NuScale (SMR) Gündem: Standartlaştırılmış Seri Üretim Nükleer Reaktörler

Büyükten Küçüğe Modüler Reaktörler

Nükleer santraller genellikle devasa projelerdir. Çıktı gigawatt cinsindendir, yatırımlar onlarca milyar dolar gerektirir ve inşaat süreleri on yıllar değilse bile yıllar cinsindendir. Bu birkaç soruna neden olur:

• Projenin başlangıcı ile ilk enerji üretiminin başlaması arasındaki zaman farkının çok uzun olması nedeniyle devlet fonlarından para bulmak zorlaşıyor.
• Bu, küçük ülkeler veya uzak bölgeler için iyi bir eşleşme değildir ve bir dereceye kadar tüm elektrik şebekesinin nükleer enerji santraline uyarlanmasını gerektirir.
• Bir şeyler ters gittiğinde, yerel bir olay yerine kıta çapında bir felakete dönüşebilir.
• Her büyük proje, özel bir deneysel tasarımdır ve endüstrinin üretim sürecinde herhangi bir standartlaştırma geliştirmesini engeller.

Genel olarak nükleer enerjiye yönelik geleneksel yaklaşımın 2 zayıf yönü olduğu söylenebilir: Çok yüksek maliyetler ve çok yüksek riskler.

Bunlardan bazıları şu şekilde çözülebilir: 4^th yeni ve daha güvenli tasarımlar kullanan nükleer santrallerAncak SMR (Küçük Modüler Reaktörler) adı verilen başka bir yaklaşım, atomları bölerek güç üretmenin ve her iki sorunu da aynı anda çözmenin yeni bir yolunu araştırıyor.

Kaynak: UAEK

Daha fazla nükleer güce olan talep, bir dizi faktör tarafından yönlendirilerek artık patlama yaşıyor. enerjiye aç AI veri merkezleri ve yenilenebilir aralıklı üretimin, pil sistemlerini yeterince ölçeklendirene kadar, ki bu da onlarca yıl sürebilir, bir sorun olduğu gerçeğinin farkına varılması.

Neden SMR'leri Kullanmalıyız

Küçük Nükleer Reaktörlerin (KMR) temel fikri, beyaz fil gibi devasa ve özel projeler yerine, nükleer reaktörlerin uçak ve gemi inşa ettiğimiz şekilde inşa edilmesi gerektiğidir:

• Standartlaştırılmış bir şablon, aynı tasarımın sayısız kez yeniden kullanılmasına olanak tanır ve bu da Ar-Ge maliyetlerini dağıtır.
  • Bu aynı zamanda yedek parçaların değiştirilebilir olması ve zamanla daha az eğitim maliyeti anlamına geliyor.
• Deneyimin artmasına ve ölçek ekonomisine olanak sağlayan, özel bir fabrikada seri olarak üretilip monte edilir.
• Fabrikadan ihtiyaç duyulan yerlere taşınır.

Teoride, bu radikal ölçek ekonomileri sağlamalıdır, çünkü üretilen her ekstra reaktör önceki vasıflı işgücünü, makineleri, standart kurulumu vb. yeniden kullanır. Örneğin, bir SMR reaktörünün inşası normalde 5-10 yıl (bazen XNUMX yıl) yerine yaklaşık üç yıl sürmelidir. En kötü durumlarda, örneğin Georgia'daki Vogtle tesisinde 15-20 yıl).

Bir diğer etken ise daha küçük reaktörlerin birim başına daha az enerji üretmesidir. Bu, Çernobil gibi felaketlere yol açan kontrol dışı zincirleme reaksiyonların doğası gereği daha az olası olduğu anlamına gelir.

4 ile birleştirildiğinde^th nesil nükleer teknolojideki gelişmeler, SMR'leri eski tasarımlara göre birkaç kat daha güvenli hale getirebilir.

Son olarak, SMR'ler birden fazla alt üniteden oluştuğu için, her seferinde komple bir yeniden tasarım yapmaya gerek kalmadan, nihai güç çıkışında büyük esneklik sağlar.

Daha düşük çıktı, endüstriyel tesisler veya askeri üsler için yerinde enerji üretimi gibi yeni uygulama alanlarının da önünü açıyor ve bu da yalnızca yenilenebilir enerjiyle çalıştırılması neredeyse imkansız olan operasyonların karbondan arındırılmasına yardımcı olabilir.

"SMR'lerle geniş bir müşteri yelpazesinin kapısını açtık."

