NuScale (SMR) Pagtatampok: Standardisadong Serial-Built na mga Reaktor Nuklear

Mula sa Malalaki patungo sa Maliit na Modular na Reaktor

Ang mga planta ng nuklear na enerhiya ay karaniwang napakalaking proyekto. Ang output ay nasa gigawatt, kinakailangan ang pamumuhunan na nasa sampu-sampung bilyon, at ang panahon ng konstruksyon ay ilang taon kung hindi dekada. Nagdudulot ito ng ilang problema:

• Mahirap makahanap ng pondo mula sa gobyerno dahil sa napakalaking agwat ng oras mula sa pagsisimula ng proyekto hanggang sa unang paglikha ng kuryente.
• Hindi ito angkop para sa maliliit na bansa o malalayong lugar, at nangangailangan sa ilang antas na iangkop ang buong grid ng kuryente sa planta ng nuklear.
• Kapag may nagkamali, sa halip na lokal na insidente, maaari itong maging saklaw ng buong kontinente na sakuna.
• Bawat napakalaking proyekto ay isang pasadyang eksperimental na disenyo, na humahadlang sa industriya na makabuo ng anumang uri ng standardisasyon sa proseso ng produksyon.

Sa pangkalahatan, masasabi na ang tradisyunal na pamamaraan sa nuklear na enerhiya ay may dalawang kahinaan: napakataas na gastos, at napakataas na panganib.

4^th henerasyon ng mga planta ng nuklear na enerhiya, na gumagamit ng mga bagong at mas ligtas na disenyo. Ngunit isang ibang pamamaraan na tinatawag na SMR (Small Modular Reactors) ay tumitingin sa isang bagong paraan ng paghahati ng mga atom upang lumikha ng enerhiya at sabay na lutasin ang parehong problema.

Pinagmulan: IAEA

Ang pangangailangan para sa mas maraming nuklear na enerhiya ay kasalukuyang sumasabog, na pinapagana ng kombinasyon ng mga data center na kumakain ng enerhiya para sa AI at ang pagkakatanto na ang pabigla-biglang produksyon ng renewable ay isang isyu hangga’t hindi pa natin napapalaki nang sapat ang mga sistema ng baterya, na maaaring tumagal ng mga dekada.

Bakit Gamitin ang SMRs

Ang pangunahing ideya ng SMRs ay sa halip na napakalaking at pasadyang mga proyekto, dapat itayo ang mga nuklear na reaktor sa parehong paraan kung paano natin itinayo ang mga eroplano at barko:

• Isang standardisadong template ang nagpapahintulot sa muling paggamit ng parehong disenyo nang hindi mabilang, na nagpapalawak ng gastos sa R&D.
  • Ibig sabihin nito ay ang pagpapalit-palit ng mga piyesa at mas kaunting gastusin sa pagsasanay sa paglipas ng panahon.
• Ginagawa at binubuo nang sunud-sunod, sa isang dedikadong pabrika, na nagbibigay-daan sa pag-akumulado ng karanasan at ekonomiya ng saklaw.
• Inilipat sa mga lokasyon kung saan kailangan ito mula sa pabrika.

Sa teorya, dapat itong magbigay ng radikal na ekonomiya ng saklaw, dahil bawat karagdagang reaktor na ginawa ay muling gumagamit ng naunang mga bihasang manggagawa, makinarya, standard na setup, atbp. Halimbawa, ang isang SMR na reaktor ay dapat tumagal ng humigit-kumulang tatlong taon upang maitayo kumpara sa karaniwang 5-10 taon (minsan 15-20 taon sa pinakamalalang mga kaso, tulad ng planta ng Vogtle sa Georgia).

Isa pang salik ay ang mas maliliit na reaktor ay simpleng nagpo-produce ng mas kaunting enerhiya kada yunit. Ibig sabihin, ang mga hindi kontroladong chain reaction na humahantong sa mga sakuna tulad ng Chernobyl ay likas na mas mababa ang posibilidad.

Kapag pinagsama sa pag-unlad ng ika-4 na henerasyon ng teknolohiyang nuklear, maaari nitong gawing ilang antas na mas ligtas ang SMRs kumpara sa mga mas lumang disenyo.

Sa huli, dahil ang SMRs ay binubuo ng ilang sub-unit, nagbibigay ito ng malaking kakayahang magbago sa huling output ng enerhiya, nang hindi kinakailangang magsagawa ng ganap na muling disenyo sa bawat pagkakataon.

Ang mas mababang output ay nagbubukas din ng mga bagong aplikasyon, tulad ng on-site na produksyon ng enerhiya para sa mga industriyal na site o base militar, na maaaring makatulong na i-decarbonize ang mga operasyon na halos imposibleng patakbuhin gamit lamang ang renewable.

