• <
smartre_2023

Napęd atomowy na morzu? Niezbędny gatunek paliwa produkuje tylko Rosja

jb

26.12.2022 16:57 Źródło: TerraPower
Strona główna Przemysł Stoczniowy, Stocznie, Statki Napęd atomowy na morzu? Niezbędny gatunek paliwa produkuje tylko Rosja

Partnerzy portalu

Napęd atomowy na morzu? Niezbędny gatunek paliwa produkuje tylko Rosja - GospodarkaMorska.pl
NS Savannah w 1962 r. Fot. US Government - NARA: https://arcweb.archives.gov, Domena publiczna, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=881282

Rządy na całym świecie dążą do dekarbonizacji gałęzi przemysłu intensywnie korzystających z paliw kopalnych. Dotyczy to także żeglugi komercyjnej. W obliczu określonych celów w zakresie ograniczenia emisji, branża rozważa pełen zakres alternatywnych rozwiązań, a nawet powraca do zimnowojennej wizji statków handlowych o napędzie atomowym. Główny problem stanowi jedna kwestia, o której niewiele się mówi. Otóż odpowiedni rodzaj paliwa, potrzebnego w większości nowych projektów reaktorów, jest sprzedawany jedynie przez rosyjski rząd.

W 1959 roku w Camden w stanie New Jersey zwodowano NS Savannah  pierwszy w historii  (i jeden z nielicznych) statek handlowy z napędem jądrowym. Jednostkę zbudowano na zamówienie Administracji Morskiej USA. Mający 181 metrów długości statek nie był duży nawet jak na ówczesne standardy. Osiągał prędkość 21 węzłów, co też nie było rekordową wartością. Natomiast jednostka Savannah jest historycznie znaczącym osiągnięciem, ponieważ była napędzana energią jądrową. Statek został zbudowany, aby zademonstrować, że ta sama technologia reaktorów, która napędzała ówczesne atomowe okręty podwodne, może być również z powodzeniem wykorzystywana do operacji cywilnych na jednostkach nawodnych. Przez ponad dekadę statek Savannah funkcjonował jako swego rodzaju pływający ambasador wykorzystania napędu atomowego w żegludze komercyjnej. Jednostka pracowała niezawodnie, jednak od 1972 roku nie zbudowano już żadnego innego statku towarowego z napędem jądrowym. Ekonomia lat 70-ych, a zwłaszcza niskie ceny ropy (ok. 2 USD za baryłkę) i ograniczona komercyjna podaż komponentów reaktorów, uczyniły to rozwiązanie niepraktycznym.

Dzisiaj sytuacja jest zupełnie inna. Ropa naftowa jest droga. Statki towarowe są znacznie większe. Potrzeby światowego handlu rosną każdego dnia. Co zaś kluczowe, rządy na całym globie dążą do szybkiej dekarbonizacji gałęzi przemysłu intensywnie korzystających z paliw kopalnych. Wskazuje się na wiele dobrych powodów, dla których statki towarowe mogłyby dzisiaj wykorzystywać energię jądrową. Nowoczesne, supergabarytowe tankowce i kontenerowce potrzebują potężnych silników, a technologia rozszczepienia jest testowana na dużych lotniskowcach. Wykwalifikowany personel inżynieryjny był rzadkością w latach 60-ych, obecnie zaś statki jądrowe eksploatuje już sześć krajów. Sama Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych każdego roku kwalifikuje setki osób do obsługi reaktorów, co może zapewnić kompetentną kadrę, która mogłaby z powodzeniem wykorzystać swoje umiejętności w sektorze cywilnym. Korzyści dla środowiska są oczywiste. W czasach, gdy ślad węglowy staje się kwestią polityczną, firmy żeglugowe mogłyby nie tylko unikać podatków od emisji, ale być może również sprzedawać kredyty węglowe innym firmom, tak jak robi to Tesla z samochodami elektrycznymi.

