Globalne zużycie energii w centrach danych rośnie w bardzo szybkim tempie, znacznie przekraczając wiele wcześniejszych prognoz, zwłaszcza w kontekście rosnącego zapotrzebowania na aplikacje sztucznej inteligencji (AI). Zmusza to centra danych do ciągłej modernizacji infrastruktury i mocy obliczeniowej, aby sprostać stale rosnącemu zapotrzebowaniu na zapytania i obliczenia.
Według statystyk, w 2024 roku centra danych zużyły około 415 terawatogodzin (TWh) energii elektrycznej, co stanowi około 1,5% całkowitego światowego zużycia energii elektrycznej. Przewiduje się, że do 2030 roku ta ilość energii elektrycznej będzie rosła średnio o 15% rocznie, czyli około cztery razy szybciej niż tempo wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną w innych sektorach.
Elektrownie jądrowe wykorzystujące małe reaktory modułowe są postrzegane jako sposób na zaspokojenie stale rosnącego zapotrzebowania na energię (zdjęcie: MAEA).
W USA, gdzie firmy technologiczne planują budowę większych centrów danych, aby napędzać wyścig sztucznej inteligencji, konieczne jest znalezienie stabilnego rozwiązania, które zaspokoi zapotrzebowanie na energię, a jednocześnie zapewni zerową emisję dwutlenku węgla w celu ochrony środowiska.
Elektrownie jądrowe oparte na małych reaktorach modułowych (SMR) są uważane za jedno z najpowszechniej stosowanych rozwiązań ze względu na swoje zalety.
Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA) na świecie obecnie opracowywanych jest ponad 80 projektów i koncepcji małych reaktorów miniaturowych (SMR). Większość z nich znajduje się wciąż na wczesnym etapie rozwoju, a kilka z nich uważa się za nadające się do praktycznego wdrożenia w niedalekiej przyszłości.
Czym jest SMR i jak działa?
Leonel Lagos, pracownik Centrum Badań Stosowanych Uniwersytetu Florydy (USA), powiedział, że reaktory SMR zajmują pozycję pośrednią między tradycyjnymi, dużymi reaktorami jądrowymi a mikroreaktorami.
Porównanie wielkości i mocy tradycyjnych elektrowni jądrowych, małych reaktorów modułowych (SMR) i miniaturowych reaktorów jądrowych (ilustracja: MAEA).
Tradycyjne elektrownie jądrowe mogą generować ponad 700 MW energii elektrycznej i są budowane na rozległych obszarach, z rdzeniami reaktorów sięgającymi nawet 10 metrów wysokości. Tymczasem miniaturowe reaktory jądrowe są na tyle małe, że mieszczą się w kontenerze transportowym, o mocy od 10 do 20 MW i mogą być budowane na terenie o powierzchni boiska piłkarskiego.
Reaktor SMR będzie znajdował się pomiędzy tymi dwoma typami reaktorów, z rdzeniem o średnicy zaledwie około 3 m i wysokości 6 m, w całości zbudowanym na obszarze około 20 hektarów i zdolnym do wytwarzania energii elektrycznej o mocy około 300 MW.
Reaktory SMR wytwarzają ciepło poprzez rozszczepienie ciężkich atomów, a następnie przekazują je poprzez substancje takie jak woda, ciekłe metale lub stopiona sól, tworząc parę, która wprawia w ruch turbinę generującą energię elektryczną.
Konstruktorzy małych reaktorów miniaturowych stosują również pasywne funkcje bezpieczeństwa, działające w oparciu o naturalne zasady fizyki, które automatycznie zatrzymują reakcję bez ingerencji człowieka, znacznie redukując ryzyko i skalę wycieków promieniowania.
Reaktory SMR zawierają również mniej materiału jądrowego i generują mniej ciepła niż tradycyjne reaktory jądrowe, dzięki czemu ryzyko wypadków i wycieków promieniowania jest niższe.
Model elektrowni jądrowej wykorzystujący niewielki reaktor modułowy, którego modułowe komponenty można ze sobą łączyć (ilustracja: NuScale).
Zalety SMR
SMR-y są przeznaczone do obsługi obszarów bez dostępu do sieci, odległych stref przemysłowych lub krajów, które dopiero zaczynają korzystać z energii jądrowej. Można je zbudować i uruchomić w ciągu zaledwie dwóch do trzech lat, znacznie szybciej niż tradycyjne elektrownie jądrowe.
Dzięki niewielkim rozmiarom, SMR-y mogą być produkowane w modułach w fabryce, a następnie transportowane ciężarówkami, pociągami lub statkiem na miejsce instalacji. Największą zaletą SMR-ów są ich niewielkie rozmiary, co pozwala na ich instalację w miejscach nieodpowiednich dla tradycyjnej budowy elektrowni jądrowych.
Modułowa konstrukcja MSR pozwala również na dodawanie kolejnych modułów w celu stopniowego zwiększania pojemności w razie potrzeby. Pomaga to również obniżyć początkowe koszty inwestycji i skrócić czas budowy.
W Chinach budowana jest elektrownia jądrowa wykorzystująca technologię małych reaktorów modułowych (zdjęcie: Xinghua).
Reaktory SMR mają dłuższe cykle uzupełniania paliwa niż tradycyjne elektrownie jądrowe, zazwyczaj co 3–7 lat zamiast 1–2 lat. Niektóre projekty SMR mogą działać nawet do 30 lat bez uzupełniania paliwa.
Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA) energetyka jądrowa uważana jest za czyste źródło energii, nieemitujące dwutlenku węgla w procesie wytwarzania energii i odgrywające ważną rolę w walce ze zmianami klimatu.
Obecnie 30 krajów korzysta z elektrowni jądrowych, a ponad 20 innych krajów rozważa wykorzystanie energii jądrowej w celu zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną. Przy czym SMR (regeneracja słoneczno-magnetyczna) jest oceniana jako odpowiednie rozwiązanie dla wielu krajów.
Pierwsza na świecie elektrownia jądrowa z małym reaktorem modułowym (SMR), Akademik Łomonosow (położona na Czukotce w Rosji), rozpoczęła działalność komercyjną w maju 2020 roku i osiągnęła moc 35 MW. Obecnie wiele innych projektów SMR jest w trakcie budowy lub na etapie licencjonowania w Argentynie, Kanadzie, Chinach, Korei Południowej i Stanach Zjednoczonych.
Source: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/lo-phan-ung-mo-dun-nho-va-bai-toan-dien-nang-trong-ky-nguyen-ai-20251212040847937.htm
Komentarz (0)