Natrium Reactor พลังงานที่สะอาด ยืดหยุ่น มีเสถียรภาพ สำหรับโครงข่ายระบบสายส่ง

Natrium Technology : Sodium Fast ReactorCombined with a Molten Salt Energy Storage System

“…เทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technologyถูกสร้างขึ้นสำหรับโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าในศตวรรษที่ 21 อย่างแท้จริง และเป็นหนึ่งในเส้นทางที่รวดเร็วที่สุด ต้นทุนต่ำสุดเพื่อเข้าสู่พลังงานสะอาดขั้นสูง Advanced Clean Energy ตามที่โลกต้องการ ..”

เครื่องปฏิกรณ์นาเทรียม Natrium Reactors และ ระบบพลังงานแบบบูรณาการ Integrated Energy System ได้กำหนดนิยามใหม่ว่า เทคโนโลยีนิวเคลียร์ Nuclear Technology ที่สามารถทำให้ระบบพลังงาน สะอาดปราศจากการปล่อยมลพิษแข่งขันได้ ปลอดภัย และยืดหยุ่นนั้น เป็นไปได้ ..

ตัวอย่างปฏิกรณ์นาเทรียม Natrium Reactors ขนาด 345 MWผนวกรวมกับระบบจัดเก็บพลังงานด้วยเกลือหลอมเหลวขนาดระดับ GWh ของ TerraPower, LLC ในสหรัฐฯ ผ่านการทดสอบ และพร้อมใช้งานแล้ว ตั้งแต่ช่วงปลายปี 2563 ที่ผ่านมา นำไปสู่วิธีการที่น่าตื่นเต้นสำหรับการลดคาร์บอนที่รวดเร็ว ประหยัดต้นทุนและคุ้มค่าต่อการลงทุน Faster & Cost-Effective Decarbonization ..

การใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ขั้นสูงในเชิงพาณิชย์ Commercializing Advanced Nuclear Technology ร่วมกับเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน Renewable Technologies กำลังจะกลายเป็นสิ่งสำคัญในการแก้ปัญหาความท้าทาย 2 ประการของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และความขาดแคลนพลังงานทั่วโลก .. โลก ต้องการพลังงานมากขึ้นมิใช่น้อยลง และจะต้องสะอาดสีเขียวอีกด้วย ..

ด้วยเครื่องปฏิกรณ์ Sodium-Cooled Fast Reactor หรือปฏิกรณ์นิวตรอนความเร็วสูง Fast-Neutron Reactor : FNRระบายความร้อนด้วยโซเดียมเหลว, ระบบจัดเก็บพลังงานแบบบูรณาการและการผลิตกำลังไฟฟ้าแบบยืดหยุ่น .. เทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology นำเสนอพลังงานที่ปราศจากคาร์บอนในราคาที่แข่งขันได้และพร้อมที่จะผนวกรวมเข้ากับโครงข่ายระบบสายส่งกริดไฟฟ้าได้อย่างไร้รอยต่อด้วยเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนระดับสูง High Levels Technology of Renewables ..

ปฏิกรณ์นาเทรียม Natrium Reactors สำเร็จรูปขนาดเล็กมีข้อได้เปรียบหลักด้วยระบบหล่อเย็นโลหะเหลว Liquid Metal Coolants และระบบจัดเก็บพลังงานเกลือหลอมเหลว Molten Salt Energy Storage ได้รับการคาดหมายว่าจะสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานปริมาณ มหาศาลบนระบบสายส่ง Electrical Grid และเครือข่ายโรงไฟฟ้าเสมือน Virtual Power Plant: VPP ในอนาคตได้อย่างยอดเยี่ยม ..

Sodium-Cooled Fast Reactor คือ ปฏิกรณ์นิวตรอนความเร็วสูง Fast-Neutron Reactor : FNR ระบายความร้อนด้วยโซเดียมเหลว ..

เทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology ของ TerraPower, LLC ประยุกต์ใช้ปฏิกรณ์โซเดียมนิวตรอนความเร็วสูง Sodium-Cooled Fast Reactors : SFRs ผนวกกับระบบจัดเก็บพลังงานด้วยเกลือหลอมเหลว Molten Salt Energy Storage System นั้น ได้รับการยอมรับอย่างสูงในด้านความปลอดภัยในวงการเทคโนโลยีนิวเคลียร์ Nuclear Technology ..

ทั้งนี้ ปฏิกรณ์โซเดียมนิวตรอนความเร็วสูงSodium-Cooled Fast Reactor : SFR นี้ อ้างอิงถึงข้อเสนอจากภาคเอกชนในโครงการสร้างปฏิกรณ์นิวเคลียร์เจเนอเรชันที่ 4 หรือ Generation IV Reactor จำนวน 2 เครื่อง ..เครื่องหนึ่งอิงตามเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์แบบหล่อเย็นด้วยโลหะเหลว Liquid Metal Cooled Reactor: LMFR ที่มีอยู่โดยใช้เทคโนโลยีเชื้อเพลิงผสมออกไซด์ Mixed Oxide Fuel :MOX และอีกเครื่องหนึ่งบนพื้นฐานของปฏิกรณ์นิวตรอนความเร็วสูงที่เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงโลหะ Metal-Fueled Integral Fast Reactor

