SMR ou petits réacteurs nucléaires modulairespar Ken Silverstein Lorsque TerraPower et PacifiCorp ont annoncé en juin qu'ils installeraient un réacteur nucléaire de bonne taille dans le Wyoming, là où se trouvait autrefois une centrale au charbon, cela a à peine fait une ondulation. Le plan d'infrastructure verte du président avait noyé l'actualité. Mais l'énergie nucléaire est chère et tous les signes du dollar combinés sont devenus aveuglants.
Bien que non sans controverse, ces petits réacteurs modulaires peuvent être construits en usine puis expédiés avant que les modules ne soient placés côte à côte à mesure que les besoins énergétiques augmentent. Cela peut non seulement améliorer les chances économiques, mais aussi réduire les risques environnementaux étant donné que les cœurs des réacteurs sont plus petits et contiennent moins de combustible radioactif. De telles plantes sont-elles pratiques aux États-Unis?« Les petits réacteurs modulaires nous permettent d'entrer sur de nouveaux marchés », explique Ali Zbib, responsable des systèmes d'énergie nucléaire pour le Pacific Northwest National Laboratory, dans une interview avec cet écrivain. « Les gros réacteurs n'ont pas nécessairement été adaptés aux petits pays ou aux régions avec des réseaux plus petits. Cela dit, les petits réacteurs offrent des avantages significatifs sur les marchés établis. Aux États-Unis, par exemple, deux grandes unités nucléaires sont en construction qui n'ont pas rivalisé sur le plan de la portée et du budget. Il y a donc un passage aux petits réacteurs modulaires. »
Les réacteurs de bonne taille sont définis comme allant de 50 mégawatts à 300 mégawatts. Mais les modules peuvent être combinés pour former une centrale de 1 000 mégawatts. Et si un module tombe en panne, il peut être réparé pendant que les autres fonctionnent encore. De telles unités présentent certains avantages intrinsèques : elles sont généralement équipées d'un dispositif de confinement de stockage des déchets nucléaires alors qu'elles pourraient créer des réserves d'eau potable dans les pays où une telle ressource est rare.
Quant à TerraPower, il est largement financé par le fondateur de Microsoft Corporation, Bill Gates, l'auteur de Comment éviter une catastrophe climatique . TerraPower, avec GE Hitachi Nuclear Energy, a lancé le projet Natrium en septembre 2020 – un petit réacteur modulaire qu'ils espèrent commercialiser d'ici 2030. Ils testent actuellement la technologie, avec PacifiCorp de Berkshire Hathaway. Les réacteurs Natrium sont censés être capables de raffermir l'énergie éolienne et solaire lorsque le temps ne le permet pas. En d'autres termes, ce serait un générateur de secours propre.
« La technologie Natrium a été conçue pour résoudre un défi auquel les services publics sont confrontés alors qu'ils s'efforcent d'améliorer la fiabilité et la stabilité du réseau tout en atteignant les objectifs de décarbonisation et de réduction des émissions », a déclaré Chris Levesque, directeur général de TerraPower.
Ressource flexible
Le département américain de l'Énergie a attribué 80 millions de dollars à TerraPower en octobre 2020 pour faire la démonstration de sa technologie Natrium. X-Power a reçu la même somme pour tester ses petits réacteurs modulaires. NuScale a un accord de partage des coûts similaire depuis 2016 et maintenant la société espère commercialiser sa technologie d'ici 2030 sur un site potentiel dans l'Idaho. NuScale, détenue principalement par Fluor Corp., affirme que 12 de ses plus petits réacteurs modulaires peuvent se combiner pour former une unité de 924 mégawatts.
Déploiement du site du petit réacteur nucléaire modulaire.