Rolls Royce'un CEO'su

Son bir bonus olarak, SMR'lerin daha küçük boyutu, bunların devre dışı bırakılmış kömür santralleri gibi "normal" fosil yakıtlı santrallerin bulunduğu yerlere kurulmalarına olanak tanır ve bu sayede halihazırda var olan şebeke altyapısını yeniden kullanmalarının yanı sıra proje için arazi talebini de azaltır. En azından, NuScale şirketinin onay almak için 7 yıllık yorucu bir sürecin ardından yaptığı gibi, Nükleer Düzenleme Komisyonu'ndan (NRC) nükleer santral Acil Planlama Bölgesi için onay aldığınız sürece.

Kaynak: NuScale

NuScale

NuScale'in Rekabetçi Konumu

Batı ülkelerinde SMR'lerin seri üretimine yönelik yarışta önde gelen rakiplerden biri NuScale olup, önünde sadece Rus ve Çin devlet şirketleri bulunuyor.

NuScale, ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu (NRC) tarafından onaylanan tek SMR teknolojisidir.

2007'de kurulan şirket, nükleer enerjinin genel olarak kalıcı bir düşüş eğiliminde olduğu, özellikle de 2011 Fukuşima kazasından sonra, SMR'lere bahis oynamaya çok erken başlamıştı. Şimdiye kadar, teknolojisine ve üretim sürecine 2 milyar dolar yatırım yaptı.

Şu anda 6 reaktörün üretimine devam eden şirket, ilk ticari teslimatın 2030 yılı civarında gerçekleştirilmesinin beklendiğini bildirdi.

Modüler Ama Bilinen Bir Tasarım

NuScale'in reaktörleri YOLCU fabrikadan çok büyük bir kamyonun arkasında santral alanlarına taşınabilir. Her biri 77 MWe (Mega Watt eşdeğeri) veya elektrik kapasitesi üretir ve santral başına 12 modüle kadar (924 MWe) kadar mümkündür

Kaynak: NuScale

Bu reaktörlerin 60+ yıllık bir ömre sahip olması bekleniyor.

Arkasındaki teknoloji, denenmiş ve test edilmiş hafif su nükleer (LWR) reaktörüdür. Toryum, yüksek basınç vb. kullanan diğer tasarımlara göre daha az yenilikçi olsa da, düzenleyicilerin onayını almaya ve geliştirme sürecinin riskini azaltmaya yardımcı olmuştur.

Ayrıca sensörlerden uranyum yakıt düzeneklerine, reaktör vinçlerine ve kontrol sistemlerine kadar mevcut nükleer güç tedarik zincirinden de yararlanıyor.

Kaynak: NuScale

Bu SMR'ler aynı zamanda "yürüyerek güvenli"dir, yani hiçbir insan müdahalesi olmadan bile güvenli kalırlar ve bakım yapılmadığı takdirde doğal olarak soğuyarak kapanırlar.

Bu, başka bir özelliği daha içerir: planlanmamış bir kapanma durumunda normal operasyonlar ile reaktörde geri döndürülemez hasar arasındaki zaman olarak tanımlanan sınırsız bir "başa çıkma süresi". Diğer hafif su nükleer (LWR) reaktörlerinin çoğunun birkaç günlük bir başa çıkma süresi vardır ve bu da onları bir felaket durumunda doğal olarak daha az güvenli hale getirir.

NuScale reaktörleri, diğer reaktör tasarımlarının çoğunda görülen ortak bir sınırlama olan aktif bir güç şebekesi olmadan da yeniden başlatılabiliyor.

Kaynak: NuScale

Başvurular

Güç ızgarası

Nükleer santrallerin bariz ana uygulaması elektrik şebekesi için elektrik üretmektir. Enerji karışımımızı karbondan arındırma çabaları arttıkça, daha fazla elektriğe olan ihtiyaç da artmaktadır. Bunun nedeni, günümüzdeki enerji tüketiminin çoğunun henüz elektriklendirilmemiş olmasıdır, örneğin ulaşım (gazla çalışan arabalar) veya ısıtma (petrol veya gazla çalışan fırınlar).

NuScale'in SMR'leri devre dışı bırakılmış kömür santrallerinin sahalarına uygulanabildiğinden, fosil yakıt santrallerinin yerini alacak ekstra şebeke altyapısına çok az yatırım yapılması gerekiyor.

AI

Veri merkezlerinden gelen güç talebinin 3'te toplam elektrik tüketiminin %4-2023'ünden 11'da %12-2030'sine çıkması bekleniyor. Bu, mevcut elektrik tüketiminin 1/3'üne eşdeğerdir.^rd ABD evlerinin.

