Un reactor nuclear abandonat ar putea rezolva criza de energie a centrelor de date

Reactorul artificial din Lynchburg, construit pentru a imita o centrală nucleară, dar alimentat cu electricitate astfel încât inginerii să îl poată monitoriza și modifica în siguranță, a rămas timp de un deceniu neutilizat într-un campus de inginerie al Liberty University, potrivit unei analize publicată de The Washington Post.

Acum, pe măsură ce dezvoltarea infrastructurii pentru inteligența artificială (AI) explodează în Statele Unite, doi ingineri considerați adevărate genii ale domeniului, care au experiență atât într-un start-up nuclear, cât și la SpaceX, văd în această instalație o soluție profitabilă pentru una dintre cele mai dificile probleme cu care se confruntă țara: cum să asigure energia necesară pentru numărul tot mai mare de centre de date.

Renașterea nucleară

Ei pariază pe ideea că pot folosi o instalație de testare uitată, începută în 2009, drept punct de plecare pentru construirea unor reactoare nucleare mici și mai flexibile, despre care industria promite de zeci de ani că ar putea produce energie ieftină și fiabilă.

Miliarde de dolari au fost cheltuite pentru dezvoltarea unor astfel de proiecte de reactoare încă din anii 1960. Cu toate acestea, niciunul dintre ele nu funcționează în prezent pe piața comercială din Statele Unite. Mulți experți prevăd că și acest proiect nuclear ar putea eșua, din cauza costurilor care scapă de sub control, a preocupărilor comunităților privind siguranța și a problemelor de inginerie.

„Trăim acum aproximativ a cincea așa-numită «renaștere nucleară» din Statele Unite”, a declarat David Schlissel, consultant cu experiență în domeniul nuclear pentru organizații de consumatori și de mediu. „Industria continuă să susțină că are proiecte noi, care vor fi mai ieftine și mai rapide de construit. În mod repetat, se dovedește că nu este adevărat.”

Însă, în goana după noi surse de energie, planurile pentru tehnologii futuriste abandonate cu ani în urmă revin în prim-plan. Capitalul investițional se revarsă în acest sector. Se semnează contracte și se încheie parteneriate. Silicon Valley promite câștiguri uriașe oricărui start-up care va reuși să rezolve provocarea imensă de a găsi suficientă energie pentru centrele de date moderne.

„Stăm pe umerii unor giganți”

„Stăm pe umerii unor giganți aici, nu-i așa?”, a spus Ben Kellie, fost inginer SpaceX din Alaska și cofondator al Applied Atomics, în interiorul instalației din Lynchburg care găzduiește proiectul reactorului de mici dimensiuni, cunoscut sub numele de mPower.

„Pornim de la ceva în care s-au investit 400 de milioane de dolari. Precum și o cantitate uriașă de timp și efort. Asta ne oferă un avantaj”, a adăugat el. mPower este deținut de compania nucleară cu o lungă tradiție BWXT, care construiește reactoare navale pentru armata americană încă din anii 1950.

Parteneriatul dintre BWXT și Applied Atomics, un start-up înființat abia anul trecut, se bazează pe viziunea tinerei companii potrivit căreia inginerii nucleari trebuie pur și simplu să găsească modalități mai eficiente de a valorifica tehnologii care au fost deja dezvoltate.

mPower este, în esență, o versiune redusă a reactoarelor nucleare gigantice cu apă ușoară care furnizează în prezent energie în Statele Unite. Aceste reactoare folosesc fisiunea nucleară pentru a produce abur, care pune în mișcare o turbină generatoare de electricitate, iar apa este utilizată drept agent de răcire pentru a încetini neutronii implicați în reacția în lanț.

Este un proiect foarte diferit de cel folosit de alte companii care dezvoltă reactoare nucleare de mici dimensiuni.

Mai multe firme încearcă să proiecteze centrale care folosesc combustibili mai puternic îmbogățiți pentru a funcționa la temperaturi mai ridicate și care sunt răcite cu sodiu sau gaz. Aceste companii susțin că proiectele lor sunt mai moderne, mai ieftine de exploatat și mai sigure decât reactoarele tradiționale cu apă ușoară.

Reactoarele nucleare mici se confruntă cu obstacole importante

Cu cât proiectul unui reactor este mai inovator, cu atât acesta ar putea întâmpina obstacole mai mari din partea autorităților de reglementare. Acest lucru ar putea încetini dezvoltarea reactoarelor pe care companiile din Silicon Valley doresc să le implementeze cât mai repede.

Chiar și Applied Atomics recunoaște că, dacă totul decurge conform planului, primul său reactor de 195 de megawați, suficient pentru a furniza o cantitate de energie echivalentă consumului a aproximativ 155.000 de locuințe, nu va funcționa comercial mai devreme de cinci ani.

Speranța este ca firmele de tehnologie sau alți clienți să le instaleze în grupuri, poate chiar câte cinci sau zece unul lângă altul. Sau poate că aceste reactoare vor ajunge să plutească pe mare. Companiile colaborează cu o firmă numită Core Power, care analizează posibilitatea construirii unor centrale electrice plutitoare. Acestea ar fi ancorate în larg și ar furniza electricitate unei rețele din apropiere sau unei mari instalații industriale de pe uscat, precum un centru de date sau o fabrică de oțel.