LABORATOIRE NATIONAL DU NORD-OUEST DU PACIFIQUE
Le Pacific Northwest National Laboratory de Zbib, dit que , dans l' état de Washington, de petits réacteurs modulaires peuvent aider à atteindre les objectifs d'énergie propre de l'État: la Loi sur la transformation de l' énergie propre exige non seulement l'élimination du charbon en 2025 , mais la loi dit aussi que sa grille doit être décarbonés d'ici 2045. Considérons que le charbon et le gaz naturel représentaient 17% du mix électrique de Washington en 2018, soit 5 gigawatts au total. Si l'éolien et le solaire peuvent combler une partie du vide, d'autres sources sans carbone seront également nécessaires. De plus, les réacteurs nucléaires modernes peuvent monter et descendre rapidement et ainsi sauvegarder ces combustibles.
"Alors que les sources intermittentes continuent d'augmenter la pénétration, l'énergie nucléaire est désormais au centre des préoccupations", explique Zbib, co-auteur d'un rapport sur le sujet. « Alors que l'éolien et le solaire continuent d'entrer dans notre réseau, attendez-vous à plus de variation de charge. Nous aurons besoin de nouvelles ressources flexibles, non émettrices et capables de faire face aux vagues de chaleur tout en assurant la fiabilité du réseau électrique. »
Zbib poursuit en expliquant comment l'énergie nucléaire devient une ressource flexible, utilisée pour renforcer l'énergie éolienne et solaire. Les réacteurs nucléaires d'aujourd'hui utilisent des installations à eau légère de deuxième génération, qui fonctionnent toutes presque à pleine capacité. Mais les réacteurs à eau légère de troisième génération arrivent tandis que les réacteurs de quatrième génération suivront. Déjà, des réacteurs de troisième génération sont utilisés en Chine.
La récompense
Ali Zbib est le directeur des centrales nucléaires[+]LABORATOIRE NATIONAL DU NORD-OUEST DU PACIFIQUE
Ces technologies avancées peuvent également être utilisées pour les petits réacteurs modulaires. Les centrales nucléaires de troisième génération améliorent les protocoles de sécurité tout en utilisant l'eau comme réfrigérant et l'uranium comme combustible. Les réacteurs de quatrième génération peuvent utiliser du sel fondu comme réfrigérant tout en variant le type de combustible. Connus sous le nom de « réacteurs à très haute température », ils atteignent une efficacité thermique supérieure qui a plus de potentiel pour les applications industrielles. On dit qu'ils sont plus sûrs et plus économiques.
« Historiquement, l'avantage du parc nucléaire existant réside dans les économies d'échelle », explique Zbib. "De petits réacteurs modulaires sont fabriqués et transportés vers le site de déploiement", ce qui pourrait potentiellement avoir plus de sens et de centimes, ajoute-t-il.
« Les plus petites unités doivent toujours subir la même évaluation réglementaire et de sécurité », poursuit Zbib. « En fin de compte, nous avons une Commission de réglementation nucléaire qui doit s'assurer qu'ils fonctionnent en toute sécurité et que le public est protégé. Et les mêmes évaluations environnementales doivent être faites. Ce qui a changé, c'est la taille de la zone de préparation aux situations d'urgence : avec des caractéristiques de sécurité améliorées et des cœurs de réacteur plus petits qui nécessitent moins de combustible, nous pouvons réduire la taille de cette zone. »
Certes, les critiques disent que si l'idée a vraiment un attrait commercial, elle serait capable de se suffire à elle-même sans avoir besoin de financement public. Dans le même temps, ces sceptiques sont tout aussi opposés aux réacteurs de bonne taille qu'aux unités jumbo. Quelle que soit leur taille, elles produisent des matières nucléaires usagées. Et si des unités plus petites sont dispersées à travers le pays, elles deviennent plus difficiles à surveiller.
Malgré ses défauts, l' énergie nucléaire est essentielle à la lutte contre le changement climatique . Il fait maintenant l'objet d'une attention accrue en raison de sa capacité à soutenir l'énergie éolienne et solaire et à aider à atteindre les objectifs de décarbonisation du pays. Et Bill Gates, au moins, pense que les petits réacteurs modulaires peuvent être le pas en avant le plus pratique alors que des initiatives public-privé s'efforcent de faire sortir le concept du laboratoire et de l'appliquer sur le terrain. Si les tests en cours se concrétisent, le pari du pays aura été payant.
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