Моќта на атомот е во срцето на производството на електрична енергија повеќе од половина век. Денес таа игра улога во помагањето да се обезбеди чиста електрична енергија со малку јаглерод и може да биде клучна во нашите напори да достигнеме нето нула до 2050 година
Нуклеарната енергија е дел од глобалниот енергетски систем откако нуклеарните реактори првпат почнаа да произведуваат енергија во доцните 1950-ти. Од нејзиниот врв во 1960-тите до крајот на 1980-тите, популарноста на нуклеарната енергија расте и паѓа – и честопати беше извор на контроверзии.
Денес таа игра улога во помагањето да се обезбеди чиста електрична енергија со малку јаглерод и може да биде клучна во нашите напори да достигнеме нето нула до 2050 година.
Како функционира нуклеарната енергија?
Нуклеарните централи работат на многу сличен начин како електроцентралите на јаглен и гас, но науката зад процесот на нуклеарно производство е многу понапредна. Во нуклеарниот реактор, реакцијата е поттикната од разделување на атомите – процес наречен нуклеарна фисија – каде што честичката е испукана во атомот за да се подели на два помали атоми (и некои дополнителни неутрони). Ослободените неутрони погаѓаат други атоми, предизвикувајќи ги да се делат и да испуштаат повеќе неутрони. Тоа се нарекува верижна реакција и целиот процес создава маси на топлина.
Нуклеарните реактори создаваат топлина, која се отстранува со циркулирачка течност, како што е водата, и се претвора во пареа под притисок. Оваа пареа потоа се присилува низ турбините што ги претвораат електричните генератори да произведуваат електрична енергија.
Кои се придобивките од нуклеарната енергија?
За разлика од многу обновливи извори на енергија, енергијата од нуклеарната енергија може да се генерира 24 часа на ден и не зависи од временските услови, како што се стремат да бидат ветерот и сончевата енергија. Поради тоа, нуклеарната енергија е полесно достапна за да ги задоволи потребите за енергија, што помага да се намали јаглеродниот интензитет на снабдувањето со електрична енергија во време кога другите обновливи извори на енергија можеби не се толку лесно достапни.
Некои нуклеарни централи од новата генерација сега се сертифицирани за 80 години работа – многу подолго од централите на гас или јаглен и многу инсталации за обновливи извори на енергија. Сепак, треба да се земат предвид голем број значајни трошоци, вклучувајќи однапред трошоци, трошоци за деактивирање и трошоци за складирање на исцрпено гориво и други материјали. Тие исто така бараат многу одржување во текот на нивниот животен век.
Дали нуклеарната енергија е чиста?
Во смисла на емисии, нуклеарната енергија се смета за чиста. Произведува нула емисии на јаглерод и не произведува други штетни стакленички гасови преку своето работење. Емисиите од животниот циклус на нуклеарната енергија (емисиите што произлегуваат од секоја фаза од производствениот процес) се исто така значително пониски отколку кај производството базирано на фосилни горива.
Дали нуклеарната енергија се обновува?
Нуклеарните горива, како што е елементот ураниум, не се сметаат за обновливи бидејќи се материјал ископан од земја и може да се најдат само на одредени локации. Но нуклеарните централи користат мало количество гориво за да генерираат исто количество електрична енергија што би ја произвела централа за јаглен или гас (1 кг ураниум = 2,7 милиони кг јаглен), така што тие се сметаат за сигурен извор на енергија со децении.
Постои загриженост околу тоа што да се прави со потрошеното гориво од реакторите, бидејќи сè уште не постои дефинитивен начин да се исфрли на неодредено време без ризик. Сепак, иако реакторите и куќиштето остануваат недопирливи долго време кога нуклеарната локација е деактивирана, може да се изгради нов реактор на самата локација.
Колку се користи нуклеарната енергија во моментов?
Првата комерцијална нуклеарна централа беше „Калдер хол“ во Велика Британија; два мали реактори со двојна намена од 65 MW, кои се појавија на интернет во 1956 година. Вклучувајќи го и „Калдер хол“, Велика Британија има 19 нуклеарни централи (активни и неактивни) во последните 66 години.
Почнувајќи од 2021 година, сега има само шест активни електроцентрали низ Обединетото Кралство, во кои има вкупно 11 оперативни реактори. Станицата со најголем оперативен капацитет е „Сајзвел Б“ во Сафолк, со капацитет од 1.198 MW. Во 2020 година, уделот на производството на електрична енергија во Велика Британија од нуклеарна беше 16,1 отсто. Само природниот гас и ветерната енергија генерираат повеќе електрична енергија годишно, но нуклеарната остана доследна на ова ниво на придонес во последните 25 години.
САД се најголемиот светски производител на нуклеарна енергија, генерирајќи повеќе од 30 отсто од вкупниот нуклеарен капацитет во светот. Постојат 93 оперативни реактори во 55 нуклеарни централи во земјата, кои нудат комбиниран генерациски капацитет од 95,4 GW. Тоа сочинува 20 отсто од сегашната мешавина на електрична енергија во САД.
Франција е исто така значаен потрошувач на нуклеарна енергија, со околу 70 отсто од нејзината електрична енергија добиена од овој извор поради долгогодишната политика заснована на енергетска безбедност.
Каква е иднината на производството на нуклеарна електрична енергија?
Бидејќи Обединетото Кралство и САД имаат за цел да постигнат нето нула до 2050 година, мешавината на производство на електрична енергија ќе се промени. Нуклеарната енергија веројатно ќе игра улога на глобално ниво во помагањето на нациите што се нуклеарно способни да ги постигнат овие цели. Во Обединетото Кралство, изградбата на „Хинкли поинт Ц“ во Сомерсет ја означи намерата на актуелната влада да има нуклеарни централи како столб на нејзината енергетска мешавина. „Сајзвел Ц“ – сестринска постројка на активната станица Б – моментално е на тестирање, со предложена генерација од 3,2 GW. Почнувајќи од 2021 година, во САД постојат планови за „надградба“ на постојните реактори за да се зголеми нивниот капацитет за производство, додека два нови реактори во Фогтл, Џорџија, се очекува да се вклучат годинава.
Мали модуларни реактори
Во иднина може да се очекува и воведување мали модуларни реактори (SMRs). Ова се помали верзии на нуклеарни централи, слични на оние што напојуваат нуклеарни подморници и бродови. Додека излезната моќност на SMR е значително помала од целосна нуклеарна централа (тие генерираат дури една петтина од реакторите од сегашната генерација), тие можат полесно да се произведат и транспортираат до местото каде што се потребни, пред да бидат демонтирани и вратени на крајот на нивниот работен век.
Нуклеарна фузија
Често се зборува за нуклеарната фузија за производство на електрична енергија. Основната претпоставка е дека две јадра на лесен атом, како што е водородот, се спојуваат во процес што испушта огромни количества енергија – околу четири пати поголемо количество на нуклеарна фисија, користејќи многу помалку ресурси. Самото сонце е огромен саморегулирачки реактор за нуклеарна фузија!
Нуклеарната фузија сè уште не може да се постигне на ниту една комерцијална скала и се случила во лабораториски услови само неколку секунди. Сепак, научниците внимателно ја проучуваат оваа технологија од 1930-тите и веруваат дека пробивот е неизбежен. Склопувањето на ИТЕР во Франција, најголемиот светски меѓународен капацитет за фузија, започна во 2020 година.
„Нешнал грид“
