NuScale (SMR) स्पॉटलाइट: मानकीकृत क्रमिक निर्मित परमाणु रिएक्टर

बड़े से छोटे मॉड्यूलर रिएक्टरों तक

बड़े परमाणु बिजलीघरों की क्षमता कई गीगावाट हो सकती है। उनमें भारी निवेश की जरूरत होती है और निर्माण तथा अनुमति की प्रक्रिया में कई वर्ष लगते हैं। इससे कुछ चुनौतियाँ पैदा होती हैं:

• निवेश और बिजली की बिक्री से आय शुरू होने के बीच लंबा अंतर वित्त जुटाना कठिन बनाता है। सरकारी सहायता के साथ निजी वित्त और दीर्घकालिक अनुबंध भी महत्वपूर्ण हैं।
• छोटे बिजली ग्रिड या दूरस्थ क्षेत्रों में बड़े संयंत्र की क्षमता मांग से अधिक हो सकती है। अतिरिक्त पारेषण ढाँचा भी चाहिए हो सकता है।
• गंभीर दुर्घटना का प्रभाव व्यापक हो सकता है। जोखिम रिएक्टर की बनावट, स्थान, संचालन और सुरक्षा प्रणालियों पर निर्भर करता है।
• स्थल के अनुसार डिजाइन बदलने से लागत और समय बढ़ सकता है। हालांकि बड़े रिएक्टरों में भी मानकीकृत डिजाइन और बार-बार निर्माण के उदाहरण हैं; हर परियोजना प्रयोगात्मक नहीं होती।

इसलिए मुख्य चुनौतियाँ लागत, समय और उच्च सुरक्षा मानकों का प्रबंधन हैं।

इन चुनौतियों पर काम करने वाली तकनीकों में चौथी  पीढ़ी के रिएक्टरों के नए डिजाइन शामिल हैं। छोटे मॉड्यूलर रिएक्टर (SMR) परमाणु विखंडन का मूल सिद्धांत नहीं बदलते, बल्कि आकार, निर्माण और तैनाती का तरीका सुधारने का प्रयास करते हैं।

स्रोत: IAEA

AI डेटा केंद्रों की बढ़ती बिजली जरूरत और कम कार्बन वाली ऊर्जा की मांग ने परमाणु ऊर्जा में रुचि बढ़ाई है। नवीकरणीय उत्पादन में बदलाव का समाधान भंडारण, पारेषण, मांग प्रबंधन और विभिन्न ऊर्जा स्रोतों के संयोजन से किया जा सकता है।

SMR का उपयोग क्यों करें

SMR का विचार छोटे, मानकीकृत रिएक्टर मॉड्यूल बनाना है, ताकि दोहराए जाने वाले उत्पादन का लाभ मिले:

• एक ही डिजाइन कई बार उपयोग करने से अनुसंधान और विकास की लागत बाँटी जा सकती है।
  • मानकीकरण से पुर्जों, रखरखाव और प्रशिक्षण में दक्षता बढ़ सकती है।
• समर्पित कारखानों में लगातार निर्माण से अनुभव और उत्पादन दक्षता बढ़ाने का लक्ष्य है।
• कारखाने में बने प्रमुख मॉड्यूल को संयंत्र स्थल तक पहुँचाया जाता है।

सिद्धांततः इससे स्थल पर निर्माण का समय घट सकता है। कुछ विकासकर्ता लगभग तीन वर्ष का लक्ष्य बताते हैं, लेकिन पहली इकाई और सभी अनुमतियों का पूरा समय सुनिश्चित नहीं है। बड़े संयंत्रों में देरी का एक उदाहरण जॉर्जिया का Vogtle विस्तारहै।

छोटे मॉड्यूल में शक्ति और रेडियोधर्मी पदार्थ की मात्रा कम हो सकती है। फिर भी केवल आकार से दुर्घटना की संभावना या उसका प्रभाव तय नहीं होता।

सुरक्षा का मूल्यांकन हर डिजाइन और दुर्घटना-परिदृश्य के लिए अलग करना होता है। सभी SMR चौथी पीढ़ी के रिएक्टर नहीं हैं।

कई मॉड्यूल जोड़कर जरूरत के अनुसार क्षमता चुनी जा सकती है या चरणबद्ध विस्तार किया जा सकता है।

औद्योगिक स्थलों और दूरस्थ क्षेत्रों को बिजली तथा ऊष्मा देने जैसे उपयोग भी प्रस्तावित हैं। उनकी व्यवहार्यता स्थान, सुरक्षा, अनुमति और लागत पर निर्भर करती है।

“SMR से हम ग्राहकों के अधिक व्यापक समूह तक पहुँच सकते हैं।”

