Η πυρηνική ενέργεια δεν είναι πλέον μόνο για τα πολεμικά πλοία, όπως αποδεικνύεται από το έργο Nuclear Propulsion in Merchant Shipping (NuProShip II) με επικεφαλής το Νορβηγικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας, το οποίο εξετάζει την τοποθέτηση πυρηνικών αντιδραστήρων σε βαρέα εμπορικά πλοία.
Περίπου το 80% του παγκόσμιου εμπορίου γίνεται δια θαλάσσης.
H ευθύνη της ναυτιλίας για τις εκπομπών αερίων
Ωστόσο, η παγκόσμια ναυτιλιακή βιομηχανία ευθύνεται για το 3% όλων των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, ποσοστό που προβλέπεται να αυξηθεί σε τουλάχιστον 10% έως το 2030.
Η ναυτιλιακή βιομηχανία έχει δεσμευτεί να μειώσει αυτές τις εκπομπές όσο το δυνατόν περισσότερο, αλλά υπάρχει ένα μεγάλο πρόβλημα που στέκεται εμπόδιο.
Η ναυτιλία εξαρτάται από το βαρύ μαζούτ και εναλλακτικές λύσεις όπως η πράσινη αμμωνία, το υδρογόνο και η μεθανόλη δεν επαρκούν επειδή αυτά τα καύσιμα δεν είναι διαθέσιμα σε επαρκείς ποσότητες.
Ακόμα χειρότερα, η ηλεκτρική ενέργεια που θα απαιτούνταν για τη δημιουργία αρκετής πράσινης αμμωνίας ή υδρογόνου θα υπερέβαινε τη συνολική ικανότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο.
Σχέδιο εφαρμογής σε βαριά εμπορικά πλοία
Εξίσου τρομακτικό είναι το γεγονός ότι ορισμένα εμπορικά πλοία (όπως τα πλοία μεταφοράς χύδην φορτίου, τα πετρελαιοφόρα, τα πλοία μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων και αυτά που χρησιμοποιούνται σε υπεράκτιες κατασκευές) απαιτούν πηγές ενέργειας που έχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και μπορούν να διατηρηθούν σε μεγάλες αποστάσεις.
Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, η κοινοπραξία πίσω από το έργο NuProShip II εξετάζει πώς να προσαρμόσει μικρούς αρθρωτούς πυρηνικούς αντιδραστήρες Gen IV σε βαριά εμπορικά πλοία.
Η ιδέα επίδειξης του έργου βασίζεται σε ένα υποθαλάσσιο σκάφος κατασκευής Vard 3 μήκους 120 μέτρων (394 ποδιών), σχεδιασμένο από την θυγατρική της Fincantieri, Vard.
Στόχος η δημιουργία αυτόνομου αντιδραστήρα
Η ιδέα είναι να δημιουργηθεί ένας απλός, ασφαλής, αυτόνομος αντιδραστήρας που μπορεί είτε να εγκατασταθεί σε ένα νέο πλοίο είτε να τοποθετηθεί εκ των υστέρων σε υπάρχοντα σκάφη χωρίς να χρειάζεται να αφαιρεθούν οι αγωγοί από το μηχανοστάσιο.
Αξιολογήθηκαν αρκετές ιδέες αντιδραστήρων για σκάφη διαφορετικών μεγεθών, αν και μοιράζονται βασικά χαρακτηριστικά.
Η κυριότερη από αυτές είναι η χρήση τρι-δομικού ισότροπου καυσίμου (TRISO), που αποτελείται από σωματίδια ουρανίου με κεραμική επικάλυψη ικανά να αντέχουν σε θερμοκρασίες άνω των 1.600 °C (2.912 °F).
Τέτοιοι αντιδραστήρες με βότσαλο είναι εγγενώς ασφαλείς επειδή η πυρηνική αντίδραση είναι αυτορυθμιζόμενη και προσφέρονται για παθητικά συστήματα ψύξης, ενώ παράγουν περίπου 15 έως 45 MW θερμικής ισχύος ανά μονάδα χρησιμοποιώντας υπερκρίσιμους αντιδραστήρες κύκλου Brayton CO₂.
Το σύστημα ψύξης είναι πιθανότατα να είναι ήλιο, επειδή εναλλακτικές λύσεις όπως το τηγμένο αλάτι και το νάτριο δεν λειτουργούν καλά όταν έρχονται σε επαφή με το νερό. Εν τω μεταξύ, η χρήση νερού ως ψυκτικού απορρίφθηκε τόσο λόγω πολυπλοκότητας όσο και λόγω της τάσης του κοινού να συνδέει τους υδατικούς αντιδραστήρες με ατυχήματα όπως η Φουκουσίμα. Ωστόσο, τα μεγαλύτερα σκάφη θα χρησιμοποιούσαν αντιδραστήρες που ψύχονται με μόλυβδο και ίσως τηγμένο αλάτι.