Jest jednak pewien zasadniczy problem w realizacji coraz popularniejszej wizji stosowania napędu atomowego w żegludze cywilnej. Większość zaawansowanych reaktorów potrzebuje uranu, ale tylko ok. 0,7 procent uranu znajdującego się w ziemi to U-235, czyli izotop potrzebny do rozszczepienia jądrowego. Surowy uran trzeba rafinować do postaci koncentratu, przekształcić w gaz, a następnie wzbogacić. 

Wzbogacanie do 3-5 % jest standardem w komercyjnych reaktorach jądrowych, a taki produkt nosi nazwę „nisko wzbogaconego uranu” lub LEU (Low-Enriched Uranium). Bardziej skoncentrowane preparaty 5-20 % są używane w niewielkich ilościach, zwłaszcza w reaktorach badawczych. Uran wzbogacony do takich wartości nazywa się na rynku mianem HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium).

Praktycznie wszystkie, nowoczesne projekty reaktorów, które są aktualnie opracowywane, opierają się na dostępności HALEU. Jest ku temu dobry powód: bardziej skoncentrowane paliwo oznacza większą moc i dłuższą żywotność. Ale przemysł nuklearny twierdzi, że HALEU jest podatny na zagrożenia w łańcuchu dostaw i ta podatność ma bezpośredni związek z rosyjską inwazją na Ukrainę. Jest bowiem tylko jeden komercyjny producent HALEU  rosyjska państwowa firma energetyczna Rosatom.

Ryzyko związane z prowadzeniem interesów z jedynym rosyjskim dostawcą okazało się zbyt duże dla jednego z czołowych twórców nowoczesnej technologii reaktorów. Amerykańska firma jądrowa TerraPower, która współpracuje z Departamentem Energii USA nad demonstracyjnym reaktorem na stopioną sól, ogłosiła w grudniu, że opóźni rozpoczęcie projektu o dwa lata z powodu ograniczonej dostępności HALEU.

– Inwazja Rosji na Ukrainę spowodowała, że ​​jedyne komercyjne źródło paliwa HALEU przestało być realną częścią łańcucha dostaw dla TerraPower, jak również dla innych w naszej branży – powiedział Chris Levesque, prezes i dyrektor generalny TerraPower.

Prawie wszystkie projekty reaktorów ze stopioną solą, które zostały zaproponowane do zastosowań morskich, również opierają się na dostawach HALEU. Ze względu na swoją gęstość mocy i długą żywotność, reaktory ze stopioną solą są postrzegane jako kluczowa technologia komercjalizacji energii jądrowej na wodzie.

Teoretycznie problem łańcucha dostaw HALEU można rozwiązać. Aby wytworzyć to paliwo, surowy uran można dalej wzbogacać przy użyciu tego samego rodzaju sprzętu. HALEU można również wytwarzać poprzez odwzbogacanie zapasów uranu do celów wojskowych. Według branży problemem jest klasyczna kwestia kury i jajka. Amerykańscy producenci paliw nie chcą inwestować w nowe zakłady wzbogacania bez klientów, którzy na pewno kupią ten produkt, a póki co reaktory, które wykorzystywałyby HALEU, nie zostały jeszcze zbudowane.

Firma TerraPower wezwała Kongres USA do zainwestowania ponad 2 miliardów dolarów w rozwiązanie problemu z łańcuchem dostaw, przy wsparciu wybranych urzędników. Senator John Barrasso ostro skrytykował Departament Energii za to, że nie podjął działań w celu udostępnienia HALEU z zapasów rządowych do wstępnych testów.

– Ogłoszenie TerraPower podkreśla to, o czym mówiłem od lat: Ameryka musi ponownie stać się światowym liderem w dziedzinie energii jądrowej. Zamiast polegać na naszych przeciwnikach, takich jak Rosja, jeśli chodzi o uran, Stany Zjednoczone muszą wyprodukować własne zapasy zaawansowanego paliwa jądrowego – stwierdził senator Barrasso w oświadczeniu.

Partnerzy portalu

seatech_390x100_2022

Dziękujemy za wysłane grafiki.