Elméletben jónak tűnnek, gyakorlatban még nem bizonyítottak a reaktorok, amikből Magyarország bevásárolna Amerikában

Húszmilliárd dollárért (6600 milliárd forintért) vásárolunk az Egyesült Államoktól kis moduláris atomreaktorokat (SMR) a jövőben – erről is szándéknyilatkozatot írt alá Orbán Viktor a washingtoni útján. Ennek értelmében az USA maximum tíz kis moduláris reaktort építhet Magyarországon. Csakhogy egyelőre nem létezik piacképes SMR, a legtovább demonstrációs erőművekig jutottak a gyártók, így egyelőre nem tiszta, hogy pontosan milyen SMR-eket is fogunk vásárolni, és hogy ez mennyire lesz nekünk tulajdonképpen jó – bár egyelőre úgy tűnik, hogy a paksi bővítésnél egységáron még mindig olcsóbb lehet ez a megoldás.

Azt nem lehet vitatni, hogy az ilyen atomreaktorok elméletben nagyon jól hangzanak: a hagyományos nagy erőművekhez hasonlóan atomenergiával működnek, de azoknál jóval kisebbek. A hivatalos definíció szerint olyan nukleáris reaktorokat hívnak így, amiknek a villamos teljesítménye 300 megawatt alatti. Nagy előnyük, hogy előre, egy gyártóüzemben legyárthatók, és a helyszínen elég összeszerelni őket, így a hagyományosnál jóval gyorsabban üzembe helyezhetők. Ezzel kiesik a nagy erőművek két legnagyobb hátránya, a hosszú és folyamatosan csúszó építési idő és a brutális költségek. A nagy atomerőművekkel szemben ugyanis jelenleg – a nukleáris technológiával szembeni általános félelmen és a kiégett fűtőelemek tárolási nehézségein túl – ezek a legnagyobb kritikák. Ha csak nagy létesítményre támaszkodnak az országok, az elhúzódó építkezések és az egekbe szökő költségek miatt sokkal nehezebb lesz elérni a kibocsátási célkitűzéseket, ebben segíthetnek az SMR-ek.

Már ha megfelelően fognak működni, és piacképesek lesznek. Ez ugyanis viszonylag új technológia, az Egyesült Államokban például 2023-ban engedélyezték az első kis moduláris atomreaktort. Többtucatnyi vállalat kísérletezik SMR-ek építésével, ezek többségéből várhatóan nem lesz működő modell. Akad néhány szép prototípus és demonstrációs erőmű, de

jelen pillanatban nincs olyan gyártó, ami piacképes, megtérülő és teljesen biztonságos megoldást kínálna az SMR-ek piacán.

Az SMR-ek célja egyébként alapvetően nem a nagy atomerőművek kiváltása, hanem azok kiegészítése, például olyan területeken, ahová nehezebb áramot juttatni vagy – ami Magyarországnak testhezállóbb – nagyobb üzemek és gyárak mellett, ahol közvetlenül kibocsátásszegény elektromossággal tudják kiszolgálni a megrendelőket. Ez itthon kétségkívül az épülő nagy gyáraknak lehet lehetőség, amik így helyben tudnák előállítani az egyre bővülő energiaigényüknek megfelelő elektromos áramot.

Nem sokat tudni eddig az amerikai–magyar megállapodásról

A kormány korábban már megállapodást kötött az SMR-ekben utazó lengyel Synthos Green Energyvel, hogy az általuk képviselt és az Egyesült Államokból licencelt, GE Vernova Hitachi tervezte amerikai nukleáris technológia magyarországi bevezetéséhez szükséges technológiai, infrastrukturális, pénzügyi, jogi előkészítő munkákat megkezdték. Ennél többet azonban erről nem hallani.

A GE Vernova Hitachi úgynevezett BWRX–300 reaktorokat fog gyártani, amik forralóvizes reaktorok lesznek. Ezekben a moderátor és a hűtőközeg szerepét is a könnyűvíz (azaz vegytiszta közönséges víz) tölti be. A reaktortartályban a víz egy része elforr, így az aktív zónából vízgőzkeverék jut ki – miután a vizet és a gőzt szétválasztják, az így termelt gőz a turbinába kerül, és a rendszer áramot termel. A turbinából kilépő gőzt a kondenzátorban cseppfolyósítják, majd előmelegítés után a reaktorba vezetik. A reaktortartályban el nem gőzölgött víz a reaktorzónán kívül újra lefolyik a tartály aljára, ahol összekeveredik a visszaszivattyúzott tápvízzel.

Hátránya a technológiának, hogy áramszünet esetén a vészhelyzeti hűtővizet más szivattyúknak kell biztosítaniuk, amiket helyszíni dízelgenerátorok táplálnak. További biztonsági rendszerek, például a tartályhűtő rendszer is külső forrásból igényel elektromos áramot.

