Cosmin GHIȚĂ
Societatea Națională Nuclearelectrica (SNN), operatorul centralei atomice de la Cernavodă, se pare că este una dintre cele mai avangardiste companii energetice din țară. În ultimul timp a anunțat investiții în domenii dintre cele mai avansate, de la reactoare modulare mici, utilizarea hidrogenului, până la obținerea materiei prime pentru fuziunea nucleară. Într-un interviu acordat FOCUS ENERGETIC, Cosmin Ghiță a anunțat că se dorește ca Unitatea 3 de la Cernavodă să fie conectată la rețea în 2030, iar Unitatea 4 – în 2031. Pe de altă parte, acesta a declarat că este posibilă îndepărtarea tritiului din agentul moderator, apa grea, de la Cernavodă și utilizarea acestuia în cadrul proiectului ITER, de fuziune nucleară.
– Nuclearelectrica pare că este la începutul unei redefiniri, reinventări a sa. Pe lângă unitățile nucleare clasice, pe care, pe unele doriți să le retehnologizați, iar pe altele să le construiți, vorbiți, în ultimul timp, despre noi capabilități ale companiei, despre noi zone în care vă doriți să vă extindeți. Aș vrea să vorbim despre viitor, dar, să zicem, ceva mai îndepărtat. Sau despre care s-a vorbit mai puțin. De aceea încep prin a vă întreba ce ne puteți spune despre reactoarele modulare mici?
– Provocarea zilelor noastre o reprezintă diminuarea efectelor încălzirii globale, dar asigurând, în același timp, independența energetică, precum și reziliența sistemului energetic în fața unor provocări externe fără precedent. Suntem martorii unei schimbări fundamentale în industria energetică. Rolul regenerabilelor în decarbonare, prin politicile energetice, cu precădere la nivel european, este cert. Însă, contează enorm sursele și tehnologiile ce vor fi utilizate pentru a asigura un back up pentru regenerabile, ținând cont de factorii de influență asupra acestora: condiții meteo, stabilitate, producție, factor de capacitate.
Analizele organismelor internaționale conferă nuclearului acest rol. Readuc în atenție studiul MIT (n.r. – Massachusetts Institute of Technology), care spune că, fără energie nucleară, decarbonarea nu ar avea ritmul preconizat, ca să nu mai vorbim de creșterea costurilor. Nuclear înseamnă, pe de o parte, flota actuală de reactoare de mare capacitate, la care se adaugă retehnologizările, cu cel mai eficient cost al electricitității asociat, dintre toate sursele din mixul decarbonizării. Pe de altă parte înseamnă inovația, noile tehnologii. Și aici intervine rolul reactoarelor modulare.
Reactoarele modulare mici sunt reactoare de fisiune, de mici dimensiuni, care aduc, prin comparație cu reactoarele de mare capacitate, exact acele trăsături de care are nevoie un sistem energetic pentru a susține țintele de decarbonizare.
Din punct de vedere tehnic, al funcționării, și mă refer la tehnologia SMR NuScale, – unde avem deja un memorandum de înțelegere neangajant de împărtășire de know-how, și este și prima tehnologie de gen licențiată deja – , reactoarele mici modulare au la bază o construcție modulară capabilă să genereze 60 MW de electricitate utilizând o versiune sigură, redusă ca dimensiune și scalabilă a tehnologiei reactoarelor cu apă sub presiune. De exemplu, proiectul scalabil al NuScale înseamnă că o centrală nucleară poate acomoda până la 12 module individuale, care oferă beneficiile unei tehnologii fără emisii de carbon și reduce angajamentele financiare asociate unei centrale nucleare cu o producție de ordinul gigawaților.
