Изучение потенциала микро-ядерных реакторов для электрификации развивающихся регионов

Места, которые соответствуют основным критериям ядерного размещения по шкале реакторов и ограничениями, налагаемыми недавними конфликтами соображений в развивающихся странах.Кредит: Авторы.

Разработка технологий для генерации доступного электричества и их развертывания в удаленных или развивающихся географических регионах стала темой многих недавних исследований.Эти исследования могут проинформировать о будущих вмешательствах и политике в этих регионах, подчеркивая наиболее перспективные решения.

Одним из возможных решений для электрификации географических областей без надежного доступа к электричеству может быть использование небольших или микромодульных ядерных реакторов.Хотя эти мелкомасштабные реакторы до сих пор рассматривались в основном для нишевых рынков, они также могут потенциально помочь преодолеть разрыв в доступе к энергетике между развитыми и развивающимися странами.

В то время как ядерные реакторы, как известно, достоверно вырабатывают большое количество энергии с небольшим количеством ядерного топлива, они сталкиваются со значительными проблемами, связанными с их безопасностью и управлением.Таким образом, исследования, изучающие преимущества и ограничения развертывания этих реакторов в развивающихся странах, могут быть очень ценными, поскольку они могут проинформировать о будущих действиях правительств и энергетических компаний.

Исследователи из Колорадской школы шахт и Массачусетского технологического института недавно провели анализ, направленный на выявление регионов, которые лучше всего подходят для будущего развертывания малых и микро -ядерных реакторов.Результаты этого глобального анализа, опубликованного в Nature Energy, показывают, что, хотя эти реакторы могут служить приблизительно 80% населения в регионах, которые в настоящее время отключены от сети электроэнергии, управления и связанных с экономическими факторами, будут препятствовать их развертыванию.

«Было много дискуссий о роли, которую ядерная энергетика может сыграть в отдаленных и развивающихся регионах»,-сказал Tech Xplore Марк Р. Дейнерт, соавтор статьи.«Мы хотели провести анализ этого в рамках нескольких ограничений- качественных критериев размещения, стоимости относительно широко распространенной комбинации возобновляемых и аккумуляторных технологий, а также ограничений, связанных с управлением и институциональными возможностями. Поскольку ядерные реакторы были запутаны в Украине.Россия война, мы также хотели рассмотреть аспекты конфликтов ».

Дейнерт и его коллеги использовали данные населения и спутники, полученные в ночное время для выявления географических регионов по всему миру, которые не имеют доступа к электричеству.Затем они провели серию анализов, чтобы определить, сколько популяции в этих регионах может быть предоставлен доступ к электроэнергии с использованием мелких ядерных реакторов, а также сравнивать потенциал этих реакторов с потенциалом растворов возобновляемых источников энергии (то есть солнечных элементов,ветряные турбины и т. Д.).

«Мы выполнили геопространственный анализ, который позволил нам перекрывать данные как функцию местоположения», - объяснил Дейнерт.«Затем мы могли бы определить, где будут развертываться микро и маленькие модульные реакторы относительно разных критериев».

Анализ, проведенные этой исследовательской группой, показывают, что ядерные реакторы в диапазоне 1-50 МВт могут служить примерно 70,9% людей в развивающихся регионах без доступа к электричеству.Тем не менее, экономические факторы делают эти реакторы менее благоприятными по сравнению с решениями возобновляемых источников энергии для 87% этой группы населения.

Исследователи также обнаружили, что проблемы с управлением делают развертывание расширений сетки и модульных реакторов, жизнеспособных только для 20% общего населения без доступа к электричеству.В совокупности было обнаружено, что управление и экономические факторы устраняют 95% нынешнего потенциального рынка микрореакторов.

Результаты анализа, проведенные Deinert и его коллегами, показывают, что мелкомасштабные ядерные реакторы в настоящее время не являются жизнеспособным и реалистичным решением для электрификации развивающихся областей.В своих следующих исследованиях исследователи могли бы изучить потенциал других энергетических технологий.

«Бедность электричества является очень важной проблемой и то, как могут использоваться различные энергетические технологии, чтобы помочь в решении ее развивающейся области работы», - добавил Дейнерт.

More information: G. F. L’Her et al, Potential for small and micro modular reactors to electrify developing regions, Nature Energy (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01512-y.