SMR-urile și Energia Nucleară

Publicat de Daniel Țăndăreanu, 10 noiembrie 2022, 10:56

Există diverse demersuri de a dezvolta capacități de producere a energiei electrice folosind energia nucleara in centrale mari sau mici (SMR). Câteva date despre energia nucleară și modul în care ea se dezvoltă în lume:

– Primele centrale nucleare comerciale au început să funcționeze în anii 1950.
– Energia nucleară furnizează acum aproximativ 10% din electricitatea mondială prin 440 de reactoare.
– Energia Nucleară este a doua cea mai mare sursă de energie cu emisii scăzute de carbon din lume (28% din total în 2019).
– 55 de reactoare sunt în construcție în 15 țări, echivalentul a aproximativ 15% din capacitatea existentă.
– În 2020, treisprezece țări au produs cel puțin un sfert din electricitatea lor din energie nucleară. Franța obține aproximativ 70% din energie electrică din energie nucleară, în timp ce Ucraina, Slovacia, Belgia și Ungaria obțin aproximativ jumătate din energie nucleară. Japonia era obișnuită să se bazeze pe energia nucleară pentru mai mult de un sfert din electricitatea sa.

Tehnologia nucleară folosește energia eliberată prin scindarea atomilor anumitor elemente. A fost dezvoltat pentru prima dată în anii 1940, iar în timpul celui de-al Doilea Război Mondial cercetările s-au concentrat inițial pe producerea de bombe. În anii 1950 atenția s-a îndreptat către utilizarea pașnică a fisiunii nucleare, controlând-o pentru generarea de energie.
Energia nucleară civilă se poate lăuda cu centralele nucleare operaționale în 32 de țări din întreaga lume. De fapt, prin intermediul rețelelor regionale de transport, multe mai multe țări depind parțial de energia nucleară: Italia și Danemarca, de exemplu, obțin aproape 10% din electricitate din energie nucleară importată.

Când industria nucleară comercială a demarat în anii 1960, existau granițe clare între industriile din Est și Vest. Astăzi, industria nucleară este caracterizată de comerțul internațional. Un reactor aflat astăzi în construcție în Asia poate avea componente furnizate din Coreea de Sud, Canada, Japonia, Franța, Germania, Rusia și alte țări. În mod similar, uraniul din Australia sau Namibia poate ajunge într-un reactor din Emiratele Arabe Unite, fiind transformat în Franța, îmbogățit în Țările de Jos, deconvertit în Marea Britanie și fabricat în Coreea de Sud.

Există o nevoie clară de noi capacități de generare în întreaga lume, atât pentru a înlocui vechile unități de combustibili fosili, în special pe cele pe cărbune, care emit mult dioxid de carbon, cât și pentru a satisface cererea crescută de energie electrică în multe țări. În 2019, 63% din energie electrică a fost generată din arderea combustibililor fosili. În ciuda sprijinului puternic și a creșterii surselor de energie electrică regenerabilă intermitentă în ultimii ani, contribuția combustibililor fosili la generarea de energie nu s-a schimbat semnificativ în ultimii 15 ani aproximativ (66,5% în 2005).

Agenția Internațională pentru Energie a OCDE publică scenarii anuale legate de energie. În World Energy Outlook 2021 există un „Scenariu de dezvoltare durabilă” ambițios, care este în concordanță cu furnizarea de energie curată și fiabilă și cu reducerea poluării aerului, printre alte obiective. În acest scenariu de decarbonizare, generarea de energie electrică din nuclear crește cu aproape 75% până în 2050 la 4714 TWh, iar capacitatea crește la 669 GW. Asociația Nucleară Mondială a propus un scenariu mai ambițios decât acesta – programul Harmony propune adăugarea a 1000 GW de capacitate nucleară nouă până în 2050, pentru a furniza 25% din energie electrică apoi (aproximativ 10.000 TWh) de la 1250 GW de capacitate (după ce a permis pentru pensii). Furnizarea unui sfert din energia electrică a lumii prin energie nucleară ar reduce substanțial emisiile de dioxid de carbon și ar îmbunătăți calitatea aerului.

Toate părțile lumii sunt implicate în dezvoltarea energiei nucleare, iar câteva exemple sunt prezentate mai jos (sursa World Nuclear Association):

America de Nord

Canada are 19 reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 13,6 GW. În 2021, nuclearul a generat 14,3% din energia electrică a țării.
Toate cele 19 reactoare nucleare ale țării, cu excepția unuia, sunt amplasate în Ontario. Zece dintre aceste unități – șase la Bruce și patru la Darlington – urmează să fie renovate. Programul va prelungi durata de funcționare cu 30-35 de ani. Lucrări similare de renovare au permis Ontario să elimine treptat cărbunele în 2014, obținând unul dintre cele mai curate mixuri de energie electrică din lume.