ปัจจุบัน มีการสร้างและผลิตปฏิกรณ์นิวตรอนความเร็วสูงที่ระบายความร้อนด้วยโซเดียมเหลวมาหลายเครื่องแล้วและบางเครื่องปฏิกรณ์กำลังดำเนินการก่อสร้างอยู่ในปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้งานในรัสเซีย และชาติอื่น ๆ ก็พบว่าอยู่ในระหว่างการวางแผน หรือกำลังก่อสร้าง ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐฯ เมื่อกลางปี 2565 โดยบริษัท TerraPower ร่วมกับ GEH ใช้เทคโนโลยี Travelling Wave วางแผนสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ยุคที่ 4 ขนาดเล็กของตนเองพร้อมกับการจัดเก็บพลังงานเกลือหลอมเหลว Molten Salt energy Storage โดยร่วมออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็ก Small Modular Reactors : SMRs ที่เป็นปฏิกรณ์นิวตรอนความเร็วสูง Fast-Neutron Reactor : FNR แบบบูรณาการสำเร็จรูปขนาดเล็กที่เรียกว่า Power Reactor Innovative Small Module : PRISM ของบริษัท GEHitachi หรือ GE Hitachi Nuclear Energy : GEH ภายใต้ชื่อ Natrium ในเมืองเคมเมอเรอร์ Kemmerer รัฐไวโอมิง Wyoming ..

นอกเหนือจากประสบการณ์ของรัสเซียแล้ว ญี่ปุ่น อินเดีย จีน ฝรั่งเศส และสหรัฐฯ กำลังเพิ่มการลงทุนในเทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology นี้ เพื่อบูรณาการแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ด้วยปฏิกรณ์นิวเคลียร์ยุคที่ 4 รุ่นล่าสุด Generation IV Reactors ขนาดต่าง ๆ เข้ากับระบบพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy : RE และระบบจัดเก็บพลังงาน Energy Storage Systemsบนโครงข่ายระบบสายส่งในอนาคตจากนี้ไปได้อย่างปลอดภัยและมีเสถียรภาพด้วยราคาที่แข่งขันได้ต่อไป ..

ทั้งนี้ เครื่องปฏิกรณ์ PRISM Reactors คือ เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความเร็วสูง Fast-Neutron Reactor : FNR ระบายความร้อนด้วยโซเดียมเหลวแบบโมดูลาร์สำเร็จรูปขนาดเล็กที่ใช้เชื้อเพลิงโลหะ Metal-Fueled .. PRISM ใช้ระบบความปลอดภัยแบบพาสซีฟ เครื่องมือวัดและการควบคุมแบบดิจิทัลและเทคนิคการผลิตแบบแยกส่วนเพื่อการก่อสร้างโรงงาน PRISM ที่รวดเร็ว มีกำลังความร้อน Thermal Power of 840 MWt และเอาต์พุตกำลังไฟฟ้า Electrical Output of 311 MW .. ปฏิกรณ์ PRISM จำนวน 2 เครื่องประกอบกันเป็นบล็อกเดียวที่รวมกันจะสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้ 622 MW of Electrical Output ..

เครื่องปฏิกรณ์ PRISM แต่ละเครื่อง มีวงรอบโซเดียมขั้นกลางIntermediate Sodium Loop ที่แลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างสารหล่อเย็นโซเดียมปฐมภูมิจากแกนกลางกับน้ำ/ไอน้ำในเครื่องกำเนิดไอน้ำโซเดียม/น้ำ ..ไอน้ำจากเครื่องกำเนิดไอน้ำโซเดียม-น้ำจะป้อนสู่กังหันใบพัดเพื่อผลิตกำลังไฟฟ้าได้ต่อไป ..

คุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่เป็นเอกลักษณ์ของ PRISM นั้น ไม่เหมือนกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้น้ำมวลเบา Light-Water Nuclear Reactors รุ่นปัจจุบัน .. PRISM ใช้เชื้อเพลิงโลหะ Metallic Fuel เช่น โลหะผสมของเซอร์โคเนียม Zirconium, ยูเรเนียม Uranium และพลูโตเนียม Plutonium รวมทั้งแท่งเชื้อเพลิง PRISM’s Fuel Rods จะอยู่ในอ่างโลหะเหลว หมายถึง โซเดียมหลอมเหลว Liquid Sodium ที่ความดันปกติเท่ากับชั้นบรรยากาศ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่า การถ่ายเทความร้อนจากเชื้อเพลิงโลหะไปยังสารหล่อเย็นโซเดียมเหลวจะมีประสิทธิภาพมากกว่าระบบระบายความร้อนที่ใช้งานในปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในอดีต ..

PRISM Reactor Vessel Auxiliary Cooling System : RVACS มีความสามารถในการรักษาอุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์ให้ต่ำกว่าขีดจำกัดการออกแบบ โดยใช้การหมุนเวียนตามธรรมชาติเพื่อขจัดความร้อนออกจากโมดูลเครื่องปฏิกรณ์ .. ต่างจากเครื่องปฏิกรณ์อื่น ๆ ส่วนใหญ่อากาศที่ไหลตามธรรมชาติรอบภาชนะบรรจุด้านล่างเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อให้เชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์เย็นตลอดเวลา ระบบจะทำงานอยู่เสมอและขจัดความร้อนออกจากโมดูลเครื่องปฏิกรณ์ดังนั้นจึงเป็นการบ่งชี้เชิงบวกว่า ระบบนี้กำลังทำงานอยู่ ..

ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุในสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดแกนโลหะจะขยายตัวเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นและความหนาแน่นจะลดลงทำให้ปฏิกิริยาฟิชชันช้าลงเครื่องปฏิกรณ์เพียงแค่ปิดตัวเองเชื้อเพลิงโลหะที่เป็นตัวนำไฟฟ้าสูงและสารหล่อเย็นโลหะของ PRISM นั้นพร้อมที่จะกระจายความร้อนส่วนเกินผ่าน RVACS โดยไม่ทำลายส่วนประกอบใด ๆ ของมัน นี่คือสิ่งที่เรียกว่า "ความปลอดภัยแบบพาสซีฟ Passive Safety" ซึ่งเป็นคุณลักษณะการออกแบบที่อาศัยกฎของฟิสิกส์ แทนการแทรกแซงของมนุษย์ อิเล็กทรอนิกส์ หรือกลไก เพื่อลดความเสี่ยงของการเกิดอุบัติเหตุ ..

บริษัท GEHitach i: GEH เชื่อว่า การใช้เทคโนโลยีการรีไซเคิลสมัยใหม่ Modern Recycling Technologies เพื่อจัดการกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว ถือเป็นเรื่องจำเป็น ..สิ่งนี้จะสร้างกำลังไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างน้อย 100 เท่าจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว และลดความเป็นพิษต่อกัมมันตภาพรังสีในระยะยาวของขยะนิวเคลียร์ Nuclear Waste ที่เหลือ ..

ศักยภาพดังกล่าวยังมีอยู่เพื่อใช้ PRISM ในขั้นต้นสำหรับการจัดการกับคลังพลูโทเนียมของเอกชนในสหราชอาณาจักร UK Civil Plutonium Stockpiles ด้วยตัวเลือกในอนาคตในการขยายโรงงานต่อเนืองต่อไปด้วยการการรีไซเคิลอย่างสมบูรณ์ Complete Recycling ของเชื้อเพลิง PRISM Fuel ที่ใช้แล้ว ..

ในมุมมองของ GEHitachi : GEH สิ่งที่มักถูกมองว่าเป็น "กากนิวเคลียร์ Nuclear Waste" ในทุกวันนี้ ไม่ใช่ของเสียเลยจริง ๆ .. Light Water Reactor : LWR เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วประกอบด้วยยูเรเนียม Uranium 95%, ทรานส์ยูเรนิก Transuranics 1% และผลิตภัณฑ์ฟิชชัน Fission Products 4% .. ไอโซโทปทรานส์ยูเรนิกเหล่านี้ Transuranic Isotopes จำนวนมากมีครึ่งชีวิต Half-Lives ที่ยาวนาน ซึ่งสามารถสร้างความท้าทายทางวิศวกรรมในระยะยาวสำหรับการกำจัดทางธรณีวิทยา ด้วยการใช้การแยกย่อยทางโลหะวิทยาด้วยไฟฟ้า .. Power Reactor Innovative Small Module : PRISM ได้รับการออกแบบให้ดำเนินการรีไซเคิลวัสดุฟิชชัน Fissionable Material ได้ 96% ที่เหลืออยู่ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว หมายถึง เทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology ด้วย PRISM Reactors สามาถผลิตพลังงาน และกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า ปลอดภัยกว่า สะอาด ยืดหยุ่นและมีเสถียรภาพสำหรับโครงข่ายระบบสายส่งในอนาคตได้อย่างมั่นใจ ..

Natrium Reactors และโรงไฟฟ้านาเทรียม Natrium Plants ต่างจากโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไป Conventional Nuclear Plants อย่างไร ..

เครื่องปฏิกรณ์นาเทรียม Natrium Reactorsสร้างขึ้นจากเทคโนโลยีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีอยู่แต่แตกต่างจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไปที่มีอยู่หลายประการ .. พวกมันมีขนาดเล็กกว่า หมายถึง โรงไฟฟ้านาเทรียม Natrium Plantsมีขนาดเล็กกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไป มีกำลังผลิตประมาณ 1,000 MW สร้างได้ง่าย และรวดเร็วกว่ารวมทั้งคุ้มค่ากว่าในระบบสาธารณูปโภคทั้งสำหรับลูกค้า และผู้ให้บริการ ..

ปฏิกรณ์นาเทรียม Natrium Reactors ปลอดภัยกว่า เนื่องจากการใช้โซเดียมเหลว Liquid Sodium ใกล้กับความดันบรรยากาศ Atmospheric Pressure ด้วยเทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology ในโรงไฟฟ้านาเทรียมNatrium Plants ช่วยเพิ่มความปลอดภัยให้สูงขึ้นและลดต้นทุนจากการประยุกต์ใช้สถาปัตยกรรมที่เรียบง่ายกว่ามาก ..