Rolls-Royce के मुख्य कार्यकारी अधिकारी

बंद कोयला बिजलीघरों के स्थल मौजूदा पारेषण सुविधाओं के कारण संभावित विकल्प हो सकते हैं। फिर भी परमाणु संयंत्र के स्थान और आपातकालीन योजना क्षेत्र (EPZ) की अलग समीक्षा जरूरी है। NuScale के डिजाइन या EPZ पद्धति की मंजूरी किसी भी स्थल पर निर्माण और संचालन की स्वतः अनुमति नहीं है।

स्रोत: NuScale

NuScale

NuScale की प्रतिस्पर्धी स्थिति

NuScale अमेरिका और अन्य पश्चिमी बाजारों में SMR के व्यावसायीकरण पर काम करने वाली प्रमुख कंपनियों में है। रूस और चीन में चल रहे छोटे या मॉड्यूलर रिएक्टरों के डिजाइन और उपयोग अलग हैं।

2024 में NuScale का प्रति मॉड्यूल 50MWe वाला डिजाइन अमेरिकी परमाणु नियामक आयोग (NRC) से प्रमाणित पहला SMR डिजाइन था। 77MWe वाला उन्नत डिजाइन अलग समीक्षा में था।

2007 में स्थापित कंपनी ने लंबे समय तक SMR अनुसंधान में निवेश किया। कंपनी के अनुसार तकनीक और विकास पर कुल लगभग दो अरब डॉलर खर्च हुए थे।

2024 में शुरुआती मॉड्यूलों के लिए लंबे समय में मिलने वाले पुर्जों और निर्माण की तैयारी चल रही थी। इसका अर्थ छह पूर्ण रिएक्टरों का संचालन नहीं था। पहली व्यावसायिक परियोजना का समय अनुमति, वित्त और ग्राहक के निवेश निर्णय पर निर्भर था।

मॉड्यूलर डिजाइन और परिचित तकनीक

NuScale का प्रस्तावित संयंत्र मंच VOYGR है। प्रमुख मॉड्यूल कारखाने से ट्रक, रेल या बजरे द्वारा भेजे जा सकते हैं। 77MWe के आधार पर छह मॉड्यूल 462MWe और बारह मॉड्यूल 924MWe बनते हैं। MWe विद्युत शक्ति के मेगावाट को दर्शाता है; वास्तविक संरचना और अनुमति डिजाइन के अनुसार होती है।

स्रोत: NuScale

कंपनी 60 वर्ष से अधिक की डिजाइन आयु का लक्ष्य बताती है। वास्तविक संचालन अवधि अनुमति और रखरखाव पर निर्भर करेगी।

तकनीक एकीकृत दाबित हल्के पानी के रिएक्टर पर आधारित है। ऐसे रिएक्टर स्वयं उच्च दाब पर काम करते हैं। परिचित तकनीक विकास में मदद कर सकती है, लेकिन नए डिजाइन की नियामक समीक्षा फिर भी जरूरी है।

सेंसर, ईंधन असेंबली, क्रेन और नियंत्रण प्रणालियों के लिए मौजूदा परमाणु आपूर्ति शृंखला का उपयोग किया जा सकता है।

स्रोत: NuScale

कंपनी का “walk-away safe” वर्णन कुछ दुर्घटना स्थितियों में प्राकृतिक परिसंचरण जैसे निष्क्रिय उपायों से, बाहरी बिजली या तत्काल मानवीय हस्तक्षेप के बिना शीतलन का दावा है। इसका अर्थ कर्मचारियों या रखरखाव की जरूरत न होना नहीं है।

लंबी शीतलन अवधि के दावे निर्धारित डिजाइन और दुर्घटना की धारणाओं पर आधारित हैं। इन्हें हर परिस्थिति में क्षति असंभव होने की गारंटी नहीं मानना चाहिए।

कंपनी बाहरी ग्रिड के बिना संयंत्र शुरू करने की ब्लैक-स्टार्ट क्षमता भी प्रस्तावित करती है। वास्तविक उपयोग संयंत्र की संरचना और अनुमति पर निर्भर करेगा।

स्रोत: NuScale

अनुप्रयोग

पावर ग्रिड

परमाणु संयंत्र का मुख्य उपयोग ग्रिड को बिजली देना है। परिवहन और ताप व्यवस्था के विद्युतीकरण से अतिरिक्त मांग पैदा हो सकती है।

पुराने कोयला संयंत्र की पारेषण सुविधाएँ कुछ खर्च घटा सकती हैं। हालांकि परमाणु संयंत्र के लिए आवश्यक पूरा ढाँचा पहले से मौजूद होना जरूरी नहीं है।