Luat distinct, pe caracteristici, sunt diferențe față de reactoarele de capacitate mare sunt. Una dintre ele este modularitatea, ceea ce implică fabricarea componentelor majore și transportul acestora pe amplasament fără complexitatea aferentă asamblării componentelor pentru reactoarele mari. SMR-urile au proiect mai simplu, trăsături de securitate nucleare sporite și, evident, costuri mai reduse. De asemenea, vorbim despre flexibilitate: SMR-urile pot fi utilizate în rețele mai mici, piețe energetice mai mici, zone izolate, pot fi adaptate diferitelor zone industriale, aspecte dificile pentru reactoarele de mare capacitate. În plus, sunt și avantaje colaterale, precum producția de hidrogen curat, combustibil sintetic pentru sistemul de transport, încălzire termică etc.
Probabil că, pe termen lung, tehnologia SMR va fi una dintre cele mai versatile din punct de vedere al contribuției energiei nucleare la reducerea emisiilor de CO2, fie pe cont propriu, fie în sisteme hibride cu surse regenerabile. Există voci la nivel internațional care consideră că SMR-urile vor reprezenta, pe termen foarte lung, viitorul energiei nucleare și o bază în decarbonizare, prin prisma trăsăturilor despre care am vorbit. Este o posibilitate și pentru România, și pentru SNN, de aceea și interesul nostru în această tehnologie și în prospectarea unor amplasamente. Vrem să avem toate datele în cazul în care, în viitor, statul român va decide asupra oportunității utilizării acestui tip de tehnologie.
În acest context vine grant-ul acordat de USTDA, de 1,2 milioane dolari, pentru identificarea unor posibile amplasamente pentru dezvoltarea acestei tehnologii în viitor.
Interesul la nivel global este major pentru SMR-uri, atât în partea de dezvoltare (existând la nivel global 70 de tipuri de SMR-uri în dezvoltare), cât și pentru partea de preluare și utilizare a acestei tehnologii de către state, pentru că răspund în mod evident unor nevoi crescânde de energie curată. În plus, facilitează mult utilizarea nuclearului.
Când vorbim de tehnologia reactoarelor nucleare mici și modulare și beneficiile asupra mediului, vorbim de două coordonate majore. Una se referă la mărimea efectivă a amplasamentului, a terenului utilizat. De exemplu, pentru a genera 1000 MWe, o centrală nucleară pe bază de SMR-uri ar necesita mai puțin de 1% din terenul aferent surselor regenerabile pentru a genera aceeași cantitate de energie. La aceasta se adaugă flexibilitatea și adaptabilitatea de care vorbeam mai devreme. În concluzie, reducerea ariei amplasamentului maximizează alte utilizări ale terenurilor, la care se adaugă protecția habitatului. Practic, lipsa infrastructurii tipice majore conduce direct la protecția mediului. În plus, pe un perimtru mult mai redus, se generează o cantitate semnificativă de energie curată. De asemenea, vorbim despre eficiența combustibilului. Combustibil nuclear produce mult mai multă energie decât cel convențional. De exemplu, 3 kg de dioxid de uraniu ar putea înlocui 400.000 kg de combustibil convențional și ar evita eliminarea a 900 tone de CO2.
Pe scurt, proiectarea, reducerea perimetrului necesar amplasării, eficiența combustibilului conduc la maximizarea densității energetice și reducerea amprentei de mediu, simultan cu producerea de energie curată.
Unitatea 3 de la Cernavodă va fi conectată la rețea în 2030
Vreau să menționez, pentru înlăturarea oricărui dubiu, că interesul SNN în viitor, în SMR nu înlocuiește sub nicio formă dezvoltarea Proiectului Unităților 3 și 4. Deja avem un nou parcurs în acest proiect și vrem să avem Unitatea 3 conectată la rețea în 2030 și Unitatea 4 în 2031. Sunt proiecte complementare, fiecare cu rolul lui, într-un timp adecvat.
Este absolut firesc să gândim pe termen lung, să fim pregătiți. Nu putem să ne limităm la termen mediu și scurt, pentru că lumea se mișcă extrem de rapid. O companie sănătoasă, pregătită, rezilientă este una care are viziune pe termen foarte lung, care știe să valorifice un context, un tip de tehnologie. Asta încercăm să facem la SNN prin implicarea în dezvoltarea SMR. Dacă, în intervalul 2035-2050, România decide să implementeze acest tip de tehnologie, să fim pregătiți, nu să mai pierdem ani pentru a ne da seama ce implică și ce trebuie să facem!