Ek bir sorun ise, bu veri merkezlerine yatırılan onlarca hatta yüzlerce milyar dolarlık sermayeyi göz önünde bulundurduğumuzda, sürekli operasyonların bir zorunluluk olmasıdır. GW ölçeğinde tüketimden bahsettiğimiz için, istikrarsız ve değişken yenilenebilir enerjilere güvenmek riskli bir teklif olabilir.

İşte bu yüzden tüm büyük teknoloji şirketleri şimdi onu taklit etmek için çabalıyor Microsoft, tüm nükleer santrali yeniden açma ve yapay zeka veri merkezleri için tüm çıktısını kilitleme anlaşmasıylave kendileri için istikrarlı nükleer enerjiyi önceden güvence altına alabilirler.

Endüstriyel Uygulamalar

Birçok endüstriyel süreç, genellikle ultra sıcak buhar biçiminde çok yüksek sıcaklıklar gerektirir. Bu, örneğin kağıt, amonyak (bir gübre ve patlayıcıların temel bileşeni), çelik, plastik veya hatta deniz suyu tuzdan arındırma (bir 77 MW reaktör, günde 77 milyon galon/290 milyon litre su için enerji sağlayabilir) üretimini içerebilir.

Kaynak: NuScale

Günümüzde bu tür proseslerin, özellikle de en yüksek sıcaklığı gerektirenlerin büyük çoğunluğu fosil yakıtlarla, özellikle de doğal gazla gerçekleştiriliyor.

Teoride bunun yerine nükleer santraller avantajlı bir şekilde kullanılabilir, zira elektrik üretimi zaten reaktör çekirdeği tarafından üretilen ultra sıcak süperkritik buharın bir sonucu.

Ancak nükleer santrallerin geleneksel tasarımı, bir çelik fabrikası gibi normal bir endüstriyel operasyonla kolayca entegre edilemeyecek kadar büyük bir çıktıya sahipti. Düzenleyici ve alan kısıtlamaları ile hazır modüler tasarımların eksikliği de bir sorundu.

SMR'ler, birim başına daha düşük çıktı, daha düşük düzenleyici yük ve daha esnek tasarımlarla tüm bu itirazları aynı anda ortadan kaldırabilir. NuScale reaktörlerinin 500,000 psia ve 1,500°C'de saatte 500 pound buhar üretebilmesi bekleniyor.

Hidrojen

Hidrojen, fosil yakıtlara bir alternatif olarak kabul edildiğinden, hidrojen üretimi için enerji üretmenin yolu hala tartışılıyor. Bir yandan, yenilenebilir enerjiler kW başına daha ucuz olabilir, ancak aralıklılık, pahalı hidrojen üretim tesisinin çok uzun süreler boyunca boşta kalabileceği anlamına gelir.

NuScale'in reaktörü günde 50 ton hidrojen üretebiliyor, bu da yakıt hücreli 38,000 aracın tüketimine denk geliyor.

Nuscale'in İş Modeli

Nükleer santral projeleri, küçük ve modüler olsalar bile, büyük bir yatırım olup, üretilen enerjiden gelir elde etmeye başlamadan önce yıllarca harcama yapılması gerektiğinden, finansmanı da neredeyse mühendislik ve bilimin kendisi kadar önemli bir görevdir.

NuScale bir ortaklığa girdi özel yatırım platformuyla GİRİŞ-1 ve özel varlık yönetim firması Habboush Grubu Bu soruna cevap vermek için. Her iki yatırım firması da enerji ve altyapı finansmanı ve işletmesi konusunda uzmanlaşmıştır.

Bu, SMR teknolojisini uygulamak isteyen şirketlere esnek seçenekler sunuyor: Tercihlerine bağlı olarak, üretilen enerjiyi satın alabilir, santrali işletebilir veya santralin sahibi olup işletebilirler.

Örneğin, nükleer enerji konusunda deneyimi olan bir elektrik dağıtım şirketi muhtemelen santrali doğrudan sahiplenmek ve işletmek isteyecektir. Ancak, bir kimya tesisi muhtemelen üretilen yüksek sıcaklıktaki buhar için uzun vadeli bir satın alma anlaşması imzalamayı tercih edecektir.

