מדוע כורים גרעיניים מתקדמים מועילים לתעשייה ולמדינות התלויות בפחם

יצרנית הכימיקלים דאודאו
תפתח כור גרעיני קטן ליישומים תעשייתיים, שעשוי להחליף גז טבעי שנשרף כעת בטמפרטורות גבוהות במיוחד כדי לבצע שינויים בתרכובות כימיות. עם זאת, טכנולוגיות גרעיניות מתקדמות משיגות את אותה תוצאה מבלי לשחרר פליטת פחמן.

מה שנקרא דור IV כורים בטמפרטורה גבוהה ידועים בעיקר בייצור חשמל. אבל הם יכולים לשמש גם את התעשייה. מכיוון שהם פועלים ב-800 מעלות צלזיוס, הם יכולים לעבד כימיקלים, להתפיל מי אוקיינוס, ולהפיק מימן נקי לחשמל ולתחבורה. אפילו טוב יותר: הכורים יכולים לאתר היכן עמדו בעבר מפעלי פחם מוגפים, ולהחזיר את הבריאות הכלכלית לאזורים ההרוסים במדינה.

"חשמל הוא הפרי התלוי נמוך", אומר פטריק ווייט, מנהל הפרויקט של ה- הברית לחדשנות גרעינית, בשיחה עם הכותב הזה. "עדיין לא שילבנו אנרגיה גרעינית עם מתקנים כימיים גדולים. ייתכנו כמה שיהוקים ודברים שצריך לעבור עליהם. אבל נראה את הכורים הראשונים ליישומים תעשייתיים בסוף העשור. לאחר בניית הכור הרביעי והחמישי, חברות יירשמו בהמוניהם. המטרה היא דה-קרבוניזציה".

באופן ספציפי, דאו משתפת פעולה עם X-energy לפתח כור מודולרי קטן באחד מהאתרים של דאו לאורך חוף המפרץ, שעשוי לעלות לאוויר בשנת 2030. דאו גם לוקחת עמדת בעלות מיעוט ב-X-energy. כל כור מודולרי יכול לייצר 80 מגה וואט. אבל ניתן לערום אותם יחד כדי לייצר 320 MW, לספק כוח בסיס נקי, אמין ובטוח לתמיכה במערכות חשמל או יישומים תעשייתיים.

הכורים הגרעיניים הקיימים בארה"ב הם הדור השני, אם כי חברת Southern בונה כורים מהדור השלישי שפותחו על ידי וסטינגהאוס. הכורים המודולריים הקטנים הם הדור הרביעי, ומייצרים יותר חשמל בעלות נמוכה יותר. הדור השלישי והרביעי יכבו אוטומטית בעת חירום.

"טכנולוגיה גרעינית מודולרית קטנה מתקדמת הולכת להיות כלי קריטי לדרכו של דאו לפליטות אפס פחמן וליכולת שלנו להניע צמיחה על ידי אספקת מוצרים דלי פחמן ללקוחותינו", אומר ג'ים פיטרלינג, המנכ"ל של דאו. "הטכנולוגיה של X-energy היא מהמתקדמות ביותר, וכאשר היא נפרסת תספק כוח וקיטור בטוח, אמין, דל פחמן".

קשה לשחרור מגזרים

נכון לעכשיו, 99% מייצור המימן בעולם היה מדלקים מאובנים. זה נקרא מימן אפור. המטרה היא להגיע למימן ירוק, לפיו פאנלים סולאריים או טורבינות רוח מייצרים חשמל באמצעות אלקטרוליזר. אבל החום והחשמל מאנרגיה גרעינית יכולים גם לפצל את מולקולת המים כדי לייצר מימן - המשמש לזיקוק נפט, לייצור פלדה או לייצור כימיקלים.

תהליך כזה הוא נטול פליטות ונחוץ מאוד. על פי המשרד להגנת הסביבה בארה"ב, הכוח החשמלי גרם ל-25% מפליטת גזי החממה העולמית, בעוד שפעילות תעשייתית היוו 24%. התחבורה היוו 27%, כולם ב-2020.

אנרגיה גרעינית יכולה גם להתפיל מי ים. לפי הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית, 40 מיליון מטרים מעוקבים של אספקת מים לשתייה מיוצרים מדי יום - בעיקר במזרח התיכון ובצפון אפריקה, תוך שימוש בדלקים מאובנים כדי לשאוב את הקיטור או החשמל כדי להקל על התהליך. אבל היא מציינת שמפעלי אנרגיה גרעינית והתפלה משתלבים ביפן ובקזחסטן, שם פועלים מתקנים מסחריים מאז שנות ה-1970.