Suntem abia la început de drum. Decizia de a utiliza în viitor SMR-urile ca tehnologie inovativă de generare are la bază un proces complex. Mai întâi trebuie dovedită eficiența ei în operare în statele care dețin și dezvoltă aceste tehnologii. Utilizarea efectivă depinde, în egală măsură, de cum va arăta piața de energie la acel moment și de necesitățile concrete ale sistemului energetic. Dar, ca să ajungem în acest punct, trebuie să demarăm acest proces. Ceea ce SNN vrea să facă prin acordarea grantului. Este un proiect pe termen lung. Presupune identificare de amplasamente, studii de compatibilitate, licențiere și abia ulterior dezvoltarea propriu-zisă a proiectului. Așa cum am mai spus, prospectarea amplasamentelor nu va lua în calcul zona Cernavodă. Cernavodă va beneficia de dezvoltarea proiectului Unităților 3 și 4.
– De asemenea, ați vorbit despre utilizarea hidrogenului. Din câte știu, cea mai simplă metodă este pila de combustie, prin care apa ”se divide” în componentele de bază, hidrogen și oxigen. Dar, utilizând apa, nu vom ajunge la o criză a apei? Cum s-ar putea obține hidrogen și din alte elemente? Pentru a putea fi folosit pe post de combustibil, hidrogenul ar trebui trecut în stare lichidă, la presiuni foarte mari, şi depozitat în rezervoare speciale. În plus, staţiile de pompare (“benzinăriile”) ar trebui să aibă echipamente speciale. Credeți că hidrogenul ar putea lua locul hidrocarburilor ca principal combustibil al lumii? Cum s-ar putea implica Nuclearelectrica în aceste noi metode, care utilizează hidrogenul?
– Da, am vorbit, pentru că ne interesează și acest aspect. Producția de hidrogen curat, adică hidrogen produs prin utilizarea unor surse energetice fără emisii de carbon, precum energia nucleară și energia regenerabilă, precum gazul natural, cu tehnologii de captare și stocare a carbonului, într-o oarecare măsură, reprezintă o preocupare a mai multor state, inclusiv la nivelul Uniunii Europene, în cadrul eforturilor de decarbonizare a unor sectoare puternic emițătoare de gaze cu efect de seră: transporturi, clădiri, unele industrii grele.
Conform Strategiei pentru Hidrogen pentru o Europă neutră din punct de vedere climatic, publicată în data de 8 iulie 2020, Uniunea Europeana își propune să producă o cantitate de 10 milioane tone de hidrogen curat pe an până în 2030, crescând contribuția acestuia în mixul energetic de la 2% astazi, la 13-14% până în 2050. Pentru a atinge acest scop, UE urmează să investească 470 miliarde de euro prin Green Deal și Fondul pentru o Tranziție Justă. Problema principală cu producția de hidrogen la nivel global, astăzi, este faptul că 95% din totalul cantității produse, de 70 milioane tone, este generat prin procedee cu emisii semnificative de CO2, precum reformarea gazului natural (cea mai utilizată metodă, răspunzătoare pentru două treimi din hidrogenul produs) și gazeificarea cărbunelui (răspunzătoare pentru 23% din producția globală – se aplică mai mult în China, care deține rezerve mari de cărbune). Pentru 1 kilogram de hidrogen produs, rezultă 10 kilograme de CO2 în condițiile actuale de producție.