Devam eden projeler

Teknolojik ve düzenleyici engeller arka aynaya itilirken, NuScale artık sipariş defterini aktif olarak büyütüyor. Bu şimdiye kadar üç kıtadaki projeleri içeriyor, örneğin:

Kuzey Amerika

• Standart güç Ohio ve Pensilvanya'da yaklaşık "iki gigavat temiz, güvenilir enerji" için.
• Prodigy Deniz Enerji Santrali Quebec'te hidrojen ve amonyak gibi temiz yakıtların ticari ölçekte üretimi için 1-12 reaktör konuşlandırıldı.

Avrupa

• RoPower Nükleer: Romanya'da Nuclearelectrica (ulusal nükleer santral operatörü) ile 6 MWe karbonsuz elektrik üretimi için 462 VOYGR reaktörünün konuşlandırılması projesi.
• KGHM Polska Miedz Polonya'da, mevcut enerji santralleri için kömür geri dönüşümü çözümü olarak VOYGR reaktörlerinin konuşlandırılması ve 2029 yılı gibi erken bir tarihte devreye alınması planlanıyor.
• Getka ve UNIMOT Polonya'da da kömür santrallerinin yerini alacak.
• Energoatom Ukrayna'da, savaş sona erer ermez ülkenin enerji şebekesini yeniden inşa etmek için VOYGR'leri konuşlandırmak amaçlanıyor.

Asya

• Endonezya GücüFluor Corporation ve Japonya'nın JGC Corporation ortaklığıyla önerilen 462 megavatlık tesise bakıyor.
• GS Enerji Güney Kore'de, 6'de başlayıp 2028'a kadar tamamlanması planlanan ve Uljin'deki yeni hidrojen endüstriyel kompleksine enerji sağlamak üzere kullanılacak 2030 adet VOYGR reaktör siparişi için anlaşma imzalandı.

NuScale'in Finansmanı

Şirket, Romanya'daki RoPower gibi şirketlerle yaptığı anlaşmalardan para kazanmaya başladıkça, yaklaşık 2 yıllık "startup modu"ndan sonra bir miktar gelir elde etmeye başlıyor.

Buna rağmen şirket, her çeyrekte yaklaşık 50 milyon dolar net zarar yaşıyor; bu da şirketin işletme giderlerini yansıtıyor. Bu, VOYGR reaktörlerini tamamen satmaya ve/veya işletmeye başlayana kadar şirketin ayakta kalabilmesi için daha fazla nakit akışına ihtiyaç duyacağı anlamına geliyor.

Neyse ki hisse senedi fiyatı son zamanlarda yükseldi ve bu da şirketin mevcut hissedarlarının itibarını çok fazla zedelemeden daha fazla nakit elde etmesine yardımcı olacak.

Potansiyel yatırımcılar ayrıca, Aralık 31.4 itibarıyla dolaşımda olan 252.2 milyon hissenin yanı sıra opsiyon ve varant şeklinde 2024 milyon hissenin varlığını da bilmelidir.

Kaynak: NuScale

Sonuç

Sıkı düzenlemelere tabi ve teknik açıdan oldukça karmaşık bir alanda, öncü olmak muazzam kazançlar sağlayabilir. Bu, yalnızca pazara ilk ulaşan olma avantajı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bir şirketin düzenleyici ortamın geleceğini ve potansiyel müşteri beklentilerini şekillendirmesine de yardımcı olabilir.

NuScale, SMR teknolojisinde öncü olmuştur ve hala sektöre öncülük etmektedir. Toryum, erimiş tuzlar, hızlı reaktörler veya yüzen enerji santralleri gibi diğer nükleer teknolojilerin hepsi SMR'ye entegre edilebilir. Ancak bu, hem mühendislikte hem de düzenleyicilerle ilgili bir sorun teşkil edebilecek başka bir karmaşıklık düzeyi ekler.

Bunun yerine, Nuscale kanıtlanmış hafif su teknolojisine odaklandı ve ölçeğini değiştirdi. Bu, daha hızlı hareket etmesine ve piyasadaki en bilinen SMR hissesi olmasına yardımcı olmalı.

Dolayısıyla potansiyel olarak, elektrikli araçlar ve yapay zeka gibi segmentlerde yaşanan borsa patlamasının ardından, bir sonraki adım bu sektörlere karbon nötr güç sağlayabilecek enerji üretiminde bir patlama olabilir.

Ancak yatırımcıların enerji üretiminin çok sermaye yoğun bir sektör olduğunu ve nükleer enerjinin diğer teknoloji sektörlerine göre daha yavaş hareket ettiğini, bu nedenle sabırlı olmaları ve dalgalanmalara karşı yüksek tolerans göstermeleri gerektiğini hatırlamaları gerekiyor.