Amazon aj Google investujú do malých modulárnych jadrových reaktorov. Prečo?

Bude za tým čosi iné, nie hlad po inováciách v energetike, aj keď malé modulárne reaktory (SMR) patria k zaujímavej alternatíve voči fotovoltike a veterným elektrárňam. Veľké spoločnosti ako Google, Amazon, Apple, Meta alebo Tesla pritom preferujú využívanie elektriny z obnoviteľných zdrojov.

V polovici októbra spoločnosť Google oznámila, že uzavrela zmluvu s Kairos Power o nákupe elektriny vyrobenej malým modulárnym jadrovým reaktorom, ktorý ešte nedostal ani regulačné schválenie. O pár dní neskôr skupina Amazon Web Services (AWS) oznámila tri rôzne investície, z ktorých jedna je zameraná na iný startup, vyvíjajúci malé modulárne jadrové reaktory. Ale ani tie ešte nemajú regulačné schválenie. Čo sa to deje?

Dve z dohôd Amazonu sú s distribučnými elektro spoločnosťami, ktoré dodávajú elektrinu v oblastiach, kde už má významné zastúpenie svojich dátových centier. Jednou z nich je Energy Northwest, dodávateľ energie do verejných sietí na severozápadnom pobreží Tichého oceánu v USA. Amazon financuje pre Energy Northwest štúdiu uskutočniteľnosti pridania malých modulárnych reaktorov do elektrárne Columbia, v ktorej sa v súčasnosti nachádza jeden veľký jadrový reaktor. Výmenou získa Amazon právo nakupovať energiu z počiatočnej inštalácie štyroch malých modulárnych reaktorov.

Ďalšia dohoda s Dominion Energy vo Virgínii sa zameriava na pridanie malých modulárnych reaktorov do existujúcej jadrovej elektrárne North Anna. Dominion uvádza, že spolu s Amazonom budú „spoločne skúmať inovatívne spôsoby, ako pokročiť vo vývoji a financovaní SMR, a zároveň zmierniť potenciálne náklady a riziká rozvoja“.

Palivo TRISO-X pre SMR reaktor od X-Energy

Ak budú tieto projekty životaschopné, do hry vstupuje spoločnosť X-energy, s ktorou Amazon uzatvoril tretiu dohodu. X-energy by mala pre oba projekty navrhnúť SMR reaktory. V tomto prípade ide o priamu investíciu do spoločnosti. Aj keď presná suma v dolároch nie je jasná, hovorí sa až o investícií vo výške 500 miliónov dolárov. Peniaze pomôžu dokončiť návrh reaktora a pretlačiť ho cez proces schvaľovania regulačnými orgánmi.

Spoločnosť X-energy je jedným zo startupov, ktoré vyvíjajú malé modulárne jadrové reaktory. Spoločným menovateľom týchto SMR reaktorov je okrem mnohonásobne menších rozmerov oproti štandardným jadrovým reaktorom hlavne nižšia cena, omnoho kratšia montáž a vyššia bezpečnosť. Obmedzená veľkosť SMR reaktorov umožňuje ich kompletáciu vo výrobnom závode a hotový reaktor sa vcelku prepraví na miesto inštalácie.

S menšími rozmermi je ale spojený rádovo nižší výkon, ktorý sa namiesto stoviek MW až 1 GW, pohybuje na úrovni desiatok MW. Takéto reaktory sú určené ako lokálne zdroje elektriny a tepla, ktoré môžu fungovať v blízkosti veľkých odberných miest – či už ide o mestá, alebo priemyselné závody. V posledných rokoch však rastie nový, energeticky extrémne náročný segment, ktorým sú veľké dátové centrá s halami nadupaných serverov.

S nástupom aplikácií, ale aj trénovania umelej inteligencie, takýchto centier pribúda a ich energetická náročnosť neuveriteľne rastie. Veľké dátové centrum spotrebuje toľko energie na prevádzku a chladenie ako malé mesto.

SMR reaktory ale umožňujú veľkú flexibilitu, pretože zariadenie môžete prispôsobiť potrebám napájania jednoduchým nastavením počtu inštalovaných reaktorov. Ak sa dopyt v budúcnosti zvýši, môžete nainštalovať niekoľko ďalších. Malé modulárne reaktory sú tiež vo svojej podstate bezpečné. Ak lokalita stratí energiu alebo kontrolu nad hardvérom, reaktor sa dostane do stavu, keď nemôže generovať dostatok tepla na roztavenie alebo poškodenie svojho kontejnmentu.

SMR reaktor NuScale Power

Technológia X-energy využíva palivové pelety nazývané TRISO-X. Obsahujú uránové palivo aj grafitový moderátor, oboje uzavreté v keramickom plášti. Pelety sú štruktúrované tak, aby nemali dostatok uránu na vytváranie teplôt, ktoré môžu poškodiť keramiku. To zaisťuje, že jadrové palivo zostane vždy pod kontrolou.

Prečo je medzi technologickou komunitou zrazu taký záujem o malé modulárne reaktory? Ako sme už spomínali, dátové centrá vyžadujú obrovské množstvo energie a popularita AI spôsobuje, že tento dopyt výrazne rastie. Obnoviteľné zdroje energie sú síce najlacnejší zdroj energie na trhu, ale nie sú ideálne.

Prerušovaná povaha dodávanej energie nekorešponduje s požiadavkami dátových centier na nepretržité napájanie. Okrem toho mnohé obnoviteľné zdroje energie boli často vybudované v oblastiach bez vyhradených vysokokapacitných pripojení do siete. To viedlo k veľkému počtu nedokončených projektov, ktoré sú pozastavené, pretože čakajú na dobudovanie rozvodnej sústavy.

Nové projekty SMR reaktorov sa tomuto problému vyhýbajú, pretože by sa mali realizovať na miestach, ktoré už majú v prevádzke veľké reaktory a výkonné pripojenia k sieti.

O SMR reaktoroch popri veľkom bloku, ktorý má vzniknúť v Jaslovských Bohuniciach, uvažuje aj Slovensko. V decembri 2023 podpísali Ministerstvo hospodárstva SR, Jadrová vyraďovacia spoločnosť (JAVYS), a.s. a spoločnosť newcleo  Memorandum o porozumení s cieľom preskúmania možností spolupráce v oblasti rýchlych modulárnych reaktorov.