Posvetovalni referendum o JEK-u 2, ki bi moral potekati pretekli konec tedna, je neslavno propadel zaradi razkritega političnega dogovarjanja, kako obiti pravila igre in hkrati sprejeti resolucijo o dolgoročni miroljubni rabi jedrske energije ter izpeljati referendum.

V strokovnih in tudi laičnih političnih razpravah, kakšen naj bi bil najprimernejši slovenski energetski portfelj v prihodnosti, se je kot alternativa gradnji dragega drugega bloka jedrske elektrarne v Krškem, pogosto omenjal nov igralec na področju uporabe jedrske energije, male modularne jedrske elektrarne (SMR), ki pa so še neuveljavljena tehnologija.

Kot je nedavno poročal Radio Slovenija, po svetu trenutno delujejo le štirje mali jedrski reaktorji, dva plavajoča na ruskem daljnem vzhodu, ki zagotavljata elektriko in toploto za manjši kraj, ter dva na Kitajskem, ki kot gorivo uporabljata grafitne kroglice.

Po navedbah mednarodne agencije za jedrsko energijo IAEA je v napredni fazi izgradnje svojega prvega SMR-ja tudi Argentina. Več obstoječih in novih držav na področju jedrske energije pa že izvaja raziskave in razvoj SMR-jev in tako po svetu, kot navaja IAEA, obstaja več kot 80 modelov in konceptov SMR-jev.

Med SMR-je se uvrščajo napredeni jedrski reaktorji, ki imajo do 300 MW moči, ker je približno tretjina in manj moči klasičnih jedrskih reaktorjev. (Izjema je tehnologija Rollce Roycea, ki ima kapaciteto 470 MW in jo tudi obravnavajo kot dobro prakso med SMR-ji.).

Tehnologija pa postaja zanimiva tudi za zasebna vlaganja, saj sta nedavno tehnološki velikan Google in največji spletni trgovec Amazon napovedala, da skupaj s parterji razvijata svoje lastne SMR-je, ki se bodo uporabljali za napajanje njunih velikih in energetsko potratnih podatkovnih centrov. Delovati naj bi začeli v prihodnjem desetletju.

Razvoju malih modularnih jedrskih elektrarn je naklonjena tudi Evropska komisija, v okviru katere deluje javno zasebno evropsko industrijsko zavezništvo za SMR-je. Sredi oktobra je bilo izbranih devet evropskih projektov, od majhnih SMR-jev, ki bi delovali kot toplarne (Finska), do večjih SMR-jev na Češkem, Slovaškem, v Romuniji in Poljski.

Češka vlada je denimo, potem ko je češki varuh konkurence zaustavil podpis pogodbe za nov 1 GW blok jedrske elektrarne z južnokorejskim KHNP-jem, napovedala, da češki energetski velikan v državni lasti ČEZ, ki ima v lasti in upravlja češke jedrske objekte, kupuje delež v Rolls-Royce SMR-ju. Gre za hčerinsko družbo britanskega vesoljskega in obrambnega podjetja, ki že razvija tehnologijo malih modularnih reaktorjev.

Razvoj SMR-jev je znatno napredoval

"Razvoj malih modularnih reaktorjev (SMR) je v zadnjih nekaj letih znatno napredoval. Ruska federacija SMR-je že proizvaja in uporablja za napajanje, ogrevanje in proizvodnjo vode v odročnih krajih. Kitajska je lani (decembra 2023) zagnala dva visokotemperaturna SMR-ja, ki lahko proizvajata procesno toploto pri visoki temperaturi. Medtem ko je Rusija sama razvila tehnologijo, Kitajski SMR temelji na nemški tehnologiji iz 80. let prejšnjega stoletja," je za MMC pojasnil Luka Snoj, vodja reaktorja Triga in vodja odseka za reaktorsko fiziko na Institutu Jožef Stefan (IJS).

Med prednostmi elektrarn SMR naj bila tudi hitrost izgradnje in njihova cena. Westinghousov (gre za graditelja NEK-a Krško) 300-MW-reaktor AP 300 naj bi po medijskih navedbah stal okoli milijarde, gradnja 1000 MW bloka JEK 2 pa se ocenjuje okoli 10 milijard.

