A kisebb, okosabb, rugalmasabb atomreaktoroké a jövő, nem a Paks-típusú monstrumoké

Bár a közhangulat a 2011 márciusi földrengést és cunamit követő fukusimai nukleáris baleset óta erősen atomellenesre fordult, valójában csendes forradalom zajlik az atomiparban. Fiatal, magukat környezetvédőként meghatározó szakemberek alapítanak cégeket és kutatják, hogy mi lehet az atomenergia jövője. A kutatások közös pontja, hogy az amúgy nullemissziós, vagyis széndioxidot egyáltalán nem kibocsátó technológia magas járulékos költségeit minimalizálják, illetve rugalmasabbá tegyék az alkalmazását.

A cél tehát az, hogy

  • olcsóbb;
  • kisebb;
  • könnyen szabályozható teljesítményű

atomerőműveket tervezzenek. Mielőtt belemennénk a részletekbe, nézzük, hogy mire készül ez ügyben Magyarország.

Az oroszokkal kötött szerződés szerint Magyarország két, nagyon nagy teljesítményű reaktort épít. A reaktor az 1975-ben kifejlesztett VVER-1000-es megnövelt teljesítményű változata, a MIR-1200-as. A MIR-sorozat a VVER reaktorok szigorúbb európai szabvány szerint épülő változatai. Elvben, mert ilyet még egyet sem építettek. A már több országban is megépült, nem EU-kompatibilis változatot AES-1200-nak hívják.

A MIR-1200-as hagyományos, nyomottvizes reaktor, vagyis a fűtőelemeket nagynyomású víz veszi körbe. Ez lényegi momentum, ugyanis emiatt kell a reaktorok köré hermetikus blokkot, illetve az EU új építésű reaktorokra vonatkozó szabályai szerint containmentet, páncélozott kupolát építeni. Ez utóbbi az atomerőművek egyik legdrágább eleme.

Nem véletlen, hogy pont ettől próbálnak megszabadulni azok, akik az atomenergia megújításán dolgoznak. Róluk, és az atomenergia jövőjéről írt cikket a Climate Confidentalon Celeste Lecompte.

Kezdésnek nézzék meg ezt az ábrát:

atomszel

Mint látható, az amerikai szövetségi kormány energetikai ügynögksége, az EIA számításai szerint 2020-ban és még 2040-ben is az atomerőművekben termelt áram árának legnagyobb részét az atomerőművek tőkeigénye adja majd. Ugyanez az arány a gázerőműveknél elenyésző, és mert az Egyesült Államokban éppen palagáz-forradalom zajlik, egyelőre nincs sok késztetés arra, hogy bárki atomerőműveket építsen.

Ezzel két baj van:

  • A gázerőművek csak a szénerőművekhez képest környezetkímélők, valójában ezek is rengeteg széndioxidot termelnek.
  • Pedig az amerikaiak nagyratörő tervei szerint 2030-ig 30 százalékkal kéne csökkenteni a széndioxid-kibocsátást.

Ez utóbbihoz pedig nem elég megújuló forrásokat használó erőműveket építeni, mert az elmúlt évtized robbanásszerű fejlődése ellenére a megújulók még mindig csak a teljes amerikai energiafogyasztás 13 százalékát fedezik. A további bővülést az energiaforrások szabályozhatatlan, ámde ingadozó volta mellett a tárolótechnológiák fejletlensége és az erőművek jelentős területigénye is lassítja.

Épp ezért most már nem csak az atomlobbi, de elismert klímakutatók és nonprofit szervezetek is egyre többször hangoztatják, hogy

az atom lehet az a nullemissziós alternatíva, amely jelentős szerepet játszhat az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésében.

Az amerikai környezetvédelmi ügynökség, az EPA cselekvési tervében pedig konkrétan kötelezettségként szerepelhet majd a meglévő atomerőművi kapacitások élettartamának meghosszabbítása és új erőművek építése.

De ehhez előbb le kell küzdeni a legnagyobb akadályt, az atomerőművek hatalmas beruházási igényét.

Hogy mi kell ahhoz, hogy az atom jelentős szerepet játszon a jövő energetikájában? Az MIT két fiatal, magát környezetvédőként meghatározó kutatója, Mark Massie és Leslie Dewan pont erre keresték a választ. És úgy találták, hogy

a jövő a múlt: az ötvenes években kifejlesztett folyékony sóolvadékos tóriumreaktor,

amelyet az atomenergia betűszavakban gazdag nyelvében az angol eredeti alapján csak MSR-nek (Molten Salt Reactor) hívnak.