การผนวกรวมกับระบบพลังงานหมุนเวียน คือ ข้อได้เปรียบของเทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology ที่โดดเด่น ..ความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ Reactor’s Heat สามารถจัดเก็บไว้ในถังเกลือที่หลอมละลาย Molten Salt Tanks ได้เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ .. ระบบจัดเก็บพลังงาน Energy Storage System ด้วยเกลือที่หลอมละลาย Molten Salt นี้นั้น สามารถจัดเก็บพลังงานได้ปริมาณมากกว่าระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ที่ใหญ่ที่สุดบนโครงข่ายระบบสายส่งกริดไฟฟ้าที่มีใช้งานอยู่ในปัจจุบัน ..สิ่งนี้ทำให้โรงงานไฟฟ้า Natrium Plants ทำหน้าที่เป็นแหล่งส่งจ่ายพลังงานพื้นฐานหรือเป็นระบบจ่ายกำลังไฟฟ้าตามโหลดที่ยืดหยุ่นเพื่อรองรับโครงข่ายระบบสายส่งกริดไฟฟ้าที่ใช้พลังงานหมุนเวียนแบบผันแปร Variable-Output Renewables เป็นแหล่งพลังงานไปพร้อมด้วยได้เป็นอย่างดี ..

เทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology คือ ระบบพลังงานแบบผสมผสานที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องปฏิกรณ์โซเดียมนิวตรอนความเร็วสูง Integrated Energy System Powered by a Sodium Fast Reactor ด้วยระบบจัดเก็บพลังงาน และการผลิตพลังงานที่ยืดหยุ่นด้วยเกลือที่หลอมละลาย Molten Salt ..เทคโนโลยีนี้ นำเสนอพลังงานสะอาดจำนวนมากในราคาที่แข่งขันได้..คาดหมายได้ว่า เทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology คือตัวเลือกที่ดีที่สุดในอนาคตสำหรับการใช้พลังงานนิวเคลียร์ขั้นสูงในโลกBest Option for Deploying Advanced Nuclear Power in the World ที่มีการผสมผสาน และผนวกรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Sources มากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากเหตุผลที่อธิบายได้ เช่น การลดความซับซ้อนของการก่อสร้าง และสถาปัตยกรรมเมื่อเทียบกับปฏิกรณ์นิวเคลียร์หลายประเภทก่อนหน้านี้ประการหนึ่ง ..การนำเสนอเทคโนโลยีที่ยืดหยุ่น และคุ้มค่าซึ่งรองรับโหลดที่ผันแปรได้ดี การจัดเก็บพลังงาน และการใช้งานความร้อนในกระบวนการอุตสาหกรรม

.. ทั้งนี้ การปรับปรุงเปลี่ยนแปลงทีละขั้นตอนสำหรับเชื้อเพลิงและต้นทุนการดำเนินงาน รวมทั้ง การนำเสนอโซลูชันหรือข้อไขการลดคาร์บอนในระดับยูทิลิตี้ที่สามารถสร้างผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความพยายามในการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในวิกฤตสภาพอากาศ Climate Crisis คือประเด็นสำคัญที่ทำให้เทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology โดดเด่น และน่าสนใจในเชิงพาณิชย์อย่างมากจากนี้ไป ..

เทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology ใช้เครื่องปฏิกรณ์โซเดียมนิวตรอนความเร็วสูงเพื่อผลิตความร้อนซึ่งสามารถใช้ผลิตกำลังไฟฟ้าได้อย่างทันทีทันใดหรือจัดเก็บไว้ในที่เก็บความร้อนสำรอง Thermal Storage Reserves เป็นเวลาหลายชั่วโมง ..การผสมผสานผนวกรวมนวัตกรรมนี้กับระบบจัดเก็บพลังงานด้วยเกลือที่หลอมละลาย Molten Salt ช่วยให้เครื่องปฏิกรณ์ทำงานในสภาวะคงที่รองรับการใช้พลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้น และช่วยให้ระบบสาธารณูปโภคได้รับรายได้จากค่าไฟฟ้ารายวันมากขึ้นเมื่อพลังงานทดแทนถูกรวมเข้ากับโครงข่ายระบบสายส่งกริดไฟฟ้ามากขึ้นเรื่อย ๆ ความต้องการการจัดเก็บพลังงานในขนาดความจุระดับ GWh ก็กำลังจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องด้วย ..

ตัวอย่าง เทคโนโลยี Natrium™นำเสนอเครื่องโซเดียมนิวตรอนความเร็วสูงที่ระบายความร้อนด้วยโซเดียมเหลวขนาด 345 MW พร้อมระบบจัดเก็บพลังงานที่ใช้เกลือหลอมเหลวMolten Salt-Based Energy Storage System ..เทคโนโลยีระบบจัดเก็บพลังงาน สามารถเพิ่มเอาต์พุตของระบบได้ถึง 500 MWe นานกว่า 5 ชั่วโมงครึ่ง เมื่อจำเป็นเนื่องจากเทคโนโลยีการจัดเก็บของโรงไฟฟ้านาเทรียม Natrium Plantsสามารถเพิ่มกำลังผลิตของระบบจาก 345 MWe เป็น 500 MWe เมื่อระบบสายส่งต้องการได้ตลอดเวลา .. ทั้งนี้ ด้วยเทคโนโลยีนี้จะสามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับชุมชนขนาดใหญ่อย่างน้อยประมาณ 250,000-400,000 หลังคาเรือนขึ้นอยู่กับความต้องการได้อย่างยอดเยี่ยม ..

คาดการณ์ตลาด Natrium Reactor, ปฏิกรณ์โมดูลาร์สำเร็จรูปขนาดเล็กและระบบจัดเก็บพลังงานด้วยเกลือหลอมเหลวทั่วโลก Small Modular Reactors : SMRs &Molten Salt Thermal Energy Storage Global Market ..