एआई

लेख में उद्धृत अमेरिकी पूर्वानुमान के अनुसार डेटा केंद्रों की मांग 2023 में कुल बिजली खपत के लगभग 3–4% से बढ़कर 2030 में 11–12% हो सकती थी।  यह पूर्वानुमान है; अनुमान क्षेत्र और अध्ययन की सीमा के अनुसार बदलते हैं।

डेटा केंद्रों को भरोसेमंद बिजली चाहिए। इसके लिए परमाणु ऊर्जा, नवीकरणीय स्रोत, भंडारण, ग्रिड अनुबंध और बैकअप प्रणालियों का संयोजन किया जा सकता है।

कुछ तकनीकी कंपनियाँ परमाणु बिजली से जुड़े दीर्घकालिक अनुबंध कर रही थीं। उदाहरण है Microsoft के बिजली खरीद समझौते से जुड़ी Three Mile Island की पहली इकाई को दोबारा शुरू करने की योजना (MSFT )। 2024 की योजना का अर्थ उस समय इकाई का दोबारा चालू हो जाना नहीं था।

औद्योगिक अनुप्रयोग

कागज, रसायन, इस्पात और अन्य उद्योगों में ऊष्मा तथा भाप की जरूरत होती है। समुद्री पानी के विलवणीकरण में भी परमाणु बिजली या ऊष्मा का उपयोग प्रस्तावित है। कंपनी ने एक विशेष संरचना में 77MWe मॉड्यूल से प्रतिदिन लगभग 7.7 करोड़ गैलन, यानी 29 करोड़ लीटर, पानी तैयार करने के लिए ऊर्जा उपलब्ध होने का अनुमान दिया। यह शर्तों पर आधारित डिजाइन गणना है।

स्रोत: NuScale

औद्योगिक ऊष्मा अभी काफी हद तक प्राकृतिक गैस जैसे जीवाश्म ईंधनों से मिलती है। अलग प्रक्रियाओं के लिए तापमान और दाब की जरूरत अलग होती है।

परमाणु ऊर्जा कुछ जरूरतें पूरी कर सकती है, लेकिन हल्के पानी के रिएक्टर की सामान्य भाप का तापमान सीमित है। NuScale का मूल रिएक्टर सीधे 500°C की अतिसंकटांकीय भाप नहीं बनाता।

बड़े संयंत्र का आकार, स्थान और नियामक शर्तें उसे किसी एक औद्योगिक इकाई से जोड़ना कठिन बना सकती हैं।

SMR छोटे मॉड्यूलों के कारण विकल्प दे सकते हैं। NuScale के 2024 के विश्लेषण में अतिरिक्त संपीड़न और ताप उपकरणों से 500°C तथा 1,000psia पर प्रति मॉड्यूल लगभग चार लाख पाउंड भाप प्रति घंटे का मॉडल प्रस्तुत किया गया। यह मॉडल परिणाम है, रिएक्टर के सामान्य निकास की स्थिति नहीं।

हाइड्रोजन

हाइड्रोजन उत्पादन में बिजली तथा ऊष्मा की कीमत, उपकरण उपयोग और उत्पादन पद्धति महत्वपूर्ण हैं। नवीकरणीय तथा परमाणु स्रोत अकेले या साथ उपयोग किए जा सकते हैं।

NuScale ने एक विशेष व्यवस्था में प्रति मॉड्यूल प्रतिदिन लगभग 50 टन हाइड्रोजन उत्पादन की संभावना बताई। वास्तविक उत्पादन चुनी गई प्रक्रिया पर निर्भर करेगा।

NuScale का व्यावसायिक मॉडल

SMR परियोजनाओं को भी आय शुरू होने से पहले पर्याप्त पूंजी और समय चाहिए। वित्त जुटाना और दीर्घकालिक मांग सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है।

इस उद्देश्य से NuScale ने ऊर्जा निवेश और विकास मंच ENTRA-1 तथा निवेश समूह Habboush Group के साथ रणनीतिक साझेदारी की। इससे हर परियोजना का वित्त पहले से सुनिश्चित नहीं हो जाता।

ग्राहक बिजली खरीद, संयंत्र स्वामित्व या संचालन की अलग व्यवस्थाएँ चुन सकते हैं।

परमाणु संचालन का अनुभव रखने वाली बिजली कंपनी स्वामित्व और संचालन पर विचार कर सकती है। कोई औद्योगिक ग्राहक दीर्घकालिक भाप खरीद अनुबंध पसंद कर सकता है। वास्तविक शर्तें परियोजना के अनुसार तय होंगी।

