Източник на енергия с голям потенциал и големи противоречия, ядрената енергия отдавна е критичен компонент за намаляване на зависимостта на света от изкопаеми горива за енергийни нужди. Данните от "Световната ядрена асоциация" съобщават, че понастоящем в света работят над 600 реактора, които помагат за задоволяване на енергийните нужди на повече от 50 страни и колективно осигуряват около една десета от общото електричество в света, става ясно от изследвания на "Пауър технолоджи", "Световна ядрена асоциация", ОИСР, ООН.

Тъй като енергийните нужди на света продължават да се увеличават, има опасения, че мащабната ядрена енергия може да не е отговорът. Строителни разходи на Hinkley Point C във Великобритания, подчертават предизвикателствата, свързани с мащабни инвестиции в технология. В резултат на това малките модулни реактори (SMR) се появиха като потенциално решение за ядрената индустрия. Тези съоръжения се определят от Международната агенция за атомна енергия като такива, които произвеждат по-малко от 300MWe мощност.

SMR изпитват малко от логистичните предизвикателства и спираловидните разходи на мащабната ядрена енергетика и са достатъчно малки и гъвкави, за да бъдат внедрени в редица среди. И все пак предизвикателствата остават по света, както финансови, така и технологични, тъй като страните и компаниите се стремят да разработят по-малки ядрени реактори.

Един от най-новите SMR проекти включва консорциум, ръководен от британския автомобилен гигант Rolls Royce, който има за цел да разработи 16 мини ядрени реактора във Великобритания. Очаква се реакторите да осигурят до 400 MW мощност, еквивалентна на около 150 наземни вятърни турбини, и да започнат търговско производство до 2028 г. Това ще бъде значителен обрат, като се има предвид, че всички седем от действащите в момента ядрени обекти на Обединеното кралство трябва да бъдат изведени от експлоатация до 2035 г., премахвайки една пета от производството на електроенергия в страната.

Rolls Royce също така подчертава редица икономически ползи, свързани с проекта, като създаването на 40 000 работни места във веригата за доставки на SMR и извън нея. В допълнение, компанията изчислява обща икономическа полза от близо 257 млрд. долара през следващия век, което отговаря на много от критиките за ядрената енергетика като икономически нежизнеспособна в голям мащаб.

Голяма част от финансовата жизнеспособност идва от потенциала за SMR да бъдат изнесени по целия свят, като глобалната SMR индустрия се оценява на около 546 млрд. долара до 2035 г.

Руската държавна ядрена компания "Росатом" обяви в края на 2020 г., че е постигнала споразумение за цените на енергията за ново съоръжение SMR във федералния окръг Якутия в източната част на страната. Заводът, който ще бъде построен в село Уст-Янски, ще произвежда до 50MW електроенергия годишно и ще помогне за намаляване на въглеродните емисии в региона с 10 000 тона годишно.

Проектът е усилие да се намали зависимостта на региона от изкопаеми горива, тъй като екстремните метеорологични условия в региона са неприложими и ненадеждни за слънчева енергия, надеждата е, че малкият ядрен реактор може да осигури дълготрайна чиста енергия. 

"Росатом" подчертава кономически ползи, свързани с проекта, като двукратно намаляване на разходите за електроенергия в региона поради по-надеждния характер на ядрената енергетика и създаването на 800 местни работни места в строителството и експлоатацията на съоръжението.

През септември 2020 г. САЩ одобриха първия си SMR за 60MW разработено от NuScale Power. Проектът се разглежда от Американската комисия за ядрено регулиране от няколко години, завършвайки с четиригодишен преглед на заявлението за сертифициране на проекта, който включва 115 000 часа оценка и инвестиция от NuScale за половин милиард долара.

Проектът на NuScale включва и редица функции за безопасност, които помагат да се сведат до минимум често цитирани последици от бедствие в ядрено съоръжение. Фактът, че инсталациите ще се състоят от множество малки реактори, а не от едно голямо съоръжение, означава, че всеки реактор е в контейнер с размери 4,6 м ширина, за разлика от 40-метровите конструкции за големи реактори.

По-малките блокове могат да издържат и до 15 пъти по-голям натиск, което ги прави по-безопасни при извънредна ситуация. Освен това са потопени в големи водни басейни, осигурявайки допълнителен защитен слой, който е труден за изпълнение в големи съоръжения.

Южна Африка иска съживяване на модулни реактори - разработен за първи път през 90-те години на миналия век, модулният реактор, подтип SMR е предназначен за употреба в Южна Африка. Реакторът е 110MW съоръжение, което се охлажда от хелий, за разлика от водата. Това му позволява да бъде внедрен в страни като Южна Африка, където има относително ограничен достъп до вода за охлаждане и е описан като "решение за Африка" от главния изпълнителен директор на Stratek Business Strategy Келвин Кем през 2020 г.