A GE Vernova Hitachi SMR-jének prototípusát már elkezdték építeni a kanadai Ontarióban, az építkezés 2025 májusában kezdődött, és várhatóan 2029 végére fejeződik be. A cég szerint a moduláris építési megoldásnak köszönhetően a jövőben a BWRX–300-at körülbelül 24–36 hónap alatt fel lehet majd építeni, az erőmű telephelye 90 százalékkal kisebb, az előállított egységnyi energia előállításához szükséges beton mennyisége pedig körülbelül 50 százalékkal kevesebb lesz a hagyományos atomerőművek építéséhez képest.

A BWR-technológia egyébként nem új, és jól mutatja, hogy az SMR-ekhez sem kell mindig újra feltalálni a spanyolviaszt. Vannak azonban olyan megoldások, amik teljesen újak, és ma még nem használt technológián alapulnak.

A legtöbben nem akarják újragondolni a működő technológiát, de akad kivétel

Az SMR-piacon a legtöbbet a brit Rolls-Royce-ról hallani, hogy kiemelkedő a kis moduláris atomreaktorok fejlesztésében – legalábbis a jelenlegi kezdetleges helyzethez képest biztosan. A brit kormány 210 millió fonttal (9,1 milliárd forinttal) támogatta a cég SMR-projektjét, ami végül magánfinanszírozást is bevont. Keir Starmer brit miniszterelnök korábban bejelentette, hogy az Egyesült Királyság első kis moduláris nukleáris reaktorait Észak-Walesben építi a cég – ami Donald Trump amerikai elnöknek nagyon nem tetszett –, Anglesey szigetén fog működni a három SMR.

A Rolls-Royce sem akarja teljesen újragondolni a nukleáris ipart: a reaktora standard nyomottvizes reaktortechnológiára épül (PWR), amit világszerte több száz reaktorban, többek között Paks I.-ben is alkalmaznak. Az egész erőművet 1500 szabványos, szállítható modul felhasználásával építik, amiket előre legyártanak és tesztelnek. A modulokat a helyszínen szerelik össze egy kompakt telephelyen. A gyártó szerint minden SMR-egység elfér egy 5,3 hektáros területen. A tervek alapján egy SMR kapacitása akár 470 megawatt villamos teljesítmény előállítására is alkalmas lesz.

Az idei párizsi Nukleáris Világkiállításon is kinn volt a Rolls-Royce, és más, kis moduláris erőműveket tervező és gyártó cég is képviseltette magát – ebből is látszik, hogy a vállalatok egyre bátrabban célozzák meg a piacot is. Mind felhasználásban, mind technológiában széles volt a paletta. A Telex ott volt a kiállításon, több gyártóval beszéltünk az SMR-ek helyzetéről, a Calogena és a Thorizon pedig részletesen beszélt a saját megoldásukról.

A francia Calogena vízalapú „nukleáris kazánt” fejleszt, ami objektumok fűtését tenné lehetővé. A kis moduláris reaktor magja mindössze egy köbméteres, a benne dolgozó nyomás pedig nagyjából akkora, mint egy biciklikerékben. A dizájn a medencés kutatóreaktorokból indul ki, az üzemanyag a francia atomreaktorokban használthoz hasonló, csak kisebb, a rendszer pedig 100 Celsius-fokon működik, ami a gyártó szerint sokkal biztonságosabbá is teszi a hagyományos nagy reaktorokhoz képest.

A Calogena kifejezetten távfűtésre tervezi a reaktorait, amik egyenként 30 megawattnyi hőenergiát képesek termelni. Ez kétszáz háztartás fűtésére lehet elegendő. A cég az engedélyezéstől függően azt tervezi, hogy 2030-ra munkába is állíthatja az első SMR-jét.

A holland Thorizon a hagyományos reaktorokhoz képest teljesen más technológiát alkalmaz: szilárd fűtőelemek és víz helyett olvadt sót használ. A sóolvadék-reaktorok koncepciója már az 1960-as évektől ígéretesnek és műszakilag megvalósíthatónak tűnt, de jelenleg a Thorizon az egyetlen vállalat, ami a kereskedelmi megvalósításával próbálkozik.

A cég kazettás kialakítású reaktorokkal dolgozik, és állításuk szerint az a legnagyobb előnyük, hogy használt üzemanyagot is vissza tudnak forgatni a rendszerbe. Az atomerőművek által már nem használható, kiégett fűtőrudak ugyanis még mindig az eredeti energiájuk 90 százalékát őrzik – a Thorizon technológiája ezt használná ki. A vállalat azt mondja: a megoldás azért is kifejezetten előnyös, mert meghibásodás esetén a felhasznált só megszilárdul a reaktorban, így magába zárja a radioaktív anyagot, és minimalizálja a szivárgás kockázatát.