Megint dagadhat a honfiúi kebel: azt, hogy urán helyett a sokkal nagyobb mennyiségben előforduló tóriumot is lehetne atomerőművek üzemanyagaként használni, már Wigner jenő is felvetette!

Az MSR-nek számos előnye van a mostanában elterjedt nyomottvizes reaktorokkal (a rajongók kedvéért PWR) szemben:

  • alacsony nyomáson is működtethető, vagyis nincs az a kockázat, hogy üzemzavar esetén nagy nyomással spriccel szét a légkörben a radioaktív pára;
  • újratöltés közben sem kell leállítani;
  • olcsó az üzemanyaga;
  • olcsó a fenntartása;
  • sokkal egyszerűbb az irányítórendszere;
  • és nem kell olyan bonyolult biztonsági rendszereket építeni köré;

vagyis megoldást jelent az atomenergia terjedésének legnagyobb akadályára, a magas költségekre.

Arról nem is beszélve, ami aztán a vesztét okozta:

az MSR-ek, bár tenyésztőreaktorok – vagyis több nukleáris üzemanyagot állítanak elő, mint amennyit használnak – nem igazán jók plutónium előállítására, amire az atomfegyverprogramokhoz van szükség. De ez ma már előny, nem hátrány.

Massie és Dewan az elmúlt éveket az ötvenes-hatvanas években fejlesztett kísérleti MSR továbbfejlesztésével töltötte. Az elkészült tervek alapján az új reaktor akár a már működő nyomottvizes reaktorok kiégett fűtőelemeivel is működtethető, magyarán:

atomszemetet használhatna, ami a már meglévő reaktorok fenntartási költségeit is csökkenthetné.

Az atomszemét tárolása ugyanis szintén nagyon komoly költségelem, ráadásul a mai napig megoldatlan probléma az Egyesült Államokban, ahol atomtemető híján a kiégett fűtőelemeket most a reaktorok közelében tárolják.

Nem minden MSR SMR

De a reaktoruk még csak papíron létezik, és ha a cégük, a Transatomic Power elegendő támogatást gyűjt is össze a nyáron, akkor is még csak a laborkísérletek következhetnek.

De vannak olyan próbálkozások is, amik már sokkal előrébb tartanak. Újabb betűszó következik:

SMR

vagyis kis moduláris reaktor (Small Modular Reactor). Az SMR egészen furcsa ötlet, teljesen szembe megy az atomenergia gazdaságosságának uralkodó logikájával. A hagyományos erőműveknél pont a teljesítmény növelése volt a lényeg: ha már a beruházás legdrágább része a biztosítórendszerek építése, akkor jobban megéri minél nagyobb teljesítményűt építeni, mert úgy fajlagosan olcsóbb a megtermelt energia.

Az SMR-ek a feje tetejére állították a számítást. „Ha egy nagy reaktort építesz, akkor a tőkeköltségek dollármilliárdokban mérhetők. A kisebb reaktoroknál egységenként már csak százmilliós tételekről beszélünk, ami sokkal kisebb induló befektetés” – mondja Kathryn McCarthy, az Idaho Nemzeti Laboratórium atomkutatási programigazgatója.

Az SMR-ek, melyek között van, ami MSR, de van olyan is – például a már épülő CAREM –, ami a nyomottvizes technológiát modernizálja, a remélt költségcsökkenést azzal érnék el, hogy javarészt tömegben előregyártott alkatrészekből lehetne összelegózni őket.

A lényeg, hogy ezeknél sem lenne szükség a most bevett, igen költséges biztonsági rendszerekre és a működtetésük is megoldható volna sokkal kisebb személyzettel.

Illetve, ami még inkább szolgálja az elterjedésüket, az a teljesítményük és szabályozhatóságuk.

Hogy ez miért fontos? Mert nincs szükség mindig ugyanannyi áramra. Épp ezért egy ország energiaellátását nem lehet kizárólag atomenergiával megoldani, mert ha azok annyi áramot termelnek, amire csúcsidőben szükség van, csúcsidőn kívül leég a hálózat. A Paksra tervezett MIR-1200-asról ugyan a frissiben kinevezett paksi kormánybiztos, Aszódi Attila azt mondja, hogy szabályozható a teljesítménye, de egy másik szakértő, Ősz János szerint gyors teljesítményváltozásra alkalmatlan – vagy legalábbis a gyors leállítások brutálisan lerövidítik az élettartamát.