„Avem un interes foarte mare din partea companiilor de utilități din Statele Unite”, a declarat Mikal Boe, directorul general al Core Power. „Mai multe dintre ele discută cu noi despre locurile în care ar putea amplasa aceste centrale.”

Boe a explicat că avantajul centralelor plutitoare este că acestea pot fi fabricate și autorizate mai rapid. Centralele modulare ar putea fi construite într-o singură locație centrală, pe o linie de asamblare, folosind un singur proiect care nu trebuie modificat în funcție de locul în care va fi exploatat reactorul.

Un proiect care își are originile în anii 1960

Și acest aspect al proiectului mPower reprezintă o revenire la trecut. Proiectul inițial își are originile într-o inițiativă lansată în anii 1960 de Babcock & Wilcox, companie care avea să devină ulterior BWXT, pentru alimentarea navelor comerciale cu reactoare nucleare. Două astfel de nave au fost operate din Statele Unite și Germania de Vest până în anii 1970, în cadrul unor programe demonstrative sponsorizate de guvern.

Însă conceptul nu s-a dovedit un succes financiar. „A fost foarte bun ca misiune diplomatică”, a spus Erik Nygaard, vicepreședinte pentru produsele de microreactoare nucleare la BWXT. „Au navigat în jurul lumii și au făcut lucruri foarte interesante. Dar din punct de vedere economic nu a putut concura niciodată cu păcura marină.”

Cum a fost abandonat proiectul mPower

Forțele pieței aveau să condamne experimentul din Lynchburg după ce Babcock & Wilcox mizase pe faptul că instalația de testare va deveni punctul de plecare pentru construirea unui reactor nuclear pe amplasamentul unei foste centrale pe cărbune.

Apoi a avut loc revoluția gazelor de șist. Prețurile gazelor naturale din Statele Unite s-au prăbușit, iar investitorii în proiectul mPower au început să se teamă că acesta nu va putea concura din punct de vedere economic.

„Economia proiectului a început să se prăbușească sub ochii noștri”, a spus Nygaard. „Practic, pur și simplu nu aveam clienți. Iar când nu ai clienți, nu ar trebui să continui să cheltuiești bani pentru dezvoltarea produsului.” A mai existat o problemă. Accidentul nuclear de la Fukushima, produs în Japonia în 2011 și declanșat de un tsunami, a făcut ca lumea să privească cu reticență orice proiect de noi centrale nucleare. În 2017, BWXT a renunțat oficial la proiectul mPower.

Cererea uriașă de energie schimbă perspectiva asupra energiei nucleare

Ani mai târziu, perspectiva asupra energiei nucleare s-a schimbat, spune Kate Kelly, președinta BWXT Advanced Technologies. Cererea de energie crește vertiginos, iar companiile de tehnologie sunt dispuse să plătească mai mult pentru a-și asigura electricitate cu emisii reduse pentru centrele lor de date. „Peisajul arată foarte diferit astăzi”, a spus ea. Însă, înainte ca primul reactor mPower să fie vândut, proiectul se confruntă cu obstacole considerabile.

La fel ca reactoarele existente, reactoarele mici produc deșeuri radioactive. Statele Unite nu dispun de o instalație națională de depozitare, ceea ce înseamnă că orice comunitate care aprobă funcționarea unor astfel de reactoare trebuie să fie dispusă să păstreze deșeurile radioactive în containere, la fața locului, pe termen nelimitat.

În cazul centralelor nucleare plutitoare, planul ar fi ca deșeurile să fie depozitate în șantierul naval unde sunt construite centralele și unde reactoarele sunt realimentate cu combustibil. O astfel de instalație ar putea fi însă foarte dificil de autorizat, atât din punct de vedere tehnic, cât și juridic.

Ce poate învăța industria nucleară de la SpaceX

Kellie, care a fost inginerul principal pentru prima lansare pe Coasta de Vest a unei rachete SpaceX de la complexul Vandenberg SLC-4E, spune că este familiarizat cu scepticismul.

SpaceX s-a confruntat la rândul său cu aceleași preocupări legate de costuri.

Compania spațială a reușit în cele din urmă să le depășească prin renunțarea la un proces de dezvoltare caracterizat de duplicare, ineficiență, proceduri complicate și grupuri de ingineri care lucrau separat și concurau între ele. În locul acestui model, SpaceX a adoptat un efort coordonat, concentrat pe livrarea unui produs fiabil la cel mai mic cost posibil, în locul unui produs reproiectat constant, în timp ce aspectele economice erau tratate ca o problemă secundară.

„Știm cum să divizăm atomul”, a spus Kellie. „Facem asta de foarte mult timp. Știm că reactoarele cu apă ușoară sunt eficiente și sigure.” El susține că, asemenea oricărui proiect major de infrastructură care întâmpină dificultăți în Statele Unite, energia nucleară nu se confruntă în primul rând cu probleme de inginerie, ci cu dificultatea de a executa eficient și economic procesul de construcție.

„Singurul loc în care acest lucru s-a schimbat cu adevărat este industria aerospațială, care a creat această scădere cu ordine de mărime a costului accesului la spațiu”, a spus Kellie. Însă provocarea de a aduce industria nucleară în același punct i-a nedumerit pe ingineri și investitori timp de decenii.

Dacă Applied Atomics sau orice alt start-up va reuși să facă acest lucru, rezultatul ar putea reprezenta una dintre cele mai importante descoperiri din istoria energiei nucleare de la momentul în care atomul a fost divizat.