TerraPower เพิ่งประกาศแผนการก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์นาเทรียม Natrium Reactors ใกล้กับโรงงานถ่านหินที่เลิกใช้งานแล้วในเมือง Kemmerer รัฐไวโอมิง Wyoming ..นี่เป็นโอกาสที่เหลือเชื่อสำหรับรัฐไวโอมิง ซึ่งปัจจุบันผลิตกำลังไฟฟ้าเกือบ 90% จากเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels ซึ่งจะไม่เป็นที่ปรารถนาอีกต่อไป .. การออกแบบโรงไฟฟ้าด้วย Natrium Technology แสดงถึงอนาคตของเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขั้นสูงและเหมาะสมอย่างยิ่งที่จะจัดหาพลังงานที่สะอาดและมีประสิทธิภาพแก่ชุมชนต่าง ๆ ในตลาดพลังงานทั่วสหรัฐฯ รวมถึงเขต Mountain West ..

กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ U.S. Department of Energy : DOE ตื่นเต้นอย่างมากกับโครงการนี้ และวางแผนที่จะลงทุนเกือบ 2พันล้านเหรียญสหรัฐฯ เพื่อสนับสนุนการออกใบอนุญาต การก่อสร้างและการสาธิตเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์นาเทรียมเครื่องแรกที่ไม่ซ้ำแบบใครนี้ให้สำเร็จภายในปี 2571 ..

โครงการนาทรียม Natrium Projectจะสร้างงานก่อสร้างหลายพันตำแหน่งและงานถาวรอีกหลายร้อยงานเมื่อโรงงานเริ่มเปิดใช้ไม่เพียงแต่จะได้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่มีอยู่แล้วในโรงไฟฟ้าถ่านหินเท่านั้นแต่ยังรวมถึงพนักงานของโรงไฟฟ้าในท้องถิ่นที่สามารถทำงานร่วมกับระบบสาธารณูปโภคเพื่อเปลี่ยนหรือใช้ทักษะของพวกเขากับงานที่ต้องจ่ายเงินสูงขึ้นสำหรับพลังงานนิวเคลียร์ ..

อย่างไรก็ตาม อ้างถึงข้อมูลสำรวจตลาดของ Allied Market Researchพบว่า ตลาดเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็กทั่วโลก Global Small Modular Reactor Market มีมูลค่า 3.5 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2563 และคาดว่าจะสูงถึง 18.8 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2573 .. ทั้งนี้ อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR

หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็กทั่วโลก Global Small Modular Reactor Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุดรวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 15.8% ในช่วงเวลาที่คาดการณ์ ปี 2564-2573 .. เครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก Small Modular Reactor : SMR หมายถึง เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Nuclear Reactors ที่มีกำลังผลิตไฟฟ้าประมาณ หรือน้อยกว่า 300 MWe ..

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ SMR คือ ขนาดที่เล็กใช้พื้นที่น้อยและระยะเวลาก่อสร้างที่สั้นกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จำนวนมากแบบดั้งเดิม .. เนื่องจาก SMRs ถูกสร้างขึ้นอย่างสมบูรณ์ภายในโรงงานโดยใช้การผลิตเป็นโมดูลสำเร็จรูปขนาดเล็ก จึงสามารถทำอัตราการผลิตที่สูงได้ .. SMRs อาจดูเหมือนยังอยู่ในขั้นตอนการออกแบบ แต่ในความเป็นจริง มี SMRs อย่างน้อย 3-4 รูปแบบ มีใช้งานขั้นสูงอยู่ก่อนแล้ว เช่น Power Module ของ NuScale, BWRX 300 และ PRISM Reactors ของ GE-Hitachi และ Integral Molten Salt Reactor ของ Terrestrial Energy เป็นต้น ..

SMRs สำเร็จรูปขนาดเล็ก สามารถดำเนินการใต้ดินหรือเป็นหน่วยพลังงานนิวเคลียร์ลอยน้ำได้ .. เครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์Modular Reactors เหมาะสมที่จะใช้ในการผลิตกำลังไฟฟ้าเป็นหลักอย่างไรก็ตาม พวกมันยังใช้ในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล Seawater

Desalination และให้พลังงานความร้อนในกระบวนการต่าง ๆ รวมทั้งการผนวกรวมการทำงานร่วมกับระบบจัดเก็บพลังงานความร้อนเพื่อผลิตกำลังไฟฟ้าเพิ่มเติมเข้ามาในระบบสายส่งได้อย่างยอดเยี่ยมอีกด้วย .. การออกแบบ SMRs ให้คำมั่นสัญญาว่าจะเป็นแหล่งพลังงานราคาไม่แพงปลอดภัย ใช้งานได้ง่าย และไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก ..

ทั้งนี้ ในประเด็นขนาดธุรกิจในตลาดระบบจัดเก็บพลังงานความร้อนจากเกลือหลอมเหลวทั่วโลก Global Molten Salt Thermal Energy Storage คาดว่าจะพุ่งทะลุเกิน 22.43 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2573 จาก 3.53 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2565 ด้วยอัตตาการเติบโตต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR 9.95% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2565-2573 ..