Hidrogenul produs prin electroliza apei reprezintă, în prezent, doar 0,1% din producția mondială. 1 GW de capacitate de producție a hidrogenului prin electroliză generează între 40.000 și 100.000 tone de hidrogen curat, evitând eliberarea în atmosferă a unei cantități semnatificative de gaze cu efect de seră, de până la 1.000.000 tone de CO2 pe an. Există, într-adevăr, mai multe tehnologii de electroliză aflate în utilizare încă din anii 1960, însă creșterea cererii de energie curată și țintele de mediu asumate de statele comunitare, de reducere a emisiilor la zero până în 2050, au creat o nouă piață pentru hidrogenul curat și o accelerare a investițiilor în această zonă. În ceea ce privește consumul de apă, desigur că noua dinamică a economiei bazate pe hidrogen va lua în calcul acest fator și va reglementa uzul apei, astfel încât să nu se ajungă în situația unor insuficiențe. De asemenea, trebuie să luăm în calcul inclusiv tehnologiile de desalinizare, care pot crește cantitatea de apă curată pentru uz casnic și industrial.
Pe termen lung se estimează că producția globală de hidrogen va asigura 24% din cererea de energie (comparativ cu 4% astăzi), creând o piață estimată la 2,5 trilioane de dolari până în 2050.
Aplicațiile hidrogenului sunt multiple, de la mediu de stocare a energiei pe durate lungi de timp, la producția de amoniac și alte elemente chimice pentru industrie, la combustibil pentru mașinile electrice dotate cu celule de combustie. Aceste mașini sunt încă scumpe, motiv pentru care și numărul lor în circulație este redus (doar 18.000 în circulație în 2019, comparativ cu 7,2 milioane mașini electrice). Însă există estimări de creștere a acestei piețe pe măsură ce devin disponibile tehnologii mai ieftine pentru producția și transportul hidrogenului de la stație, la locul de încărcare. Creșterea numărului de stații de încărcare pentru mașini electrice cu celule de combustie va contribui, desigur, la creșterea numărului acestor mașini în circulație, cu efect asupra reducerii emisiilor de CO2.
Noi, la SNN, credem că energia nucleară poate asuma o contribuție semnificativă la producerea de hidrogen curat, prin electroliza convențională, la temperatură joasă, care utilizează electricitate ieftină de la centralele nucleare existente. De altfel, Nuclearelectrica s-a alăturat demersurilor altor companii din statele membre UE prin susținerea, în relația cu Comisia Europeană, a contribuției surselor cu emisii reduse de carbon la producerea de hidrogen. În acest sens, pentru creșterea contribuției acestei surse în mixul energetic, considerăm necesară stimularea cererii și a producției de hidrogen provenind din surse cu emisii reduse de carbon, într-un mod nediscriminator, corelat cu capacitățile instalate existente și planificate. De asemenea, este importantă stimularea investițiilor și a cercetării în domeniul hidrogenului, pentru a sprijini crearea unui lanț de aprovizionare sustenabil în UE, controlul și etichetarea corespunzătoare ale provenienței hidrogenului, precum și implementarea unui cadru legal și a unor criterii clare de măsurare a emisiilor de CO2 pe lanțul de producție a hidrogenului, astfel încât să putem atinge dezideratul de hidrogen curat pentru o decarbonare în profunzime a sectorului mobilității și clădirilor. Cred că va avea loc o tranziție graduală, corelată cu eforturile de cercetare-dezvoltare și cu creșterea fezabilității tehnice și a viabilității economice. Nuclearelectrica își dorește să participe în aceste demersuri încă de la început, pentru o mai bună poziționare pe această nouă piațăa emergentă, a hidrogenului, în scopul valorificării la maxim a capacității curente, dar și viitoare de producție din nuclear.
Nuclearelectrica ar putea ajuta la fuziunea nucleară
–Vorbeați, recent, despre utilizarea deuteriului și implicarea Nuclearelectrica în fuziunea nucleară. Lângă Marsilia, la Cadarache, toate marile puteri ale lumii (UE, SUA, Rusia, Japonia, China etc.) lucrează la primul mare reactor de fuziune nucleară (proiectul Tokamak ITER), un proces care are loc în mod natural în Soare. În vara anului trecut a început deja construcția reactorului care va realiza fuziunea hidrogenului. Credeți că fuziunea nucleară ar putea să fie soluţia energetică pe termen lung pentru planeta noastră, soluţia “post – carbon”? Cum s-ar putea implica Nuclearelectrica?