Ki kell egyenesíteni a pályát

A biztató fejlemények ellenére egyelőre az atomenergia, legalábbis rövid távon, vesztésre áll az Egyesült Államokban. Ennek az oka a cikk elején már említett palagáz-forradalom: az Egyesült Államok az elmúlt években önellátó lett gázból, aminek az ára is sokat esett. Azt pedig már a fenti táblázaton bemutattuk, hogy a gázerőművek építése töredékébe kerül az atomerőművekének.

Azért, mert nem egyenlőek a feltételek.

Az atomerőművek építőinek gondoskodniuk kell a veszélyes hulladékuk elhelyezéséről, ennek minden költségével.
A gázerőműveknek viszont nem kell begyűjteniük a széndioxidot, amit a levegőbe bocsátanak.

Mondjuk az is igaz, hogy régebben ugyanezt a versenyhátrányt emlegették a megújuló energia hívei. A széndioxid-kibocsátás beárazása melletti legfőbb érv az volt, hogy ezzel lehet versenyképessé tenni a megújulókat. Az elmúlt pár évben a megújuló energia enélkül is élet- és versenyképessé vált az Egyesült Államokban.

Ebben segített, hogy a megújulók terjedését adókedvezményekkel, hitelgaranciákkal és kutatási támogatásokkal is ösztönözték, de ez az összeg eltörpül amellett a 300 milliárd dollár mellett, amit az elmúlt évtizedekben az atomiparba fektetett az amerikai kormány.

A megújulók sikerének kulcsa a fejlesztés volt: az új szélturbinák hatékonyabbak és olcsóbbak, így a megtermelt energia ára is csökkenhetett.

Most az atomiparban is megindult valami, a reaktorok tervezését például már központi számítógépes modellel segítik, így nem kell állandóan rengeteg változós számítógépmodelleket fejleszteni egy-egy új reaktordizájn értékeléséhez.

De a szabályozási környezet változtatása is sokat segíthet. Az Egyesült Államokban – és mint arra a paksi példánál már kitértünk, Európában is – a hatályos biztonsági előírásokat a nyomottvizes óriásreaktorokra szabták. Így még egy olyan, környezeti nyomáson működő reaktornak is containmentet kéne építeni, mint az MSR, aminél amúgy nem áll fenn a veszélye, hogy nagynyomású radioaktív gőz szabaduljon ki az erőműből.

Végül még a közvéleményt is meg kéne győzni az atomenergia előnyeiről. A fukusimai katasztrófa óta 50 százalék alá csökkent az atomerőművek építését támogatók aránya az Egyesült Államokban, ahol amúgy mindig is népszerűbb volt, mint Európában. Ennek oka a szakma szerint

a félelem, a bizonytalanság és a kétely, vagy ahogy a betűszómániás iparban hívják, FUD (Fear, Uncertainty, Doubt).

Pedig az atomipar ebből a szempontból olyan, mint a repülés. Valójában biztonságosabb, mint az olaj vagy a szén, csak egy-egy baleset sokkal látványosabb. Az alábbi ábrán mutatnák be, hogy hogyan viszonyul az egyes energiaforrások kitermelése okozta halálozási arány megtermelt egységnyi energiára vetítve:

coal-oil-nuclear

És ha a képnek nem hisz, akkor talán a biztosítótársaságoknak fog. Ezek ugye abban érdekeltek, hogy a lehető legritkább esetben kelljen károkat megtéríteniük. „Biztosítótársaságként úgy gondoljuk, hogy [az atomenergia] jó technológia, biztonságos technológia. Rendkívül biztonságos iparág. Egészségbiztosításokat kötünk a létesítményekkel, és ez kiváló üzlet” – mondja Mike Cass, az American Nuclear Insurers biztosító igazgatóhelyettese. Ami elég meglepő annak fényében, hogy ők biztosították az Egyesült Államok történetének legsúlyosabb atombalesetét okozó Three Mile Island erőműt is. A balesetben nem érintett blokkok egyébként a mai napig működnek.

Nélkületek nincs 444

Csak a 444 és a sajtószabadság ügye mellett elkötelezett olvasók támogatása teszi lehetővé, hogy alaposan tudjunk foglalkozni a legfontosabb témákkal.