ระบบระบายความร้อนและระบบจัดเก็บพลังงานความร้อนจากเกลือหลอมเหลวซึ่งรวมถึงการใช้โซเดียมเหลว Liquid Sodium นั้น ได้รับการส่งเสริมให้เป็นตัวเลือกที่น่าเชื่อถือซึ่งอาจรวมอยู่ในแอปพลิเคชันที่หลากหลาย เช่น การบำรุงรักษาแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าที่ปลอดภัยในภาคส่วนการใช้งานปลายทางต่าง ๆ .. บริษัทต่าง ๆ ในธุรกิจจัดเก็บพลังงานความร้อนจากเกลือหลอมเหลวกำลังคว้าโอกาสนี้เพื่อกระจายข้อเสนอของตน เนื่องจากภาคส่วนพลังงานพยายามลดการปล่อย CO 2 ในปริมาณสูงอยู่เสมอ .. การจัดเก็บพลังงานความร้อนจากเกลือหลอมเหลว

Molten Salt Thermal Energy Storage กำลังได้รับการพิจารณาให้ถูกนำมาใช้ร่วมกับปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นใหม่ที่ติดตั้งง่าย ถูกกว่า และปลอดภัยกว่าในอดีตเพื่อทำให้โครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้ามีเสถียรภาพเนื่องจากพลังงานหมุนเวียน Renewable Energies เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์เกี่ยวข้องกับความผันผวนในการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า ..

อย่างไรก็ตาม ตลาด Small Modular Reactor : SMRs โดยสารหล่อเย็นจะแยกออกเป็นสองส่วน ได้แก่ โลหะเหลวหนัก Heavy Liquid Metals, น้ำ Water, ก๊าซ Gases และเกลือหลอมเหลว Molten Salts .. แม้ว่าน้ำจะยังคงได้รับการคาดหมายว่าจะครองส่วนแบ่งตลาดที่ใหญ่ที่สุดจนถึงปี 2573 แต่คาดว่า SMRs ที่ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยโซเดียมเหลว Liquid Sodium และระบบจัดเก็บพลังงานความร้อนจากเกลือหลอมเหลว Molten Salt Thermal Energy Storage กำลังเติบโตขึ้นรวดเร็วที่สุดอันเป็นผลมาจากการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นาเทรียม Natrium Reactors ด้วยปฏิกรณ์ Sodium-Cooled Fast Reactor หรือปฏิกรณ์นิวตรอนความเร็วสูง Fast-Neutron Reactor : FNR ผนวกรวมระบบระบายความร้อน และจัดเก็บพลังงานด้วยโซเดียมเหลว Liquid Sodium ไปพร้อมด้วย ทั้งนี้ ได้รับการคาดหมายว่า พวกมันมีแนวโน้มเติบโตด้วยความเร่งได้สำหรับระบบพลังงานสะอาดในอนาคตอันใกล้จากนี้ไป ..

สรุปส่งท้าย ..

การใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ในเชิงพาณิชย์ Commercializing Advanced Nuclear Technology ด้วยปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำเร็จรูปขนาดเล็ก Small Modular Reactors: SMRs รุ่นล่าสุดที่ปลอดภัยกว่าร่วมกับเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน Renewable Technologies กลายเป็นเรื่องสำคัญจำเป็นสำหรับแก้ปัญหาความท้าทาย 2 ประการ ได้แก่ วิกฤตสภาพอากาศ และความขาดแคลนพลังงานทั่วโลก..

บริษัท TerraPower และ GE-Hitachi Nuclear Energy Americas : GEH คือ ตัวอย่างความร่วมมือกันตั้งแต่ปี 2562 เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology ซึ่งใช้เครื่องปฏิกรณ์โซเดียมนิวตรอนความเร็วสูง Sodium-Cooled Fast Reactor ที่ระบายความร้อนด้วยโซเดียมเหลว Liquid Sodiumผนวกรวมกับระบบจัดเก็บพลังงานเกลือหลอมเหลว Molten Salt Energy Storage System .. ด้วยเทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology นั้น SMRs ของ GE-Hitachi รุ่น PRISM Reactors ล่าสุดขนาด 345 MW และกำลังผลิตพลังงานความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์นาเทรียม Natrium Reactor จะอยู่ที่ 840 MWt หรือ MW Thermal ซึ่งทำให้กำลังผลิตของระบบปฏิกรณ์โดยรวมจะมีความสามารถในการผลิตกำลังไฟฟ้าทั้งหมดได้สูงมากกว่า 500 MWeและความจุการจัดเก็บพลังงานในระดับขนาด GWh ..

ปัจจุบัน เครื่องปฏิกรณ์ PRISM Reactors ที่วางแผนเปิดใช้งานในรัฐไวโอมิง Wyoming ประเทศสหรัฐฯ คือ ปฏิกรณ์นิวตรอนความเร็วสูง Fast-Neutron Reactor : FNR ระบายความร้อนด้วยโซเดียมเหลวแบบโมดูลาร์สำเร็จรูปขนาดเล็กที่ใช้เชื้อเพลิงโลหะ Metal-Fueled .. PRISM Reactors ใช้ระบบความปลอดภัยแบบพาสซีฟ เครื่องมือวัดและการควบคุมแบบดิจิทัลและเทคนิคการผลิตแบบแยกส่วนเพื่อให้การก่อสร้างโรงงาน PRISM ที่รวดเร็ว มีกำลังความร้อน Thermal Power of 840 MWt และเอาต์พุตกำลังไฟฟ้า Electrical Output of 311 MW .. ปฏิกรณ์ PRISM Reactors จำนวน 2 เครื่องประกอบกันเป็นบล็อกเดียวที่รวมกันจะสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้ 622 MW of Electrical Output ..