“Sa SMRs, binuksan namin ang isang buong spectrum ng mga customer.” Rolls Royce CEO

Bilang panghuling benepisyo, ang mas maliit na sukat ng SMRs ay nagpapahintulot na mai-install ang mga ito sa site ng mga “normal” na planta ng fossil-fuel, tulad ng mga decommissioned na planta ng karbon, na nagagamit muli ang umiiral nang imprastruktura ng grid pati na rin binabawasan ang pangangailangan ng lupa para sa proyekto. Hangga’t nakuha ang pahintulot mula sa Nuclear Regulatory Commission (NRC) para sa Emergency Planning Zone ng planta ng nuklear, tulad ng ginawa ng kumpanyang NuScale matapos ang isang mahirap na 7-taong proseso para makuha ang pahintulot.

Pinagmulan: NuScale

NuScale

Kumpitansyang Posisyon ng NuScale

Ang NuScale ay isa sa mga nangungunang kalahok sa karera ng mass-production ng SMRs sa mga Kanluraning bansa, na tanging mga kumpanyang estado ng Russia at Tsina lamang ang nauuna.

Kapansin-pansin, ang NuScale lamang ang nag-iisang teknolohiyang SMR na sertipikado ng U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC).

Itinatag noong 2007, ang kumpanya ay maagang naglagay ng taya sa SMRs, sa panahon kung kailan ang nuklear na enerhiya ay tila nasa patuloy na pag-urong, lalo na matapos ang insidente sa Fukushima noong 2011. Sa ngayon, ito ay nag-invest ng $2B sa teknolohiya at proseso ng produksyon.

Sa kasalukuyan may 6 na reaktor na nasa produksyon, ang kumpanya ay patungo sa unang komersyal na paghahatid, na inaasahang matatamo sa paligid ng 2030.

Isang Modular, Ngunit Kilalang Disenyo

Ang mga reaktor ng NuScale na VOYGR ay maaaring ilipat mula sa pabrika patungo sa mga site ng planta ng kuryente gamit ang napakalaking trak. Ang bawat isa ay nagpo-produce ng 77 MWe (Mega Watt na katumbas) o kapasidad na elektrikal, na may hanggang 12 na module na posible sa isang planta (924 MWe).

Pinagmulan: NuScale

Ang mga reaktor na ito ay inaasahang may buhay na higit sa 60 taon.

Ang teknolohiyang nasa likod nito ay ang subok at napatunayang light-water nuclear (LWR) reactor. Bagaman maaaring hindi ito kasing inobatibo ng ibang disenyo na gumagamit ng thorium, mataas na presyon, atbp., nakatulong ito upang makuha ang pag-apruba ng mga regulator at bawasan ang panganib sa proseso ng pag-develop.

Ginagamit din nito ang umiiral na supply chain ng nuklear na enerhiya, mula sa mga sensor hanggang sa uranium fuel assemblies, mga kran ng reaktor, at mga control system.

Pinagmulan: NuScale

Ang mga SMR na ito ay “walk-away safe” din, ibig sabihin nananatiling ligtas kahit walang interbensyon ng tao, kusang lumalamig kung hindi pinananatili.

Kasama rito ang isa pang tampok: isang walang limitasyong “coping period,” na tinukoy bilang oras sa pagitan ng normal na operasyon at irreversible na pinsala sa reaktor sakaling magkaroon ng hindi planadong shutdown. Karamihan sa ibang light-water nuclear (LWR) reactors ay may coping period na ilang araw lamang, na nagiging likas na mas hindi ligtas sakaling magkaroon ng sakuna.

Ang mga reaktor ng NuScale ay maaari ring i-restart nang walang aktibong grid ng kuryente, isang karaniwang limitasyon ng karamihan sa ibang disenyo ng reaktor.

Pinagmulan: NuScale

Mga Aplikasyon

Grid ng Kuryente

Ang halatang pangunahing aplikasyon ng mga planta ng nuklear na enerhiya ay ang paglikha ng kuryente para sa grid. Habang lumalago ang mga pagsisikap na i-decarbonize ang ating halo ng enerhiya, tumataas din ang pangangailangan para sa mas maraming kuryente. Ito ay dahil maraming konsumo ng enerhiya ngayon ay hindi pa elektripikado, tulad ng transportasyon (mga sasakyang gumagamit ng gasolina) o pag-init (mga kalan na gumagamit ng langis o gas).

Dahil ang SMRs ng NuScale ay maaaring ilagay sa site ng mga decommissioned na planta ng karbon, nangangailangan lamang ito ng napakakaunting pamumuhunan sa karagdagang imprastruktura ng grid upang palitan ang mga planta ng fossil fuel.

