Kodoliespēja
Vecmodīgā atomenerģija varētu būt labākais veids, kā pasaulei palīdzēt atbrīvoties no fosilajiem kurināmajiem. Tāpēc Brets Kugelmass vēlas izvietot desmit tūkstošu ne pārāk dārgu mikroreaktoru – taču ne Amerikā.
Stundas braucienā uz rietumiem no Hjūstonas, kur piepilsētas apbūvi nomaina govju ganības, atrodas iespaidīga izmēra darbnīca, kur metinātāji un cauruļvadu meistari montē Meksikas līča naftas pārstrādes rūpnīcām un urbšanas platformām paredzētas iekārtas. “Šie puiši darbojušies desmitiem gadu, lai izstrādātu moduļus augstām temperatūrām un spiedienam,” saka Brets Kugelmass (36), Vašingtonas apgabala uzņēmuma Last Energy dibinātājs un vadītājs, kurš ir ieradies šeit, VGas LLC, jo vēlas izstrādāt prototipu mazām modulārām atomelektrostacijām, kurām, viņaprāt, vajadzētu spēlēt nozīmīgu lomu fosilo kurināmo patēriņa samazināšanā.
Vadoties pēc Kugelmasa projekta un izmantojot brīvi pieejamus komponentus, VGas izgatavoja gandrīz visas vienkāršam ūdens reaktoram nepieciešamās detaļas un savienoja tās deviņos jūras konteinera izmēra moduļos. Bija nepieciešamas tikai divas dienas, lai tos savienotu. Skaidrības labad jāpiebilst, ka šis nebija strādājošs prototips – tā 75 tonnu smagā reaktora spiediena tvertne tika atdalīta no prototipa, lai parādītu, kā standartizēti degvielas kompleksi no cirkonija stieņiem, kas pildīti ar urānu bagātinātām granulām, tiktu tajā integrēti. “Mēs necenšamies izdomāt jaunu ķīmiju vai reaktoru fiziku. Mūsu inovācijas pamatā ir piegādei gatavs atomelektrostacijas modelis, mēs tikai to iepakojam citādi,” uzsver Kugelmass.
Runa ir par jau ierasto kodola šķelšanas tehnoloģiju, kas izmantota jau desmitiem gadu ilgi, lai, šķeļot urāna atomus, ražotu elektroenerģiju. Tas ir pretējs process kodolsintēzei, kurā saule, sakausējot ūdeņraža atomus, ražo enerģiju. Kodolsintēzes izpēte ir iestrēgusi jau desmitgadēm, jo zinātnieki nespēj no tās iegūt vairāk enerģijas, nekā tā nepieciešama, lai palaistu procesu. Pēdējie atklājumi gan ir daudzsološi, taču pat saskaņā ar visoptimistiskākajām prognozēm komercializēt kodolsintēzi būs iespējama tikai pēc daudziem gadiem.
Viens veids, kā padarīt lietas vieglākas, ir pievērsties zinātnei, bet apiet ASV regulatorus – tas jau ir pavisam kas cits. Kugelmass pat neprasa, lai Amerikas regulatori atzītu viņa stacijas. Tā vietā viņš cer savu pirmo 20 megavatu reaktoru, ar ko pietiek 20 tūkstošu māju apgādei ar elektroenerģiju, līdz 2025. gadam uzstādīt Polijā. Kopš tika apturētas Krievijas dabasgāzes piegādes, šī valsts 70 % elektroenerģijas saražo, dedzinot akmeņogles. Saskaņā ar ilgtermiņa līgumu, kas paredz, ka Last Energy apsaimnieko reaktorus un uzņemas segt ārkārtas izmaksas, Polija ir piekritusi iegādāties elektroenerģiju no desmit modulārajām AES, ko Kugelmass cer izgatavot par 100 miljoniem dolāru gabalā.
Uzņēmējs iecerējis saražot desmit tūkstošos mini reaktoru, un tas izklausās gana fantastiski, ja ņem vērā, ka atomenerģijas lauciņā Kugelmass ir jauniņais un līdz šim spējis piesaistīt tikai 24 miljonus dolāru riska kapitāla. Tiesa, ieguldītāji zina, ko dara – pirmais 21 miljons tika piesaistīts ar Gigafund (Ostina Teksasā) palīdzību. Fonda vadošais partneris ir Lūks Noseks. Viņš savulaik bija pirmais riska kapitāla investors, kas atbalstīja Īlona Maska SpaceX.
Breta Kugelmasa runasveidā joprojām var saklausīt Longailendas puiku, kuram patika būvēt robotus un kurš pirms maģistra grāda iegūšanas mehāniskajā inženierijā Stenfordā SUNY Stony Brook universitātē studēja matemātiku. 2012. gadā tikai 25 gadu vecumā viņš uzsāka biznesu – izmantojot dronus, fotografēja miljoniem māju jumtus, lai apdrošināšanas kompānijas varētu novērtēt vētru riskus. Ar šo biznesu, kas pazīstams ar nosaukumu Airphrame, viņš piesaistīja 5,8 miljonus dolāru un tad 2017. gadā to pārdeva. Un nolēma savu enerģiju veltīt tam, lai palēninātu klimata pārmaiņas.