A cég elsősorban az ipari szektorra céloz, és jelenleg előzetes megvalósíthatósági tanulmányokat végez három, nukleáris célra kijelölt telephelyen Franciaországban, Belgiumban és Hollandiában, a cél pedig nekik is az, hogy 2030-ra megkezdődhessen az építkezés. A vállalat összesen már 42,5 millió eurós (16,2 milliárd forintos) uniós befektetést szedett össze a technológiája fejlesztésére.

Egyelőre senki nem tudja, mekkora üzlet ez tulajdonképpen

Mindez nagyon jól – és kicsit sci-finek – hangzik, de mennyire van realitásuk tulajdonképpen az ilyen SMR-eknek a jövő energiamixében? Vannak hurráoptimista és nagyon szkeptikus hangok is a témában, ami nem csoda: elméletben jónak tűnik a megoldás, gyakorlatban azonban még senkinek nem sikerült nagyot villantania.

A kategóriában az Egyesült Államok, Kína, Oroszország és Dél-Korea is erős, ahhoz azonban, hogy az SMR-ek széles körben elterjedjenek, el kell érniük az ár- és teljesítményparitást a hagyományos energiaforrásokkal, különösen a fosszilis energiahordozókkal szemben.

Elméleti előnyeik viszont jócskán vannak. Az amerikai Information Technology & Innovation Foundation kutatóintézet szerint

• mivel teljesítményük 1 megawattól akár 300 megawattig vagy annál is tovább terjedhet, a különböző piacokon nagyon eltérő igényeket is ki tudnak elégíteni;
• moduláris felépítésük révén összevonhatók a szükséges energiamennyiség biztosításához;
• néhány technológia, például az olvadt sót és a tóriumot használó SMR-ek, olcsóbb üzemanyaggal, rövidebb újratöltési szünetekkel képesek működni, és fokozott passzív biztonsági jellemzőkkel dolgoznak;
• a szél- és a napenergiával ellentétben az SMR-ek folyamatosan termelik az energiát, emiatt vonzók a nagy technológiai cégeknek is, amik az egyre nagyobb adatközpontjaiknak keresnek áramforrást.

A technológia és a nukleáris energia ellenzői szerint azonban a kis moduláris reaktorok ugyanazokkal a problémákkal küzdenek, mint a nagyobbak: leginkább a biztonsági kockázatokat és a hosszú életű radioaktív hulladék kezelését szokták emlegetni. A kritikusok szerint ráadásul a nukleáris energia még kis méretben is drága, és jelentős állami támogatást fog igényelni a megvalósításhoz – ezt viszont addig nem lehet biztosra mondani, amíg nincs egy valóban engedélyezett, piaci alapon működő prototípus.

A briteknél épülő Rolls-Royce reaktorok például darabonként 1,8 milliárd fontba, vagyis körülbelül 780 milliárd forintba fognak kerülni, és a hálózatra táplált áramot várhatóan 40 font/megawattóra áron tudják majd szolgáltatni a reaktor teljes hatvanéves élettartama során. Egy ilyen SMR 470 megawatt villamosenergia előállítására lesz képes. Ehhez képest a saját Paks II.-nk eredeti áron 12,5 milliárd euróból, azaz 4,8 billió forintból épült volna meg (amit már biztosan átlépünk, kérdés, hogy mennyivel), ami blokkonként 1200 megawatt, vagyis összesen 2400 megawatt áram előállítására lesz képes.

A Rolls-Royce technológiája tehát megawattonként jelenleg 1,71 milliárd forintba kerül, Paks II. pedig 2 milliárd forintba, az SMR moduláris rendszere tehát pénzügyileg még az eredeti paksi árhoz képest is kedvezőbb az egységár/megawatt szempontjából, a beruházási kockázat is kisebb, de ugyanígy a kapacitás is. Olyan óriási különbség azonban egyelőre nincs a két technológia között – bár azt is érdemes megjegyezni, hogy az SMR-ek még nagyon gyerekcipőben járnak, később akár csökkenhet is az áruk.

Aztán persze ott van az a nem elhanyagolható faktor is, hogy az Európai Uniónak el kell érnie a 2030-as és a 2050-es klímacéljait, amihez egyelőre nincs megfelelő tiszta alapenergiánk – legalábbis nem minden ország olyan szerencsés, hogy nagy mennyiségű vízenergiája legyen például. A kérdés itt inkább az, hogy az atomerőmű-építések időtávban és költségekben tarthatók-e – ha igen, jó megoldást nyújthatnak átmenetileg, amíg nem áll rendelkezésünkre jobb alapenergia, vagy nem fejlesztenek olyan tárolókapacitást, ami lehetővé teszi, hogy a megújulókat „elrakjuk” ínségesebb időkre is. A nukleáris energia mellett és ellen is rengeteg érv szól, egyelőre viszont úgy tűnik, Európa ebbe az irányba indult el a dekarbonizáció során.