AI

Ang pangangailangan ng kuryente mula sa mga data center ay inaasahang tataas mula 3-4% ng kabuuang konsumo ng kuryente noong 2023 tungong 11-12% sa 2030. Ito ay katumbas ng kasalukuyang konsumo ng kuryente ng 1/3 ng mga tahanan sa US.

Isang karagdagang isyu ay na dahil sa sampu-sampu o kahit daang bilyong dolyar na kapital na inilaan sa mga data center na ito, kinakailangan ang patuloy na operasyon. Dahil pinag-uusapan natin ang konsumo sa antas ng GW, ang pag-asa sa hindi matatag at pabagu-bagong renewable ay maaaring maging mapanganib.

Kaya naman ngayon nagmamadaling tularan ng lahat ng malalaking kompanya ng teknolohiya ang Microsoft sa kanilang kasunduan para muling buksan ang isang buong planta ng nuklear at i-lock ang buong output nito para sa kanilang AI data center (MSFT ), at tiyakin nang maaga ang matatag na nuklear na enerhiya para sa kanilang sarili.

Mga Industriyal na Aplikasyon

Maraming prosesong industriyal ang nangangailangan ng napakataas na temperatura, kadalasan sa anyo ng ultra-hot steam. Halimbawa, maaaring kabilang dito ang produksyon ng papel, ammonia (isang pataba at pangunahing sangkap ng mga pampasabog), bakal, plastik, o kahit desalination ng tubig dagat (isang 77 MW na reaktor ay maaaring magbigay ng enerhiya para sa 77 milyong galon/290 milyong litro ng tubig bawat araw).

Pinagmulan: NuScale

Sa kasalukuyan, ang ganitong uri ng proseso, lalo na ang nangangailangan ng pinakamataas na temperatura, ay karamihan ay pinapagana ng fossil fuel, partikular na natural gas.

Sa teorya, ito ay maaaring kapalit ng mga planta ng nuklear, lalo na dahil ang paglikha ng kuryente ay resulta na ng produksyon ng ultra-hot supercritical steam ng core ng reaktor.

Gayunpaman, ang tradisyunal na disenyo ng mga planta ng nuklear ay may output na masyadong malaki upang madaling maisama sa normal na operasyon ng industriya tulad ng steel mill. Ang mga regulasyon at limitasyon sa espasyo, pati na rin ang kakulangan ng modular na disenyo na handa na, ay naging problema rin.

Ang SMRs ay kayang tugunan ang lahat ng mga pagtutol na ito nang sabay-sabay, na may mas mababang output kada yunit, mas mababang pasanin sa regulasyon, at mas flexible na mga disenyo. Inaasahan na ang mga reaktor ng NuScale ay makakapag-produce ng 500,000 pounds ng steam kada oras, sa 1,500 psia at 500°C.

Hydrogen

Habang itinuturing ang hydrogen bilang alternatibo sa fossil fuel, ang paraan ng paglikha ng enerhiya para sa produksyon ng hydrogen ay patuloy na pinagdedebatehan. Sa isang banda, maaaring mas mura ang renewables kada kW, ngunit ang intermittency ay nangangahulugang ang mamahaling planta ng hydrogen generation ay maaaring matigil nang masyadong mahabang panahon.

Ang reaktor ng NuScale ay maaaring mag-produce ng 50 metric ton ng hydrogen bawat araw, o katumbas ng konsumo ng 38,000 sasakyan na may fuel cell.

Modelo ng Negosyo ng NuScale

Kahit na maliit at modular, ang mga proyekto ng planta ng nuklear ay malaking pamumuhunan, na may mga taong gastusin bago magsimulang kumita mula sa enerhiyang nalikha, kaya’t ang kanilang pagpopondo ay halos kasing kritikal ng mismong engineering at agham.

Ang NuScale ay pumasok sa isang pakikipagsosyo with the private investment platform ENTRA-1 and the private asset management firm Habboush Group to answer this problem. Both investment firms specialize in energy and infrastructure financing and operation. Ang parehong mga kompanya ng pamumuhunan ay dalubhasa sa pagpopondo at operasyon ng enerhiya at imprastruktura.

Nag-aalok ito ng flexible na mga opsyon sa mga kumpanyang nais magpatupad ng teknolohiyang SMR: Maaari silang bumili lamang ng enerhiyang nalikha, magpatakbo ng planta, o magmay-ari at magpatakbo ng planta, depende sa kanilang kagustuhan.

Halimbawa, ang isang kompanya ng electric utility na may karanasan sa nuklear na enerhiya ay malamang na nais direktang magmay-ari at magpatakbo ng planta. Gayunpaman, ang isang chemical plant ay malamang na mas gusto lamang na pirmahan ang isang pangmatagalang kasunduan sa pagbili para sa nalikhang high-temperature steam.