Kā nozīmīgai problēmas risinājuma komponentei Kugelmass drīz vien pievērsās atomenerģijai. Saskaņā ar Kolumbijas Universitātes Klimata un sabiedrības starptautiskā pētniecības institūta atziņām atomenerģija ir vienīgais risinājums enerģijas trilemmai – enerģijas avots, kas ir uzticams, ilgtspējīgs un pietiekami lēts. Vējš? Saule? Tad vienai elektrības ģenerēšanas ierīcei nepieciešams vismaz desmit reižu vairāk materiāla nekā atomreaktoram, aplēsis Cowen&Co analītiķis Marks Bjanki. Turklāt pieejamās zemes platības un iedzīvotāju iebildumi liedz šīs tehnoloģijas izvietot nepieciešamajā daudzumā – vēja un saules enerģijas parki visā pasaulē jau tagad aizņem divas reizes lielāku teritoriju nekā Teksasa, bet ģenerē tikai 5 % no planētai nepieciešamās elektroenerģijas. Lai saražotu Kugelmasa piedāvātās mini AES 20 megavatus, būtu nepieciešams 243 hektārus liels saules enerģijas parks vai 1619 hektāru plašs vēja parks.
Kad Kugelmass raidierakstā Titans of Nuclear sāka intervēt nozares ekspertus, viņš kodolenerģijas lauciņā vēl bija tikai iesācējs. Tagad šim podkāstam ir gandrīz 400 epizožu. Viņš pētīja šķēršļus, kas liedz veidot lielākas kodoljaudas, un secināja, ka nopietnākās problēmas rada pārāk lielā sarežģītība un pārmērīgs regulējums.
Vēl viena problēma – milzīgās lielu kodolprojektu izmaksas, kuras, viņaprāt, saistītas, ar negodīgajiem stimuliem, kas iebūvēti atomelektrostaciju finansēšanas un būvēšanas kārtībā. ASV nodibinājumi, kas uzdrošinās būvēt jaunu atomelektrostaciju, īpaši neriskē piedzīvot pārmērīgus izmaksu pieaugumus; tie zina, ka rēķinus vienmēr varēs apmaksāt, paaugstinot cenu elektroenerģijai. Galu galā viņu monopoliskos tarifus apstiprina regulatori. Kugelmasa risinājums ir šāds – izmantot vēja un saules projektu finansēšanas modeli, proti, Last Energy, izmantojot līdzīgus ilgtermiņa līgumus tam, kas noslēgts ar Poliju, aizņemsies naudu, par to būvēs elektrostacijas un būs to īpašniece. Polijas gadījumā viņam vajadzēs aizņemties aptuveni miljardu dolāru.
Last Energy nav vienīgais jaunuzņēmums, kura mērķis ir jaunas mazāku reaktoru paaudzes izveidošana. Konkurenti ar biezu maku, piemēram, Bila Geitsa un Vorena Bafeta Berkshire Hataway sadarbības projekts TerraPower Vaiomingā, plāno būvēt inovatīvu 345 megavatu kausētā hlorīda reaktoru, kuru dzesētu šķidrs nātrijs. Neraugoties uz miljarda dolāru lielajām federālajām subsīdijām, TerraPower izmaksas jau izaugušas līdz četriem miljardiem. Arī X-Energy, kas drīz vien kļūs par publisku kompāniju, izmanto jaunu katastrofu drošu urāna oksikarbīda degvielas tehnoloģiju, lai uzbūvētu 320 megavatu reaktoru. Tā rezultāts būs vēl lielāka kontrole no regulatoru puses. NuScale Energy – pirmā publiski tirgotā minireaktoru kompānija – janvārī no regulatora ieguva apstiprinājumu savam reaktoram, bet līdz tam bija nepieciešami desmit gadi un viens miljards dolāru, lai izkuģotu cauri ASV Kodolnormatīvu komisijas labirintiem. Tomēr nav paredzams, ka pirmo AES uzņēmums pabeigs ātrāk par 2030. gadu sākumu.
Bet kā tad Last Energy, kas izmanto vecās tehnoloģijas, atbild uz bažām (pamatotām un nepamatotām) par drošības riskiem, kas kodolprojektus aizkavējušas gadu desmitiem? Kugelmass stāsta – pat tad, ja maz ticamas avārijas scenārijā pievils daudzie dzesēšanas mehānismi, pazemes velve, kas ieskauj reaktoru 550 tonnās tērauda, veiksmīgi izkliedēs karstumu un neļaus noplūst degvielai.
Runājot par radioaktīvajiem atkritumiem – lielākā daļa AES izlietotās degvielas stieņu saišķus izņem no reaktora un noglabā betona un tērauda konteineros. Pretēji šai praksei Last Energy iecerējusi ik sešus gadus AES ievietot jauna uzpildītu reaktora moduli. Vecais reaktora modulis netiek kustināts, tas turpina atdzist, līdz tiek pārtraukta atomelektrostacijas ekspluatācija. Tas var šķist izšķērdīgi – nomainīt visu reaktoru, nevis ievietot jaunu degvielu –, bet tas dzīvi padara vienkāršāku. “Mēs apzināti esam pieņēmuši noteiktus trūkumus, lai panāktu ekonomisko efektivitāti. Ar jebkuru citu pieeju mēs atkal atgrieztos pie jau eksistējošās kārtības,” saka Brets Kugelmass.