Разговоры о ММР ведутся уже давно, но есть и реальные разработки, которые получают одобрения от регуляторов и постепенно становятся все ближе к реальному использованию. О состоянии этой отрасли можно судить и по количеству различных новостей, которые появляются едва не каждую неделю — все больше компаний занимаются вопросом разработки или применения малых модульных реакторов для энергоснабжения дата-центров.
И это объяснимо, ведь энергопотребление ЦОД-ов постепенно достигает гигантских объемов. Некоторые страны просто ограничивают строительство таких объектов, просто потому, что энергии не хватает. Есть и другие решения — локальные ГЭС, «зеленая» энергия, и ММР позволяют — вернее, позволят — строить ЦОД в больших количествах и масштабнее, чем сейчас. Подробности под катом.
Что там с индустрией сейчас?
По одному из прогнозов, к 2029 году — а это всего через 6 лет — дата-центры Ирландии будут потреблять около трети производимой и поставляемой в страну энергии. Похожая ситуация и в Дании. Здесь к 2030 году прогнозируют потребление около 15% производимой и поставляемой в страну энергии дата-центрами.
C другой стороны, по о данным МАГАТЭ, вполне себе серьезной организации, малые модульные реакторы могут вырабатывать от десятков до сотен мегаватт, чего вполне достаточно для ЦОД. Насколько можно судить, такие решения идеально подходят для средних и крупных дата-центров. Все же смысла строить мини-АЭС в подвале ЦОД любого размера и в любом месте нет. Есть страны, которые способны обеспечивать даже очень крупные ЦОД энергией без проблем. А есть и государства вроде Ирландии или той же Дании, которые упоминались выше. Там возможности постоянного масштабирования мощности энергетической инфраструктуры нет.
В общем, эксперты считают, что модульные реакторы оптимально подходят для объектов с энергопотреблением более 100 МВт. Если мини-АЭС производит энергии больше, чем нужно, то ее можно поставлять и обычным потребителям в муниципальную энергосеть. Если считать эталоном реакторы типа тех, что установлены в российской плавучей АЭС, то их на большой ЦОД понадобится 4. Мощность такого реактора — около 35 МВт (возможно, есть и более мощные варианты).
Кроме того, эксперты считают малые модульные реакторы решением, которое в состоянии обеспечить экобезопасный рост индустрии ЦОД. Кстати, ММР — вовсе не фантастика. Так, в 2020 году в России введена в эксплуатацию плавучая атомная электростанция с двумя реакторами по 35 МВт.
По мнению игроков отрасли, мини-АЭС подходят для больших дата-центров, которые расположены в регионах с ограниченным доступом к электроэнергии. Это могут быть Ирландия или США, некоторые из штатов — в этих регионах нехватка энергии стала проблемой давно. Скорее всего, ММР станут использовать на объектах с энергопотреблением более 100 МВт, ну а если мощности окажутся избыточными, то энергию можно будет продавать.
Насколько все это экономически целесообразно? Подсчитать не так просто. Но один из игроков рынка, стартап NuScale, который уже много лет занимается разработкой ММР, заявляет о том, что «нормированная стоимость» LCOE (рассчитанная с учетом всего жизненного цикла электростанции) ее реакторов составит $40-65 МВт·ч. Для станций на природном газе и наземных ветряных электростанций этот показатель составляет $37/МВт·ч, для солнечной энергетики — $33 МВт·ч.
А кто разрабатывает ММР?
Компаний немало, честно говоря, я удивился, проверив новости. Кроме той же NuScale есть еще ряд крупных и мелких организаций. Кто-то находится на начальной стадии, кто-то — уже имеет довольно серьезные наработки.
Например, компания Terrestrial Energy, занимающаяся разработкой малых модульных реакторов (SMR), объединила усилия со Schneider Electric. Совместный договор предусматривает оперативное развертывание инфраструктуры и масштабирование реакторов. Конечная цель — снижение цен на энергию. Решение, по словам партнеров, дает возможность обеспечить энергией крупные дата-центры, а также промышленные предприятия.
Компания собирается использовать концепцию «цифровых двойников» в течение жизненного цикла модулей. Это дает возможность снизить стоимость эксплуатации и, в целом, увеличить эффективность работы систем.
Источник.
Еще один игрок рынка, компания Oklo, заключила договор с Equinix, которая заплатила $25 млн за право получить до 500 МВт от малых модульных реакторов Oklo. Последнюю, к слову, поддерживает глава OpenAI Сэм Альтман.
Модульные реакторы Oklo на быстрых нейтронах в состоянии производить до 15 МВт каждый, работая до 10 лет без перезарядки. Equinix, таким образом, надеется начать получать энергию от SMR Oklo в США в течение 20 лет. Оператор ЦОД также получил право преимущественной покупки энергии, вырабатываемой определенными реакторами, сроком на 36 месяцев — выкупаемая мощность составит 100–500 МВт.
Кроме того, близится к логическому завершению работа команды проекта NuScale Power. Компания разработала мини-реактор, высота которого составляет немногим больше 20 метров, а ширина — 5 метров. Это гораздо меньше, чем у обычных реакторов.
Каких-то революционных отличий в структуре мини-реактора нет — в целом, это все та же концепция, что и во «взрослых» АЭС, но несколько видоизмененная. Здесь, как и в обычных реакторах, есть топливные стержни, которые позволяют нагревать воду до нужной температуры во внутреннем контуре. Он передает температуру во внешний контур, в результате чего приводится в движение турбина, которая и вырабатывает электроэнергию. Здесь все стандартно.
Но зато сам реактор небольшого размера, плюс у него есть система пассивного охлаждения. То есть насосов и дополнительных движущихся элементов, которые могут выйти из строя, почти нет. А это снижает уровень проблемности реактора, и довольно сильно.
Если что-то идет не так, реактор при помощи управляющих стержней глушит реакцию и переходит в режим ожидания. Если даже пропадает доступ к электричеству, которое используется для управления системами контроля, то стержни срабатывают автоматически — нужна только сила гравитации и ничего более. К сожалению, подробной технической документации для этих систем нет — разработчики хранят коммерческую тайну. Но по данным, предоставленными авторами идеи, становится понятно, что все это действительно работает.
Насчет безопасности вроде бы тоже все неплохо. Это, в частности, охлаждающие бассейны, в которые предполагается помещать реакторы. Такие резервуары планируется строить ниже уровня земли. Если что не так — вступает в дело система охлаждения и излишки тепла оперативно отводятся. Поскольку размер реактора не большой, то и тепла нужно отводить меньше, по сравнению со стандартными вариантами.
Что касается введения реакторов в строй, то в той же NuScale заявляют о возможности начала работы уже в 2025 году. Вероятно, сначала в ходе тестовых испытаний, а потом уже и полномасштабного запуска.