"אם אנחנו מעוניינים באנרגיה נקייה, חשבו על כל מקורות הדלק שיש לנו", אומר הלבן של הברית. "ייצור החשמל הוא כ-25% מהפליטות שלנו. גרעין יכול לתת מענה למגזרים התעשייתיים הקשים לשחרור פחמן. מפעלים גרעיניים צריכים לפעול גם בתפוקה מלאה. השימוש בהם לצורך התפלה והפקת מימן - תוך הפקת חשמל אמין - הוא סינרגיה טובה וחסכונית".

מה שבטוח, יש הרבה מכשולים שצריך להתגבר עליהם. דלקים גרעיניים מאופיינים לעתים קרובות על סמך ריכוזם של איזוטופ אורניום ספציפי, U-235. הכורים הפועלים כיום בארצות הברית דורשים רמת העשרת דלק של 3%-5% U-235, הידועים כדלקי אורניום מועשר נמוך. כורים מתקדמים רבים בפיתוח ידרשו רמות העשרת דלק גבוהות יותר, חלקם עד 20% U-235. דלק אורניום זה בעל העשרה גבוהה יותר נקרא אורניום מועשר גבוה (HALEU).

האתגר העיקרי של כורים מתקדמים הדורשים דלק HALEU הוא שהחומר אינו זמין מסחרית בארצות הברית. הספק היחיד הוא החברה הרוסית בבעלות המדינה TENEX - לא רצוי בנסיבות של היום. אבל תמריצים פדרליים יכולים לזרז את הייצור המקומי של הדלק וליצור שרשרת ערך מתמשכת. אחרת, אוסטרליה, קנדה וקזחסטן גם מספקות את זה.

האם גרעיני יכול להחליף פחם?

יחד עם זאת, קשה לכמת את עלות בניית אותם כורים גרעיניים מתקדמים. ודאות נוספת תגיע לאחר שהמפתחים יתחילו לתכנן מפעלים והוצאות דוגמנות. יתר על כן, ככל שהחברה מתמחרת פחמן, כוח גרעיני יהיה מושך יותר. קחו בחשבון ש-GE Hitachi Nuclear Energy עובדת עם אונטריו Power Generation כדי לבנות כור קטן שיתחיל ב-2024: הם מנסים לגרום לאחרים ליישם את אותה טכנולוגיה כדי להוזיל עלויות.

כוח גרעיני, כמובן, נתקל בהתנגדות מאז התקרית באי שלושת המיילים ב-1979. אבל מאמצי שחרור הפחמן יכולים לשנות זאת - במיוחד אלה כדי לסייע לאזורים התלויים בפחם. בית המחוקקים של מערב וירג'יניה חוקק מדיניות המאפשרת לכורים מודולריים קטנים להחליף מפעלי פחם שיצאו לגמלאות. אינדיאנה, אילינוי, מונטנה וויומינג שוקלות מהלכים דומים.

ואכן, סיימון איריש, מנכ"ל אנרגיה יבשתית, כותב כי מפעלים גרעיניים מהדור הרביעי יכולים להחליף מתקני פחם, להמריץ מחדש את הקהילות שאירחו אותם. מכיוון שאותם כורים מתקדמים יכולים לפעול באותן טמפרטורות כמו דוד פחם, זה רעיון מעשי. יתרה מכך, היחידה החלופית נטולת פליטות.

ג'יגר שאה, מנהל משרד תוכניות ההלוואות של משרד האנרגיה, מאשר את החשיבה הזו, ואומר שהמהלך הוא התחלה הגיונית, מכיוון שהתשתית וחיבורי הרשת כבר קיימים. הסוכנות שלו מספקת 11 מיליארד דולר כדי לסייע בפיתוח כורים מודולריים קטנים.

"אם תעשיית הגרעין תעשה את מה שהיא עושה במשך עשרות שנים, אנשים יהססו", אומר ווייט, עם הברית לחדשנות גרעינית. "זה לא התמודד טוב עם הציבור. כעת יש לנו פתח לתת לגרעין הזדמנות נוספת בגלל שחרור הפחמן. אבל אנחנו חייבים לבנות אמון עם קהילות ולהסביר את הטכנולוגיות. אנחנו צריכים לוודא שהם מרגישים בנוח עם זה. אנחנו צריכים לקבל רישיון חברתי לאנרגיה גרעינית - כדי שאנשים ירצו אותה בחצר האחורית שלהם".

סוף סוף עשויה להתרחש רנסנס של אנרגיה גרעינית. דקרבוניזציה היא הדחף. אבל ה חוק הפחתת אינפלציה מוסיף הטבות מס שיעוררו את העניין של משקיעים ומלווים, וייטיבו עם קהילות עדינות והכלכלה הרחבה יותר. דאו מזהה הזדמנות - מבשר פוטנציאלי עבור יצרנים אחרים.