"Cene ne morem komentirati, ker je odvisna od pogajanja. AP300 je še v načrtih, medtem ko AP100 že deluje oz. je zgrajen. SMR-ji, kot je Westinghouse AP300, imajo res prednost, da se zgradijo hitreje in po nižjih začetnih stroških v primerjavi z velikimi jedrskimi elektrarnami. Razlika v ceni je posledica velikosti, kompleksnosti in stroškov financiranja večjih objektov. Poleg tega SMR-ji ponujajo večjo fleksibilnost pri financiranju, saj se lahko gradijo v manjših fazah, medtem ko velike jedrske elektrarne zahtevajo velik enkraten vložek. Pričakuje se, da bo gradnja SMR-jev enostavnejša in hitrejša zaradi standardizacije komponent in množične proizvodnje v tovarni," pravi Snoj.

Prednosti SMR-jev vidi v modularnosti, saj se SMR-ji lahko gradijo postopoma, kar omogoča prilagoditev potrebam po električni energiji in lažje financiranje. Med prednosti uvršča tudi lokacijsko prilagodljivost. "Zaradi svoje manjše velikosti lahko SMR-ji delujejo na območjih, ki niso primerna za velike jedrske elektrarne. Se pravi tam, kjer ni zmogljivih električnih omrežij za prenos energije," pojasnjuje in dodaja, da so SMR-ji zasnovani tudi s predpripravljeno modularno gradnjo, kar omogoča boljšo standardizacijo komponent: "To poenostavi postopek licenciranja in omogoča hitrejšo izgradnjo z manj prilagoditvami glede na specifično lokacijo."

Uporaba jedrske energije vzbuja precej nelagodja tudi z vidika varnosti, še posebej po katastrofalnih nesrečah v Černobilu in Fukušimi. Drugo težavo povzroča ustvarjanje in odlaganje jedrskega odpada. Snoj poudarja, da je med prednostmi SMR-jev prav varnost, saj so zaradi pasivnih varnostnih sistemov in manjših količin jedrskega goriva SMR-ji zasnovani z izboljšano varnostjo.

"Glede varnosti SMR-ji ponujajo izboljšave zaradi manjših količin goriva in vgrajenih pasivnih varnostnih sistemov. Količina nizko- in srednjeradioaktivnih odpadkov bo vsekakor odvisna od števila SMR-elektrarn. Več manjših elektrarn bi lahko generiralo več odpadkov na enoto. Manjši sistemi so manj učinkoviti na enoto moči, tako s stališča rabe virov (gorivo in materiala za izdelavo) kot tudi s stališča proizvodnje radioaktivnih odpadkov. Ta je močno odvisna od uporabljene tehnologije in bo pri nekaterih večja, pri drugih pa manjša od obstoječih velikih jedrskih elektrarn," poudarja Snoj.

Kateri SMR-projekt bo najhitreje zaživel v Evropi?

Med izbranimi devetimi evropskimi projekti s strani Evropske komisije imajo po mnenju Snoja največ možnosti za hitro implementacijo SMR-projekti na Finskem, kjer so predvideni kot toplarne za lokalno ogrevanje.

"En tak reaktor razvijajo tudi na Češkem. Reaktorji, ki se uporabljajo za ogrevanje, so tehnološko enostavnejši (nižja temperatura in nižji tlaki) in cenejši kot reaktorji, ki se uporabljajo za proizvodnjo elektrike. Zato menim, da bodo ti najprej zgrajeni. Drugi projekti na Češkem, Slovaškem, v Romuniji in na Poljskem so prav tako v naprednih fazah razvoja, vendar bodo verjetno potrebovali več časa za izvedbo," je pojasnil in poudaril, da se v naslednjem desetletju pričakuje precejšnja rast zanimanja za SMR-elektrarne: "Glede na velikost in težavnost prehoda na nizkoogljično družbo in povečane potrebe po elektriki bo moral biti obseg proizvodnje v prihodnjih desetletjih vsaj nekaj SMR-jev na teden."

Prva konferenca IAEA-ja posvečena SMR-jem

Proučitvi možnosti o gradnji SMR-jev po različnih delih Slovenije so naklonjeni tudi pri slovenskem operaterju prenosnega in distribucijskega elektroenergetskega omrežja Elesu.

Njegov direktor Aleksander Mervar se je v razpravah glede gradnje JEK-a 2 zavzel za proučitev možnosti postavitve malih modularnih reaktorjev do leta 2028, ko je predvidena tudi investitorjeva odločitev o novem velikem bloku jedrske elektrarne v Krškem.