Mexicul are două reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 1,6 GW. În 2021, nuclearul a generat 5,3% din energia electrică a țării.

SUA au 92 de reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 94,7 GW. În 2021, nuclearul a generat 19,6% din energia electrică a țării.
Au fost în construcție patru reactoare AP1000, dar două dintre acestea au fost anulate. Unul dintre motivele pauzei în construcția nouă în SUA până în prezent a fost evoluția extrem de reușită a strategiilor de întreținere. În ultimii 15 ani, performanța operațională îmbunătățită a crescut gradul de utilizare a centralelor nucleare din SUA, producția crescută echivalentă cu 19 noi centrale de 1000 MWe fiind construite.

America de Sud

Argentina are trei reactoare, cu o capacitate netă combinată de 1,6 GW. În 2021, țara a generat 7,2% din electricitate din energie nucleară.
Brazilia are două reactoare, cu o capacitate netă combinată de 1,9 GW. În 2021, nuclearul a generat 2,4% din energia electrică a țării.

Europa

Belgia are șapte reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 5,9 GW. În 2021, nuclearul a generat 50,8% din energia electrică a țării.
Finlanda are cinci reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 4,4 GW. În 2021, nuclearul a generat 32,8% din energia electrică a țării. Al cincilea reactor din Finlanda – un EPR de 1600 MW – a fost conectat la rețea în martie 2022.

Franța are 56 de reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 61,4 GW. În 2021, nuclearul a generat 69,0% din energia electrică a țării.
O politică energetică din 2015 și-a propus să reducă ponderea țării în producția nucleară la 50% până în 2025. Această țintă a fost acum amânată pentru 2035. Ministrul energiei al țării a spus că obiectivul nu este realist și că va crește dioxidul de carbon al țării. emisii, pun în pericol securitatea aprovizionării și pun locurile de muncă în pericol.

Germania are trei reactoare nucleare continuă să funcționeze, cu o capacitate netă combinată de 4,1 GW. În 2021, nuclearul a generat 11,9% din energia electrică a țării.
Germania renunță treptat la generarea nucleară până la sfârșitul anului 2022, ca parte a politicii sale Energiewende. Energiewende încă nu a furnizat o reducere semnificativă a emisiilor de dioxid de carbon (CO2). În 2011, un an după introducerea politicii, Germania a emis 809 Mt CO2; în 2020, țara a emis 644 Mt CO2 și a fost al șaptelea cel mai mare emițător de CO2,2 din lume. În prezent această măsură a fost suspendată.

Țările de Jos au un singur reactor nuclear operabil, cu o capacitate netă de 0,5 GW. În 2021, nuclearul a generat 3,1% din energia electrică a țării.

Spania are șapte reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 7,1 GW. În 2021, nuclearul a generat 20,8% din energia electrică a țării.

Suedia are șase reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 6,9 GW. În 2021, nuclearul a generat 30,8% din energia electrică a țării. Țara închide unele reactoare mai vechi, dar a investit masiv în extinderea și îmbunătățirea duratei de viață.

Elveția are patru reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 3,0 GW. În 2021, nuclearul a generat 28,8% din energia electrică a țării.

Regatul Unit are 9 reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 5,9 GW. În 2021, nuclearul a generat 14,8% din energia electrică a țării. Un document energetic al guvernului britanic de la jumătatea anului 2006 a aprobat înlocuirea flotei vechi de reactoare nucleare a țării cu o nouă construcție nucleară. A început construcția primei fabrici dintr-o nouă generație.

Armenia are un singur reactor nuclear cu o capacitate netă de 0,4 GW. În 2021, nuclearul a generat 25,3% din energia electrică a țării.

Belarus are un reactor nuclear operabil, conectat la rețea în noiembrie 2020 și un al doilea reactor în construcție. Aproape toată energia electrică a țării este produsă din gaze naturale. În 2021, nuclearul a generat 14,1% din energia electrică a țării.

Bulgaria are două reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 2,0 GW. În 2021, nuclearul a generat 34,6% din energia electrică a țării.

Cehia are șase reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 3,9 GW. În 2021, nuclearul a generat 36,6% din energia electrică a țării.

Ungaria are patru reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 1,9 GW. În 2021, nuclearul a generat 46,8% din energia electrică a țării.

România are două reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 1,3 GW. În 2021, nuclearul a generat 18,5% din energia electrică a țării.

