Námořní reaktor s roztavenými solemi

Francouzská společnost Naarea uzavřela strategické partnerství se společností EO Concept. Spolu zkoumají možnost zkonstruování a využití mikroreaktoru XAMR s rychlými neutrony chlazeného roztavenými solemi. Měl by být určený pro výrobu vodíku a/nebo nízkouhlíkových e-paliv, zejména pro těžké námořní aplikace. (E‑paliva jsou syntetická paliva, která mají nahradit fosilní paliva pro automobily se spalovacími motory, letectví i námořní dopravu.) 

Společnost Naarea, založená v listopadu 2021, uvádí, že její ultrakompaktní reaktor s rychlými neutrony s roztavenými solemi pracuje s "nevyužitým potenciálem použitých radioaktivních materiálů, plutonia a thoria a nevyužitým těžebním odpadem". Jakmile společnost vyvine design reaktoru XAMR, má v úmyslu zaměřit se na aplikace v oblastech dopravy, zemědělství a inteligentních budovách. Naarea říká, že vzhledem ke kompaktní velikosti reaktoru a vzhledem k tomu, že není nutné, aby byl připojen k síti, může být XAMR nasazen co nejblíže místům spotřeby, aby co nejpřesněji odpovídal poptávce po energii a umožnil kontrolu bezpečnosti dodávek ve službách, průmyslu a komunitách. Očekává se, že první jednotky XAMR, které mohou generovat 80 MW_t/40 MW_e, budou vyrobeny již do roku 2030.

Postup projektu

18měsíční první fáze předběžného návrhu zahrnuje vývoj kompletního digitálního dvojčete mikroreaktoru, které bude sloužit zejména k ověření hlavních možností, funkcí a dimenzování, koordinaci rozhraní mezi různými podsystémy a integraci celého systému a poskytne nástroj pro vyhodnocení orgány bezpečnosti a ochrany.

Druhá fáze bude po dobu 24 měsíců zahrnovat laboratorní testování a výrobu fyzických prototypů, po kterých následuje 12 měsíců pozorování a zpětná vazba z jejich fungování.

Po dobu 36 měsíců ve třetí fázi poběží vývoj první průmyslové série a definování všech výrobních parametrů, následuje 12 měsíců zkušebního provozu pro finální testování a zpětnou vazbu.

Technologie

AAREA se zaměřila na vývoj nového typu jaderného reaktoru, aby využila výjimečnou hustotu jaderné energie atomu a její kapacitu pro výrobu energie. Při štěpení těžkých atomů se uvolňuje mimořádné množství energie. Jeden gram uranu vygeneruje dva miliony krát více energie než spálení jednoho gramu benzínu. Tato energetická hustota umožňuje mnohem menší materiálovou stopu (menší využití půdy) než jakýkoli jiný zdroj energie. Jaderné štěpení neuvolňuje skleníkové plyny a řetězovou reakci lze snadno řídit tak, aby se výstupní energie snížila nebo zvýšila.

Projekt zcela uzavírá palivový cyklus a podporuje tak oběhové hospodářství. XAMR® je rychlý neutronový reaktor, který nabízí výhodu výroby buď elektřiny (40 megawattů elektřiny) nebo tepla (80 megawattů tepelných) z použitého jaderného paliva.

Inovativní koncept mikroreaktoru využívá tzv. jaderný odpad s dlouhou životností. Rychlé neutronové reaktory nabízejí z tohoto hlediska skutečné výhod. Použité jaderné palivo uložené ve Francii poskytuje rezervu na minimálně několik set let. Bez přepracování by se jinak muselo skladovat pod zemí přes 10 000 let.

XAMR® bude nasazen v souladu s požadavky předepsanými bezpečnostními úřady a bude splňovat nejvyšší platné bezpečnostní standardy.

Projekt NAAREA se skládá z reaktoru, který pracuje při téměř atmosférickém tlaku a je chlazený solí. Palivo tvoří rovněž roztavené soli štěpného materiálu. V něm probíhá přirozeně autoregulovaná štěpná reakce při vysoké teplotě (kolem 700 °C). Vlastní dynamika reaktorů s roztavenou solí je z bezpečnostního hlediska příznivější než u reaktorů na pevná paliva.

Malé mikroreaktory NAAREA s roztavenou solí nepoužívají žádnou vodu, což také snižuje rizika. A konečně, kapalný stav paliva umožňuje rychlou reakci na poptávku po energii, v případě nouzového vypnutí se může v případě potřeby i vypustit. Společně tyto vlastnosti dávají tomuto technologickému řešení vysoký profil pasivní bezpečnosti s přímým dopadem na design systému, který zvyšuje konkurenceschopnost řešení.

Volbou pro malé jaderné reaktory je NAAREA schopna výrazně snížit půdní stopu systémů výroby energie, a tím omezit dopad na přírodní ekosystémy. Jejich malá velikost také umožňuje jejich sériovou výrobu. Výrobní zařízení NAAREA by mohlo vyrábět první mikroreaktory od roku 2027 a postupně zvyšovat produkci. Mikroreaktory NAAREA jsou také navrženy tak, aby byly instalovány v blízkosti spotřebitelů, aby co nejlépe vyhovovaly jejich potřebám, a umožnily tak decentralizaci výroby energie.

Společnosti se těší na spolupráci

"Jsme nadšeni ze strategického partnerství se společností EO Concept," řekl zakladatel a generální ředitel společnosti Naarea Jean-Luc Alexandre. "Řešení XAMR představuje průlomovou technologii, která nám v kombinaci s odbornými znalostmi společnosti Energy Observer v oblasti alternativních paliv umožní prozkoumat nové cesty výroby vodíku a e-paliv. Toto partnerství ztělesňuje naši společnou ambici navrhovat konkrétní, konkurenceschopná a ekologická řešení a aktivně přispívat k dosažení spravedlivé a odpovědné energetické transformace."

Společnost EO Concept - dceřiná společnost Energy Observer - byla založena v roce 2023 jako výzkumná a vývojová firma specializující se na námořní a přístavní energetické systémy. Společnost EO Concept vyvíjí Energy Observer 2, 160 metrů dlouhou nákladní loď poháněnou systémy palivových článků o výkonu 4,8 MW využívajících kapalný vodík. Je navržena jako nákladní loď s nejnižšími emisemi uhlíku na světě.

"Na spolupráci se společností Naarea se těšíme," dodal generální ředitel EO Concept Didier Bouix. "Společně sdílíme vzájemný závazek zavádět efektivní řešení pro uspokojení skutečných potřeb, zejména prostřednictvím energetických ekosystémů. Výroba vodíku elektrolýzou a jeho zkapalňováním, v dostatečném množství a za konkurenceschopnou cenu na cílovém trhu, je předpokladem pro nasazení naší kontejnerové lodi Energy Observer 2. XAMR představuje slibné střednědobé řešení pro doplnění energetického mixu zítřka a snížení emisí skleníkových plynů z našich druhů dopravy."

Zdroj: NAAREA - Carbon-free & decentralized energy

_{Koncepční ilustrace mikroreaktoru XAMR (Obrázek: Naarea)}