การจัดการกับวิกฤตสภาพอากาศ Climate Crisis ถือเป็นเรื่องสำคัญยิ่งยวด ซึ่งจำเป็นต้องมีการดำเนินการในระดับโลก GlobalAction อย่างเร่งด่วน ..ความมุ่งมั่นระดับนานาชาติด้วยนโยบายที่สอดคล้องกันและกรอบการกำกับดูแล ตลอดจนนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและความร่วมมือทางธุรกิจของภาคเอกชน และภาคประชาสังคมเพื่อบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ เป็นความจำเป็นที่ขาดไม่ได้ .. GE Hitachi Nuclear Energy : GEH และ TerraPower แสดงให้เห็นถึงความมุ่งมั่นที่จะจัดการกับความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของโลก และยอมรับว่า การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Climate Change เป็นหนึ่งในปัญหาเร่งด่วนที่สุดที่มนุษยชาติกำลังเผชิญอยู่ในปัจจุบัน ..บริษัทฯ ทั้งสองสนับสนุนข้อมูลทางวิทยาศาสตร์และเป้าหมายที่แสดงไว้ในข้อตกลงปารีส Paris Agreement เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนทั่วโลก Reduce Global Carbon Emissions ..การบรรลุเป้าหมายของข้อตกลงปารีสนั้นต้องการการลงทุนในเทคโนโลยีใหม่ ๆ และอัพเกรดเทคโนโลยีเดิม Investment in New & Upgraded Technologies รวมทั้งความรู้ความเข้าใจของผู้คน ..

พลังงานหมุนเวียน Renewables คือ แหล่งพลังงานรูปแบบใหม่ที่เติบโตเร็วที่สุดสำหรับการผลิตกำลังไฟฟ้า Fastest Growing New Power Generation Sources ..แม้ว่านี่จะเป็นการพัฒนาในเชิงบวกสำหรับพลังงานสะอาดและการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแต่การเพิ่มปริมาณพลังงานทดแทนก็สร้างความท้าทายเช่นกัน ..ในฐานะที่เป็นแหล่งพลังงานที่ปราศจาก CO 2 สำหรับโหลดพื้นฐานและการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าได้ที่วางใจได้มากที่สุด .. พลังงานนิวเคลียร์ Nuclear Energy จะต้องเป็นอีกหนึ่งในเสาหลักสำคัญในการเปลี่ยนแปลงสู่อนาคตที่ปราศจากคาร์บอน Transformation to a Carbon-Free Future ไปพร้อมด้วย ..พลังงานนิวเคลียร์ Nuclear Energyสามารถเป็นส่วนเสริมของพลังงานหมุนเวียนและสามารถช่วยจัดการกับความท้าทายบางประการของการรุกสู่ตลาดระบบพลังงานของพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้น Challenges of Increased Renewable Penetration ได้อย่างยอดเยี่ยม ..

ตัวอย่างของการที่บริษัท GEH และ TerraPower กำลังร่วมมือกันสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องใหม่ที่เรียกว่า Natrium TM ซึ่งใช้สิ่งที่ดีที่สุดจากการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์โซเดียมนิวตรอนความเร็วสูง Sodium-Cooled Fast Reactor : SFR ที่มีอยู่ ได้แก่ PRISM Reactors ของ GEH และเครื่องปฏิกรณ์แบบ Travelling Wave ของTerraPower .. ผลลัพธ์ของการทำงานร่วมกันระหว่าง GEH และTerraPower นั้นแข็งแกร่ง และน่าสนใจอย่างยิ่ง รวมทั้ง สิ่งเหล่านี้สามารถให้เครดิตกับการทำงานร่วมกันของภาคเอกชนสหรัฐฯ ที่เสริมซึ่งกันและกัน .. เป็นที่ทราบดีว่า GE-Hitachi : GEH คือ ผู้พัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และให้บริการเชื้อเพลิงปฏิกรณ์นิวเคลียร์ด้วยประสบการณ์มากกว่า 60 ปี ขณะที่ TerraPower ซึ่งก่อตั้งโดย Bill Gates ถือเป็นบริษัทผู้พัฒนานวัตกรรมที่มีความสามารถด้านการวิจัย และพัฒนา R&D ที่สำคัญ ซึ่งมีเป้าหมายเกี่ยวกับการพัฒนาแหล่งพลังงานสะอาดลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการแก้ไขปัญหาความยากจนที่ยั่งยืน ..

กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ U.S. Department of Energy : DOE ตื่นเต้นอย่างมากกับโครงการนาเทรียม Natrium Project นี้ และวางแผนที่จะลงทุนภาครัฐเพิ่มเติมขึ้นอีกเกือบ 2 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ เพื่อสนับสนุนการออกใบอนุญาต การก่อสร้างและการสาธิตการใช้งานเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์นาเทรียมเครื่องแรกที่ไม่ซ้ำแบบใครนี้ให้สำเร็จอย่างน้อยภายใน 3-5 ปีจากนี้ไป ..