– Începem cu prezentul: prin îmbunătățiri și eficientizări, chiar actuala flotă de reactoare, care utilizează uraniu (n.r. – procedeul este de fisiune, de ”divizare” nucleară), poate opera pe termen lung. În plus, există varianta reactoarelor de fisiune cu neutroni rapizi și care implică reprocesarea combustibilului. Există uraniu în oceane, pentru care se fac eforturi de cercetare în vederea identificării unei soluții de extragere. Apoi există chiar și varianta utilizării toriului în locul uraniului. Însă aș adăuga și punctul de vedere al NEA, care spune că resursele identificate de uraniu reflectă un total de 5,5 milioane tone metrice și că un total de 10,5 milioane tone metrice este încă nedescoperit, ceea ce ar echivala cu aproximativ 230 de ani de consum. Explorări și îmbunătățiri ulterioare în tehnologia de extracție probabil că vor dubla estimatul acesta în timp.
Și acum revenim la cercetările pentru dezvoltarea reactoarelor de fuziune. Cu siguranță, va exista un viitor pentru energia nucleară pe termen foarte lung!
Ceea ce se întâmplă acum la nivel global din punct de vedere al cercetării în industria nucleară este fără precedent, fie că vorbim de noi tehnologii pe fisiune sau de ambițioasele proiecte de cercetare pe fuziune.
Noi am făcut deseori referire la reactorul experimental ITER, prin asociere cu instalația de detritiere, practic, îndepărtarea tritiului din agentul moderator, apa grea, și posibila utilizare a acestuia în cadrul proiectului ITER. Ne gândim la viitor în toate variantele pe care cercetarea la nivel global le propune în industrie. Operarea și cercetarea nu pot și nu trebuie să funcționeze izolat! Există sinergii și premise de utilizare a cunoștiințelor acumulate în zona de operare pentru a accelera proiecte nucleare noi. Deși nu suntem o companie de cercetare, considerăm că este responsabilitatea noastră să avansăm știința, să contribuim la progres. În cazul ITER, vorbim de operarea deuteriu-tritiu la nivelul anului 2035, conform planificării lor. Poate fi o posibilitate de dezvoltare reală pentru SNN! Oricum noi avem de gând să valorificăm acest tritiu!
Pentru proiectul de fuziune, sunt 35 de state care vor să dovedească fezabilitatea acestui tip de reactoare la scară mare, prin intermediul reactorului experimental din Franța. Este, de fapt, primul proiect care încearcă să mențină reacția de fuziune pentru perioade lungi de timp și primul reactor care va testa tehnologii integrate, materiale, cu studii ample de fizică necesare operării comerciale a reactoarelor pe fuziune.
Recodul pentru producția de energie prin fuziune este deținut de reactorul european Tokamak JET, care, în 1997, a produs 16MW. ITER este proiectat pentru 500MW. Scopul acestui proiect este de a crea legătura între proiectele experimentale la scară mică și centralele nucleare pe fuziune ale viitorului. Practic, vorbim despre studiul plasmei în condiții similare celor estimate pentru o centrală nucleară și despre testarea tehnologiilor: temperatură, control, diagnostic, criogenie și mentenanță de la distanță.
Viitorul aparține tehnologiilor avansate! Cred că industria nucleară, deși pare că urmează un parcurs stabil din anii ‘60 încoace, este una dintre cele mai inovative industrii. Iar acest aspect se va vedea pe termen foarte lung. Până când reactoarele pe fuziune vor intra în operare comercială, intervin atât îmbunătățirile pe flota actuală, cât și inovația pe SMR. Ne îndreptăm sigur spre un „state-of-art” al industriei nucleare în general, unul din care SNN vrea să facă parte!
Cea mai eficientă metodă de a acționa corect, la timpul necesar, este să gândești la timpul potrivit!