Проекти като тези са особено важни за Южна Африка, като се има предвид нейният силно небалансиран енергиен микс. През 2016 г. 69% от първичната енергия в страната идва от въглища и още 14% от суров нефт. Възобновяемите енергийни източници, газът и ядрената енергия, трите енергийни източника, получаващи най-голямо внимание и инвестиции по света, представляват само 11%, 3% и 3%.

В правителствен доклад, публикуван през 2019 г., се отбелязва, че Южна Африка е "сред водещите държави в света" по отношение на запасите от уран, 5,2% от световните доказани находища на уран. Това предполага, че има значителен потенциал за ядрени разработки в страната, при условие че има желание и инвестиции за разработване на съответните технологии.

Южноафриканската енергийна компания Eskom се бори да разработи технологията. През януари 2020 г. тя обяви, че търси инвеститори, които да поемат контрола над проекта и да му помогнат да реализира потенциала си. Въпреки че това би могло да помогне за нов живот на проекта, не е сигурно колко ефективна ще бъде система за частни инвестиции в държава, където енергийният микс е доминиран от едно държавно предприятие.

"Ядрената енергия спестява повече от 470 милиона метрични тона въглерод през 2019 г. - еквивалентът на премахване на 100 милиона коли от пътя", пише Министерство на енергетиката на САЩ.

Мащабните ядрени реактори са единствената доказана нисковъглеродна технология, която може да бъде внедрена в мащаб и срокове, необходими за постигане на целите на Парижкото споразумение. Тези реактори работят тихо във фонов режим, доставяйки огромно количество енергия денонощно, независимо от времето или сезона. На глобално ниво ядрените реактори имат отлични рекордни експлоатационни показатели, със среден коефициент на капацитет над 80% - с много реактори, достигащи над 90%.

Докато големите реактори ще останат гръбнакът на много системи за чиста енергия, съществуват значителни бъдещи възможности за малки модулни реактори (SMR). SMR могат да допълнят големите реактори, като отворят нови пазари и приложения за ядрена енергия - независимо дали става въпрос за обработка на топлина, производство на водород или производство на електроенергия за малки или отдалечени мрежи.

За да отговорим на нарастващото търсене на устойчива енергия, ще ни трябва ядрена енергия, за да осигурим 25% от електроенергията преди 2050 г. като част от чист и надежден нисковъглероден микс. За да се постигне това, ядреното производство трябва да се утрои в световен мащаб до 2050 г.

Нисковъглеродните източници, както и драстично намаленото ниво на изкопаеми горива, работят заедно в хармония, за да осигурят надеждно, достъпно и чисто бъдещо енергийно снабдяване 24 часа в денонощието. Достъпът до електричество и чист въздух са жизненоважни нужди. Понастоящем всеки шести човек в света няма достъп до електричество.

Тъй като търсенето на електроенергия продължава да нараства, емисиите на парникови газове трябва да спаднат, за да смекчим изменението на климата и трябва да преминем към по-чисти източници, за да намалим замърсяването на въздуха. Това ще изисква големи увеличения на всички нисковъглеродни енергийни източници, от които ядрената енергия е важна част.

Международната общност признава спешната необходимост да се декарбонизира нашето производство на електроенергия, за да се защитят хората и планетата от опасностите от замърсяването на въздуха и изменението на климата. Ядрената енергия е доказана, налична днес и може бързо да бъде разширена, което я прави важна част от решението. Според Агенцията за ядрена енергия на ОИСР "комбинацията, разчитаща предимно на ядрената енергия, е най-рентабилният вариант за постигане на целта за декарбонизация от 50 gCO2 на kWh."

Когато се разглеждат емисиите от целия жизнен цикъл, ядрената енергия е един от най-добрите източници. Специалният доклад на IPCC (Междуправителственият комитет по изменението на климата, междуправителствен орган на ООН) за глобалното затопляне от 1,5 градуса по Целзий съобщава, че ограничаването на изменението на климата ще изисква глобалните емисии на парникови газове да започнат да намаляват веднага. Това ще изисква по-бързо преминаване към електричество чрез нисковъглеродно производство, включително ядрено.

Ядрената енергия е един от най-рентабилните нисковъглеродни варианти за производство на електроенергия. Ядреното производство е конкурентна опция за нисковъглеродно производство. Според Световната енергийна перспектива на IEA за 2018 г. цената на електроенергията в Китай от вятър на континента, слънчеви фотоволтаици и вятър от крайбрежието е съответно 16%, 50% и 140% по-висока от тази на ядрената енергия, дори без да се включват допълнителните разходи за адаптиране на мрежата и осигуряване на резервно генериране за компенсиране на периодично подаване. 

Днес, с натрупания опит и знания, ядрената енергийна индустрия е в силна позиция да постигне целта да генерира 25% от електроенергията преди 2050 г. Това е амбициозна цел, но скоростта, с която новите реактори трябва да бъдат построени не е по-висока от това, което е постигнато вече в исторически план.