już na świecie w Rosji i w Chinach. Jednak pierwszy, który ma otworzyć drogę do pełnej komercyjnej realizacji tego projektu, powstaje w Kanadzie. Pierwszy SMR w amerykańskiej technologii BWRX-300 jest już budowany przez Ontario Power Generation w Darlington. Projekt uzyskał pozwolenie na budowę w 2025 r., a w 2026 r. osiągnął kolejny istotny etap prac jądrowych, w tym instalację ponad 900-tonowego modułu fundamentu.

Mały atom w Polsce, ale gdzie? 

Darlington jest szczególnie ważny dla Polski, ponieważ kolejne projekty będą mogły korzystać z tego samego tzw. Standard Design – doświadczeń wykonawczych, łańcucha dostaw i efektu uczenia się. Pierwsza jednostka powstaje w Darlington w Kanadzie. Kolejny program rozwija TVA w Stanach Zjednoczonych, gdzie technologia przechodzi proces NRC, czyli procedurę licencjonowania i regulacji przed amerykańską Nuclear Regulatory Commission.

W Europie BWRX-300 rozwijany jest m.in. w Polsce, a pierwszym projektem OSGE jest Włocławek, a dalej Stawy Monowskie, Stalowa Wola, Ostrołęka, Kraków (Nowa Huta) oraz Dąbrowa Górnicza. Minister klimatu i środowiska wydał już sześć decyzji zasadniczych dotyczących budowy sześciu takich obiektów. Spółka Orlen Synthos Green Energy (OSGE) planuje uruchomienie pierwszego małego reaktora modułowego (SMR) typu BWRX-300 w Polsce na 2032 r. we Włocławku.

Czym jest SMR?

Przyjrzymy się technologii małych reaktorów jądrowych na przykładzie amerykańskiej technologii BWRX-300. Nie jest to eksperymentalna technologia jądrowa. – To sprawdzona w praktyce dziesiąta generacja reaktorów wodnych wrzących GE, rozwijanych i eksploatowanych od ponad 60 lat. Na świecie zbudowano dziesiątki reaktorów BWR, w tym jednostki o mocy zbliżonej do BWRX-300, które pracują od wielu dekad w Hiszpanii, Szwajcarii, Japonii i USA – przypomina nam Orlen Synthos Green Energy.

Technologia reaktorowa i paliwo mają już wieloletnią historię eksploatacji – FOAK w Kanadzie dotyczy przede wszystkim nowej, uproszczonej konfiguracji elektrowni BWRX-300, a nie podstawowej technologii BWR.

BWRX-300 ma około 312 MWe mocy netto, 60-letni projektowy okres eksploatacji i zakładany współczynnik wykorzystania mocy 92–95 proc.

Najważniejszą innowacją jest uproszczenie konstrukcji, a nie tworzenie zupełnie nowej technologii reaktorowej. – Naturalna cyrkulacja ogranicza potrzebę stosowania części aktywnych systemów, a pasywne systemy bezpieczeństwa wykorzystują prawa fizyki i mogą działać bez zewnętrznego zasilania oraz bez natychmiastowej interwencji operatora – wyjaśnia OSGE.

Mniejsza i prostsza konstrukcja oznacza także mniej urządzeń, mniejszy budynek reaktora, możliwość prefabrykacji oraz krótszy czas budowy. Technologia ta zakłada także szerokie wykorzystanie istniejącego globalnego łańcucha dostaw – dla wielu kluczowych komponentów dostępnych jest już kilku kwalifikowanych dostawców.

Dlaczego SMR może być ważny dla energetyki?

SMR może w latach 30. zastępować wycofywane bloki węglowe i gazowe. Moc około 300 MW odpowiada wielu obecnym jednostkom węglowym. Tym bardziej, że możliwe będzie wykorzystanie istniejących lokalizacji energetycznych, przyłączy sieciowych, infrastruktury i kompetencji pracowników.

SMR-y nie zastępują dużego atomu, ale mogą go uzupełnić. Chodzi nie tylko o fakt, że to mniejsza moc, ale także o znaczenie dla systemu energetycznego. SMR mają powstać tam, gdzie jest duży odbiorca energii. Duża elektrownia jądrowa w Choczewie ma zaś stanowić podstawę polskiego systemu energetycznego.

Mały atom może jednocześnie produkować energię elektryczną i dostarczać ciepło. Otwiera to możliwość wykorzystania go w ciepłownictwie systemowym, produkcji pary przemysłowej, dekarbonizacji przemysłu oraz zasilaniu centrów danych.

Mały atom nie oznacza mniejszych formalności

Jeśli chodzi o prawo, to w Polsce wymagania dotyczące bezpieczeństwa jądrowego i ochrony środowiska są zasadniczo takie same – SMR nie otrzymuje „łatwiejszej” licencji tylko dlatego, że jest mniejszy. Jednak standaryzacja, prefabrykacja i powtarzalność kolejnych bloków pozwalają przenieść część prac z placu budowy do kontrolowanych warunków fabrycznych i wykorzystać ten sam projekt w wielu lokalizacjach.

Budowa BWRX-300 zakłada, że potrwa ona 36 miesięcy. Kolejne jednostki powinny jednak korzystać z efektu uczenia się, standaryzacji i seryjnych zamówień.

Model OSGE zakłada, że rozwój projektu i budowę finansują inwestorzy, którzy ponoszą ryzyko kosztów i opóźnień. Potrzebny będzie jednak kontrakt różnicowy, a więc pomoc publiczna państwa. Ma ona jednak nie finansować budowy i nie pokrywać ew. przekroczenia nakładów inwestycyjnych. Zaczyna działać po uruchomieniu elektrowni i stabilizuje cenę sprzedawanej energii, co umożliwia pozyskanie długoterminowego finansowania.