Mga Kasalukuyang Proyekto

Habang ang mga teknolohikal at regulasyong balakid ay itinutulak na sa likuran, aktibong pinapalago ng NuScale ang kanilang order book. Sa ngayon ay kasama na rito ang mga proyekto sa tatlong kontinente, halimbawa:

North America

• Standard Power sa Ohio at Pennsylvania, para sa halos “dalawang gigawatt ng malinis, maaasahang enerhiya”.
• The Prodigy Marine Power Station sa Quebec ay nag-deploy ng 1-12 na reaktor para sa produksyon ng malinis na mga fuel tulad ng hydrogen at ammonia sa komersyal na sukat.

Europe

• RoPower Nuclear: Isang proyekto sa Romania kasama ang Nuclearelectrica (ang pambansang operator ng planta ng nuklear) upang mag-deploy ng 6 na VOYGR na reaktor para sa 462 MWe ng carbon-free na paglikha ng kuryente.
• KGHM Polska Miedź sa Poland, upang mag-deploy ng VOYGR na mga reaktor bilang solusyon sa pag-repurpose ng karbon para sa umiiral na mga planta, na maaaring ilunsad sa 2029.
• Getka & UNIMOT sa Poland, para rin palitan ang mga planta ng karbon.
• Energoatom sa Ukraine, na may layuning mag-deploy ng VOYGRs sa lalong madaling panahon matapos ang digmaan upang muling buuin ang grid ng enerhiya ng bansa.

Asia

• Indonesia Power, na nagbabalak ng isang 462-megawatt na pasilidad sa pakikipagtulungan sa Fluor Corporation , at sa JGC Corporation ng Japan.
• GS Energy sa South Korea, para sa isang order ng 6 na VOYGR na reaktor na maaaring magsimula sa 2028 at matapos sa 2030 upang mag-supply sa bagong hydrogen industrial complex sa Uljin.

Pinansyal ng NuScale

Habang nagsisimula nang kumita ang kumpanya mula sa mga kasunduan tulad ng sa RoPower sa Romania, nagsisimula na itong magkaroon ng ilang kita matapos halos 2 dekada ng “startup mode”.

Gayunpaman, nakararanas ang kumpanya ng humigit-kumulang $50M na net loss bawat quarter, na sumasalamin sa mga gastusin sa operasyon. Ibig sabihin, hanggang sa ganap nitong maibenta at/o mapatakbo ang mga VOYGR na reaktor, kakailanganin pa ng kumpanya ng karagdagang cash infusion upang manatiling nakalutang.

Sa kabutihang palad, kamakailan lamang tumaas ang presyo ng stock, na makakatulong upang makalikom ng karagdagang cash nang hindi masyadong nadilute ang mga umiiral na shareholders.

Dapat ding malaman ng mga potensyal na mamumuhunan ang pag-iral ng 31.4M na shares sa anyo ng mga options at warrants, bukod sa 252.2M na shares na outstanding (noong Disyembre 2024).

Pinagmulan: NuScale

Konklusyon

Sa isang mahigpit na reguladong at napaka-teknikal na kumplikadong larangan, napakalaking benepisyo ang pagiging unang gumalaw. Hindi lamang ito nagbibigay ng kalamangan sa pag-abot sa merkado nang una, kundi maaari ring makatulong sa isang kumpanya na hubugin ang hinaharap ng regulasyong kapaligiran at mga inaasahan ng potensyal na customer.

Ang NuScale ay naging pioneer sa teknolohiyang SMR at patuloy na nangunguna sa industriya. Ang iba pang teknolohiyang nuklear tulad ng thorium, molten salts, fast reactors, o floating power plants, ay maaaring isama sa SMR. Gayunpaman, nagdadagdag ito ng isa pang antas ng komplikasyon na maaaring maging isyu, kapwa sa engineering at sa mga regulator.

Sa halip, nagtuon ang NuScale sa napatunayang light water technology, simpleng binago ang saklaw nito. Dapat makatulong ito upang mas mabilis itong umusad, at maging pinaka-kilalang SMR stock sa merkado.

Kaya posibleng, pagkatapos ng boom sa stock market sa mga segment tulad ng EVs at AI, ang susunod na hakbang ay maaaring boom sa paglikha ng enerhiya na kayang magbigay ng carbon-neutral na kapangyarihan sa mga sektor na ito.

Gayunpaman, kailangang tandaan ng mga mamumuhunan na ang paglikha ng enerhiya ay isang napaka-capital-intensive na industriya, at ang nuklear na enerhiya ay mas mabagal kumilos kaysa sa ibang sektor ng teknolohiya, kaya’t kinakailangan ang pasensya at mataas na tolerance sa volatility.