โครงการนาทรียม Natrium Project จะสร้างงานก่อสร้างให้กับผู้คนหลายพันตำแหน่งและงานถาวรอีกหลายร้อยงานเมื่อโรงไฟฟ้าในโครงการนาทรียม Natrium Project เริ่มเปิดใช้งาน ..ไม่เพียงแต่จะใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่มีอยู่แล้วในโรงไฟฟ้าถ่านหินเดิมที่เลิกใช้แล้วเท่านั้นแต่ยังรวมถึงพนักงานของโรงไฟฟ้าในท้องถิ่นที่สามารถทำงานร่วมกับระบบสาธารณูปโภคเพื่อเปลี่ยนหรือใช้ทักษะของพวกเขากับงานที่ต้องจ่ายเงินสูงขึ้นสำหรับแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ที่ปลอดภัยกว่าในอดีตที่ผ่านมา..

แนวคิดการผนวกรวมระบบพลังงานนิวเคลียร์และระบบพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสาน Nuclear-Renewable Hybrid Energy Systems ด้วยเทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology คือ แนวทางปฏิบัติที่ยอดเยี่ยม และรวดเร็วที่สุด เพื่อให้การบรรลุสู่เป้าหมายการปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์สุทธิ Net-Zero ภายในปี 2593 นั้น เป็นไปได้ ..

ในประเด็นของการผลิตพลังงานสะอาดแทนที่แหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels นั้น แนวทางการผลิตกำลังไฟฟ้าที่เป็นที่นิยมและปฏิบัติกันมากที่สุด คือ แหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Sources ซึ่งมีความผันแปรสูงในธรรมชาติ ต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่รวมทั้งยังขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ และสภาพอากาศอีกด้วย ..อย่างไรก็ตาม พลังงานนิวเคลียร์ Nuclear Energy ยังมีข้อจำกัดบางประการ รวมถึงนโยบายภาครัฐที่เข้มงวด และความวิตกกังวลของสาธารณชน ทั้งนี้ เพื่อเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้เทคโนโลยีไร้คาร์บอนทั้งสองนี้ สามารถผนวกรวมเข้าด้วยกันและสร้างระบบพลังงานไฮบริด Nuclear-Renewable Hybrid Energy System : N-R-HES ทดแทนการใช้ประโยชน์จากระบบใดระบบหนึ่งแยกจากกัน ..

ดังนั้น เทคโนโลยีนาเทรียม Natrium Technology จึงได้กลายเป็นคำตอบและข้อไขระบบผลิตพลังงานสะอาด และระบบจัดเก็บพลังงานระยะทนยาว Long Duration Energy Storage บนโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าในศตวรรษที่ 21 ได้อย่างแท้จริง รวมทั้งเป็นหนึ่งในเส้นทางที่รวดเร็วที่สุด ต้นทุนต่ำสุดเพื่อเข้าสู่พลังงานสะอาดขั้นสูง Advanced Clean Energy ตามที่โลกต้องการสำหรับการเปลี่ยนผ่านระบบพลังงานทั่วโลก Global Energy Transition จากฐานการบริโภคพลังงานหลักด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels ไปสู่การใช้ฐานการบริโภคพลังงานหลักที่สะอาดกว่าในรูปแบบของพลังงานสะอาดสีเขียว Clean &Green Energy ที่ผนวกรวมแหล่งพลังงานนิวเคลียร์สำเร็จรูปขนาดเล็ก Small Modular Reactors : SMRs ยุคที่ 4 รุ่นล่าสุดที่ปลอดภัยเข้ากับแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Sources ไปพร้อมด้วย .. ทั้งนี้ เพื่อมุ่งสู่ระบบเศรษฐกิจ และสังคมคาร์บอนต่ำ Low Carbon Economy &Society หรือทำให้การปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์สุทธิ Net Zero Emission ภายในครึ่งหลังของศตวรรษนี้ บรรลุความสำเร็จได้ในที่สุด ..

…………………………………..

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Sodium – Cooled Fast Reactor | Wikipedia :-

https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-cooled_fast_reactor

TerraPower | Wikipedia :-

https://en.wikipedia.org/wiki/TerraPower

Natrium: Providing Flexible Clean Energy at a Competitive Cost |

Natrium Power :-

https://natriumpower.com/

Natrium™ Reactor and Integrated Energy Storage | TerraPower :-

Natrium™ Reactor and Integrated Energy Storage

Next – Gen Nuclear Plant and Jobs Are Coming to Wyoming | US

DOE :-

https://www.energy.gov/ne/articles/next-gen-nuclear-plant-and-

jobs-are-coming-wyoming

Natrium | US NRC :-

https://www.nrc.gov/reactors/new-reactors/advanced/licensing-

activities/pre-application-activities/natrium.html

With Natrium, Nuclear Can Pair Perfectly with Energy Storage |

NEI :-

https://www.nei.org/news/2020/natrium-nuclear-pairs-renewables-

energy-storage

TerraPower & PacifiCorp to Study Installation of Natrium Reactors

| Power Technology :-

https://www.power-technology.com/news/terrapower-pacificorp-

natrium/

Molten Salt Reactor | Wikipedia :-

https://en.wikipedia.org/wiki/Molten_salt_reactor

PRISM – GE Hitachi Nuclear Energy :-

https://nuclear.gepower.com/build-a-plant/products/nuclear-

power-plants-overview/prism1

Global Small Modular Reactor Market by Reactor | Research and

Markets :-

https://www.researchandmarkets.com/reports/5437939/global-

small-modular-reactor-market-by-reactor

Nuclear Option :-

https://photos.app.goo.gl/sR3LhPKGarPC5CHx6

Small Modular Reactors Explained | Nuclear Power's Future? :-

https://photos.app.goo.gl/UGxJ3nXkp51P46177