Τα υπέρ πυρηνοκίνητου εμπορικού σκάφους
Όπως και τα ναυτικά αντίστοιχα, ένα από τα πλεονεκτήματα ενός πυρηνοκίνητου εμπορικού σκάφους είναι ότι θα έχει ουσιαστικά απεριόριστη εμβέλεια και θα χρειάζεται να ανεφοδιάζεται μόνο κάθε 5 χρόνια.
Με πιο προηγμένα σχέδια αντιδραστήρων, μπορεί να μην χρειάζεται καν ανεφοδιασμό κατά τη διάρκεια ολόκληρης της λειτουργικής του ζωής. Επιπλέον, οι πυρηνικοί αντιδραστήρες θα καταλάμβαναν πολύ λιγότερο χώρο από τους συμβατικούς κινητήρες ντίζελ.
Όσον αφορά στην ασφάλεια, ο στόχος είναι να σχεδιαστεί ο αντιδραστήρας ως μια αυτόνομη μονάδα εγκατεστημένη στον χώρο του κινητήρα. Ιδανικά, το πλοίο θα πρέπει να σχεδιαστεί για να περιβάλλει τον αντιδραστήρα, σφραγίζοντάς τον σε περίπτωση σύγκρουσης.
Μεμονωμένα, φαίνεται σαν μια αξιοσέβαστη πρόοδος στην τρέχουσα τεχνολογία και μια έκθεση που δημοσιεύθηκε για το έργο δείχνει ότι η πυρηνική ενέργεια θα ήταν μια πολύ πιο οικονομική εναλλακτική λύση σε σχέση με άλλες πράσινες επιλογές και δεν θα απαιτούσε κρατικές επιδοτήσεις.
Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη ορισμένα εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν.
Ανάγκη για υποδομές συντήρησης πλοίων με πυρηνοκίνητα οχήματα
Ένα από αυτά είναι η ανάγκη για υποδομές για τη συντήρηση πλοίων με πυρηνοκίνητα οχήματα, συμπεριλαμβανομένων εγκαταστάσεων σε ναυπηγεία για ανεφοδιασμό και χειρισμό πυρηνικών αποβλήτων χαμηλής ραδιενέργειας, μαζί με την απαραίτητη ασπίδα ακτινοβολίας, ασφάλεια και προστασία από τη μη διάδοση.
Ένα άλλο είναι η ανάπτυξη κατάλληλων σχεδίων αντιδραστήρων κατάλληλων για πλοία.
Ιδανικά, αυτά θα πρέπει να είναι εργοστασιακά σφραγισμένα, σε εμπορευματοκιβώτια, μονάδες που μπορούν να αντικατασταθούν πλήρως καθώς λήγει η διάρκεια ζωής τους.
Πρέπει επίσης να είναι στεγανά και να αντέχουν σε πλήρη βύθιση και εξωτερική φωτιά.
Ανάγκη για συμμόρφωση με τους κανονισμούς
Εκτός από αυτά, υπάρχει επίσης το πρόβλημα της συμμόρφωσης με τους κανονισμούς που αφορούν τους πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Εν αναμονή αυτού, το NuProShip II σχεδιάζει να συμμορφωθεί με τους κανόνες της Επιτροπής Πυρηνικής Ρύθμισης των ΗΠΑ οι οποίοι είναι από τους πιο αυστηρούς στον κόσμο και αποτελούν το πρότυπο για πολλούς διεθνείς και εθνικούς κανονισμούς.
«Είμαστε περήφανοι που συμβάλλουμε στο μέλλον της ναυτιλιακής καινοτομίας.
Το NuProShip II καταδεικνύει ότι τα πυρηνοκίνητα πλοία δεν είναι απλώς ένα όραμα, αλλά μια τεχνικά εφικτή λύση.
Το έργο μας θέτει τα θεμέλια για ασφαλέστερη, πιο αποτελεσματική και περιβαλλοντικά υπεύθυνη ναυτιλία.
Ελπίζουμε ότι αυτό το έργο θα προσφέρει πραγματική αξία στη συνεχή ανάπτυξη της ναυτιλιακής πυρηνικής τεχνολογίας», δήλωσε ο Henrik Burvang (Διευθυντής Έρευνας & Καινοτομίας στην Vard Design AS).
www.worldenergynews.gr