चल रहे प्रोजेक्ट्स

2024 में कंपनी कई देशों में विकास और सहयोग की बातचीत कर रही थी। नीचे दिए उदाहरण प्रस्ताव, समझौता ज्ञापन या विकास अनुबंध के अलग चरणों में थे; सभी पक्के ऑर्डर या निर्माणाधीन परियोजनाएँ नहीं थे।

उत्तरी अमेरिका

• Standard Power : Ohio और Pennsylvania के डेटा केंद्रों के लिए लगभग दो गीगावाट का प्रस्ताव था। आगे अनुबंध, अनुमति और वित्त की जरूरत थी।
• Prodigy की समुद्री बिजलीघर अवधारणा : Quebec-आधारित विकासकर्ता के साथ समुद्री मंच पर 1–12 मॉड्यूल लगाने का अध्ययन किया गया। ये रिएक्टर पहले से तैनात और चालू नहीं थे।

यूरोप

• RoPower Nuclear: Romania में Nuclearelectrica आदि के साथ Doicești के बंद कोयला संयंत्र स्थल पर छह मॉड्यूल और 462MWe क्षमता का विकास प्रस्ताव था।
• KGHM Polska Miedź : Poland में कोयला बिजली का विकल्प तलाशने का सहयोग था। 2029 का लक्ष्य निश्चित संचालन तिथि नहीं था।
• Getka & UNIMOT : Poland में कोयला संयंत्रों के स्थान पर परमाणु विकल्प की संभावना पर काम किया जा रहा था।
• Energoatom : Ukraine के बिजली ढाँचे के पुनर्निर्माण के लिए संभावनाएँ चर्चा में थीं। युद्ध समाप्त होते ही तैनाती की गारंटी नहीं थी।

एशिया

• Indonesia Power: Fluor और जापान की JGC के साथ 462MW के प्रस्ताव का अध्ययन किया जा रहा था।
• GS Energy : दक्षिण कोरिया में हाइड्रोजन उद्योग से जुड़ी संभावनाएँ चर्चा में थीं। छह मॉड्यूल और 2028–2030 की अवधि पक्के ऑर्डर या निश्चित निर्माण समय के बराबर नहीं थीं।

NuScale के वित्तीय विवरण

Romania की RoPower जैसी परियोजनाओं के डिजाइन और विकास अनुबंधों से आय होने लगी थी। यह रिएक्टर चलाकर बिजली बेचने की आय से अलग है।

कंपनी के अनुसंधान और संचालन खर्च अधिक थे तथा उसे नुकसान हो रहा था। शुद्ध घाटा और नकदी की खपत अलग सूचक हैं। आगे अतिरिक्त पूंजी की जरूरत हो सकती है।

ऊँचा शेयर मूल्य नए शेयर जारी करके पूंजी जुटाने में मदद कर सकता है, लेकिन पुराने शेयरधारकों की हिस्सेदारी घटने की संभावना समाप्त नहीं होती।

लेख में बताए शेयर, विकल्प और वारंट के आँकड़े एक विशेष समय के थे। निवेशकों को Class A और Class B शेयर, बदली जा सकने वाली हिस्सेदारी तथा संभावित नए शेयरों को अलग करके कंपनी के खुलासे देखने चाहिए।

स्रोत: NuScale

निष्कर्ष

जटिल तकनीक और कड़े नियमन वाले उद्योग में शुरुआती विकास का अनुभव उपयोगी हो सकता है। पहली मंजूरी व्यावसायिक सफलता या बाद की अनुमतियों की गारंटी नहीं है।

SMR आकार और मॉड्यूलर निर्माण की श्रेणी है। इसमें हल्के पानी, तेज न्यूट्रॉन या पिघले नमक जैसी अलग रिएक्टर तकनीकें हो सकती हैं। थोरियम ईंधन का विकल्प है, जबकि तैरता बिजलीघर तैनाती का तरीका है।

NuScale परिचित हल्के पानी की तकनीक के साथ एकीकृत डिजाइन और निष्क्रिय सुरक्षा प्रणालियाँ विकसित करती है। व्यावसायीकरण ग्राहक, वित्त, आपूर्ति शृंखला और अनुमति पर निर्भर करेगा।

AI और इलेक्ट्रिक वाहनों की मांग कम कार्बन बिजली में निवेश को प्रोत्साहित कर सकती है। इससे किसी खास कंपनी के शेयर में तेजी सुनिश्चित नहीं होती।

बिजली उत्पादन पूंजी-प्रधान उद्योग है और परमाणु परियोजनाओं की अवधि लंबी हो सकती है। निवेशक लागत, नकदी प्रवाह, हिस्सेदारी में कमी, परियोजना के चरण और मूल्य में उतार-चढ़ाव का मूल्यांकन करें।