Rusia are 37 de reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 27,7 GW. În 2021, nuclearul a generat 20,0% din energia electrică a țării. Un decret guvernamental din 2016 a specificat construirea a 11 reactoare nucleare până în 2030, în plus față de cele aflate deja în construcție. La începutul anului 2022, Rusia avea trei reactoare în construcție, cu o capacitate combinată de 2,6 GW. Puterea industriei nucleare a Rusiei se reflectă în dominația sa pe piețele de export pentru reactoare noi. Industria nucleară națională a țării este în prezent implicată în noi proiecte de reactoare în Belarus, China, Ungaria, India, Iran și Turcia și, în diferite grade, ca investitor în Algeria, Bangladesh, Bolivia, Indonezia, Iordania, Kazahstan, Nigeria, Africa de Sud, Tadjikistan și Uzbekistan, printre altele.

Slovacia are patru reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 1,8 GW. În 2021, nuclearul a generat 52,3% din energia electrică a țării. Alte două unități sunt în construcție.

Slovenia are un singur reactor nuclear operabil cu o capacitate netă de 0,7 GW. În 2021, Slovenia a generat 36,9% electricitate din energie nucleară.

Ucraina are 15 reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 13,1 GW. În 2021, nuclearul a generat 55,0% din energia electrică a țării.

Turcia a început construcția primei sale centrale nucleare în aprilie 2018, iar începerea funcționării este așteptată în 2023.

Asia

Bangladesh a început construcția primului dintre cele două reactoare rusești VVER-1200 planificate în 2017. Construcția celui de-al doilea a început în 2018. Intenționează să aibă prima unitate în funcțiune până în 2023. În prezent, țara produce aproape toată energia electrică din combustibili fosili.

China are 54 de reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 52,2 GW. În 2021, nuclearul a generat 5,0% din energia electrică a țării. Țara continuă să domine piața noilor construcții nucleare, cu 21 de reactoare în construcție la sfârșitul lunii iulie 2022. În 2018, China a devenit prima țară care a comis două noi proiecte – AP1000 și EPR. China comercializează Hualong One pentru export, un design de reactor în mare parte indigen.

India are 22 de reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 6,8 GW. În 2021, nuclearul a generat 3,2% din energia electrică a țării. Guvernul indian se angajează să-și crească capacitatea de energie nucleară ca parte a programului său masiv de dezvoltare a infrastructurii. Guvernul a stabilit în 2010 un obiectiv ambițios de a avea o capacitate nucleară online de 14,6 GW până în 2024. La sfârșitul lunii iulie 2022, opt reactoare erau în construcție în India, cu o capacitate combinată de 6,7 GWe.

Japonia are 33 de reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 31,7 GW. În martie 2022, 10 reactoare au fost readuse online, iar alte 15 erau în proces de aprobare a repornirii, în urma accidentului de la Fukushima din 2011. În trecut, 30% din energia electrică a țării provenea din energie nucleară; în 2021, cifra a fost de doar 7,2%.

Coreea de Sud are 25 de reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 24,4 GW. În 2021, nuclearul a generat 28,0% din energia electrică a țării.

Pakistanul are șase reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 3,3 GW. În 2021, nuclearul a generat 10,6% din energia electrică a țării. Pakistanul are o unitate chinezească Hualong One în construcție, care a atins prima criticitate în februarie 2022.

Africa

Egiptul a început construcția în iulie 2022 a primei dintre cele patru unități VVER proiectate în Rusia care urmează să fie construite pe amplasamentul El Dabaa de pe coasta Mediteranei.

Africa de Sud are două reactoare nucleare operabile, cu o capacitate netă combinată de 1,9 GW și este singura țară africană care produce în prezent electricitate din energie nucleară. În 2021, nuclearul a generat 6,0% din energia electrică a țării. Africa de Sud rămâne angajată în planuri pentru capacități suplimentare, dar constrângerile de finanțare sunt semnificative.
Orientul Mijlociu

Iranul are un singur reactor nuclear operabil cu o capacitate netă de 0,9 GW. În 2021, nuclearul a generat 1,0% din energia electrică a țării. O a doua unitate VVR-1000 proiectată în Rusia este în construcție.

Emiratele Arabe Unite au trei reactoare nucleare operabile cu o capacitate de 4,0 GW. O a patra unitate este în construcție la aceeași fabrică (Barakah). În 2021, nuclearul a generat 1,3% din energia electrică a țării.

Bangladesh, Belarus, Turcia și Emiratele Arabe Unite își construiesc primele centrale nucleare, dar sunt mai multe țări din lume care se îndreaptă către utilizarea energiei nucleare pentru producerea de energie.

Redactor – Laurențiu Despina / redactor online – Daniel Țăndăreanu