Na Dunaju pa je od konca oktobra v organizaciji IAEA-ja potekala prva mednarodna konferenca o SMR-jih, na kateri je sodeloval tudi svetovalec direktorja Elesa za relacije s trgom Matjaž Janežič.

Kot je pojasnil za MMC, je bilo osnovno sporočilo konference, da tehnologija SMR-jev pospešeno dozoreva za komercialno uporabo, in hkrati poziv zainteresiranim državam za aktivno sodelovanje v kreiranju regulativnih, varnostnih, tehnoloških, kadrovskih, dobavnih, finančnih in razvojnih okvirjev, ki bi omogočili in pospešili uporabo SMR-tehnologije.

"IAEA kot krovna organizacija za jedrske tehnologije se je uvajanja SMR-tehnologije lotila celovito na vseh področjih, od pomoči pri informiranju javnosti, spodbujanja razvoja, vzpostavljanja ustrezne regulative na svetovni ravni in pomoči pri vzpostavljanju regulative na lokalni ravni, do licenciranja SMR-tehnologij in vzpostavljanja pogojev za financiranje SMR-projektov. IAEA nudi tudi strokovno pomoč v usklajevanju zavez med dobavitelji in naročniki SMR-postrojenj," je dejal.

Janežič je glede razvoja SMR-jev in njihove množičneje uporabe povedal, da je trenutno v razvojni ali testni fazi šest osnovnih tehnoloških rešitev SMR-jev, ki se razlikujejo predvsem v tipih jedrskega goriva in po uporabljenem hladilnem mediju.

"Večino SMR-jev razvijajo v smeri, da se poleg proizvodnje električne energije SMR-ji uporabljajo kogenerativno, torej tudi za zagotavljanje toplotne energije lokalnim skupnostim (daljinsko ogrevanje) in potencialno tudi s sočasno proizvodnjo vodika. Razviti so SMR-sistemi, ki omogočajo tudi dovolj veliko proizvodno fleksibilnost z odzivom tudi do pet odstotkov in več nazivne moči na minuto, kar je nova dodana vrednost v jedrski tehnologiji, saj so zdajšnje velike jedrske enote proizvajale le pasovno energijo. Poseben poudarek je dan varnostnim sistemom, ki se razvijajo tako, da bodo SMR-ji lahko postavljeni v tudi v bližini mest, kjer bo mogoča kogenerativna uporaba," je navedel Janežič.

Serijska proizvodnja malih jedrskih elektrarn

Pomemben cilj je po njegovih besedah, da bodo SMR-ji tipski in jih bodo lahko proizvajali serijsko, kar bo močno vplivalo na končno ceno tehnološkega dela proizvodne enote: "Po nekaterih ocenah naj bi se stroški tehnološkega dela proizvodne enote v primeru serijske proizvodnje lahko znižali tudi za 40 odstotkov in več v primerjavi z izvedbo FOAK (first of a kind). Časovni cilji za serijsko proizvodnjo na konferenci niso bili omenjeni, so pa med drugim poudarili, da na primer Poljska že načrtuje in je sposobna zagotoviti tudi več kot 60 odstotkov komponent za izdelavo SMR-jev v okviru lastne industrije, kar kaže na to, da ta država načrtuje širšo uporabo te tehnologije za nadomeščanje premogovnih proizvodnih enot za električno energijo."

Ob tem je bil naveden podatek, da bi bilo lahko do leta 2050 v Evropi približno 300 projektov SMR-jev, od projektov v različnih izvedbenih fazah do že komercialno delujočih projektov. "Širša komercializacija SMR-jev, kar pomeni podpisane pogodbe in izvajanje projektov, in ne začetek obratovanja, je predvidena za leto 2030. Realneje pa je pričakovati, da se bo to dogajalo okoli leta 2035," glede širše uporabe SMR-tehnologij razlaga Janežič.

Glede na predstavljeno na omenjeni konferenci, se po njegovih besedah SMR-tehnologija pod okriljem IAEA-ja obravnava celovito tudi z vidika varnosti, sledenja goriva in ravnanja z jedrskimi odpadki: "Cilj je, da je že ob snovanju uporabe SMR-ja celotni cikel proizvodnje in razgradnje načrtovan in podprt z delujočimi tehnologijami."