Firma Holtec International złożyła wniosek o patent na sprężarki wielostopniowe, które umożliwiłyby zmianę przeznaczenia każdej elektrowni węglowej poprzez zastąpienie jej kotła węglowego czystą parą z małego reaktora modułowego. Na czym polega ta technologia?

Elektrownie atomowe zamiast węglowych

Transformacja energetyczna jest nieuchronna, stała się więc jednym z głównych tematów na agendzie, zarówno polityków, jak i zarządów największych spółek energetycznych. Jednym z czołowych zagadnień dyskutowanych w tym kontekście jest temat OZE, a także energetyka jądrowa. 

W lipcu 2022 Unia Europejska decyzją Parlamentu Europejskiego zakwalifikowała energetykę jądrową jako „zieloną energię” wolną od emisji CO2. Na technologie atomowe stawiają także przedsiębiorcy z USA. Amerykańska firma Holtec International twierdzi, że ​​jej „przełom techniczny” umożliwi zachowanie większości elementów aktywnych elektrowni węglowych na cele produkcji ekologicznej energii jądrowej.

– Koncepcją leżącą u podstaw tego podejścia jest wykorzystanie sprężarek wielostopniowych, które są w stanie podnieść stosunkowo niską entalpię (w termodynamice wielkość fizyczna będąca funkcją stanu mająca wymiar energii) pary SMR-160 (48,26 barów przy 313°C) do podwyższonego ciśnienia i przegrzania potrzebnego do uruchomienia turbogeneratora w elektrowni węglowej – twierdzi firma Holtec.

Pracę urządzenia można modyfikować, aby wspierać ciągłą pracę turbogeneratora dowolnej elektrowni. W większości przypadków nie wymaga to żadnego zewnętrznego wkładu energii. Firma złożyła już wniosek patentowy na tę innowację. Otwiera ona drogę do zmiany przeznaczenia każdej elektrowni węglowej poprzez zastąpienie jej kotła opalanego węglem czystą parą z elektrowni SMR-160. Co kryje się pod tym tajemniczym skrótem?

Małe reaktory jądrowe

Technologia SMR (Small Modular Reactors), czyli małych reaktorów jądrowych, może być skuteczną odpowiedzią na problem z dostępem do źródeł energii, a zarazem przyspieszyć proces dekarbonizacji energetyki. Mniejsze reaktory jądrowe są tańsze i uważa się je za bezpieczniejsze od większych elektrowni atomowych.

Zdolność SMR-160 do dostarczania pary pod dowolnym ciśnieniem otwiera również nowe perspektywy wykorzystania czystej energii, takiej jak para wysokociśnieniowa (…). Para może zostać wykorzystana do centralnego ogrzewania miast i gmin, które chcą wyeliminować wykorzystanie paliw kopalnych wytwarzających metan i CO2, czy to w celu osiągnięcia celów związanych z czystą energią, czy w celu wyzwań związanych z niedoborem paliw kopalnych z powodu napięć geopolitycznych – twierdzi firma Holtec. 

Koszt stworzenia takiej jednostki jest niższy niż konwencjonalnego reaktora, a czas budowy znacznie krótszy. Polska już teraz jest jednym z krajów najbardziej zaawansowanych we wdrażaniu technologii małych reaktorów atomowych. Do roku 2029 planowane jest uruchomienie w Polsce dwóch jednostek tego typu. Zaawansowanie procesu związanego z wdrożeniem nowego rozwiązania stawia nas pod tym względem w światowej czołówce.

Małe elektrownie atomowe w Polsce? Reaktory jądrowe SMR mogą uzupełniać OZE

Tysiące elektrowni węglowych na całym świecie, które są obecnie przeznaczone do przedwczesnej likwidacji, można zamiast tego przekształcić w wydajne aktywa wytwarzające czystą energię. Potwierdza to opublikowane we wrześniu badanie Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych.

USA: to możliwe nawet w 80% jednostek

Departament Energii USA opublikował badanie stwierdzające, że 80% jednostek węglowych w Stanach Zjednoczonych może zostać przekształconych w elektrownie jądrowe. Taki krok zapewniłby Stanom Zjednoczonym bezpieczeństwo energetyczne i pomógłby osiągnąć zeroemisyjność do 2050 roku.

Spośród 157 wycofanych z użycia i 237 działających elektrowni węglowych, które zidentyfikował zespół badawczy, aż 80% ma potencjał, aby pomieścić małe modułowe reaktory jądrowe o mocy do 1 GW. 

– W przypadku zakładów, które niedawno wycofano z eksploatacji, oznacza to potencjał mocy produkcyjnej wynoszący 64,8 GWe po modernizacji elektrowni w 125 lokalizacjach. W przypadku działających zakładów, oznacza to potencjał mocy 198,5 GWe do modernizacji w 190 lokalizacjach – stwierdza badanie przeprowadzone przez amerykańskie laboratoria Argonne National Laboratory, Idaho National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory i sponsorowane przez Biuro Energii Jądrowej Departamentu Energii. 

Oznacza to, że potencjał zastosowania tego rozwiązania w USA jest ogromny – ponad 250 GW nowych mocy stanowiłoby około 2% całego miksu energetycznego Stanów Zjednoczonych, którego łączne zainstalowane moce wynoszą 1,2 mln MW. Z jakimi kosztami wiązałaby się taka transformacja energetyczna?

Elektrownie węglowe zamienione w atomowe? USA: to możliwe nawet w 80% jednostek

Firma Holtec poinformowała ponadto, że ​​opracowuje także wysoce wydajną technologię kolektorów słonecznych, które można umieścić w pobliżu reaktorów SMR-160 w celu pozyskiwania dodatkowej energii ze słońca. Chodzi tu o wykorzystanie gruntów, które nie są już zagospodarowane przy składowaniu węgla i popiołu w elektrowniach węglowych.  

Holtec oczekuje, że w takim rozwiązaniu, równowaga między popytem a podażą energii zostanie osiągnięta 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Technologia “Green Boiler” to silnie izolowane urządzenie do magazynowania energii cieplnej ze zintegrowanymi generatorami pary, które mogą wytwarzać przegrzaną parę pod wysokim ciśnieniem do różnorodnych zastosowań, w tym do produkcji wodoru.

Jak kolektory słoneczne sprawdzają się warunkach domowych? Więcej informacji znajdziesz w linku poniżej:

Kolektory słoneczne – działanie, rodzaje, wady i zalety

źródło: world-nuclear-news.org, Holtec International, zdj. główne: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.