อุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ใหม่ของอเมริกามีปัญหากับรัสเซีย

วอชิงตัน/ลอนดอน, 20 ต.ค. (สำนักข่าวรอยเตอร์) – บริษัท สหรัฐที่พัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กรุ่นใหม่เพื่อช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีปัญหาใหญ่: มีบริษัทเพียงแห่งเดียวที่ขายเชื้อเพลิงที่พวกเขาต้องการ และเป็นรัสเซีย

นั่นเป็นเหตุผลที่รัฐบาลสหรัฐฯ ต้องการเร่งด่วนที่จะใช้ยูเรเนียมเกรดอาวุธบางส่วนเพื่อช่วยเติมเชื้อเพลิงให้กับเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงใหม่และเริ่มต้นอุตสาหกรรมที่เห็นว่าจำเป็นสำหรับประเทศต่างๆ ที่จะต้องบรรลุเป้าหมายการปล่อยมลพิษสุทธิเป็นศูนย์ทั่วโลก

“การผลิต HALEU เป็นภารกิจที่สำคัญ และความพยายามทั้งหมดในการเพิ่มการผลิตกำลังได้รับการประเมิน” โฆษกกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) กล่าว

วิกฤตการณ์พลังงานที่เกิดจากสงครามในยูเครนได้กลับมาสนใจพลังงานนิวเคลียร์อีกครั้ง ผู้สนับสนุนเครื่องปฏิกรณ์รุ่นต่อไปที่มีขนาดเล็กกว่ากล่าวว่ามีประสิทธิภาพมากกว่า สร้างได้เร็วกว่า และสามารถเร่งการเปลี่ยนแปลงให้ห่างจากเชื้อเพลิงฟอสซิล

แต่หากไม่มีแหล่งที่เชื่อถือได้ของยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำ (HALEU) ที่เครื่องปฏิกรณ์ต้องการ นักพัฒนากังวลว่าพวกเขาจะไม่ได้รับคำสั่งซื้อสำหรับโรงงานของตน และหากไม่มีคำสั่งซื้อ ผู้ผลิตเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพไม่น่าจะได้รับห่วงโซ่อุปทานเชิงพาณิชย์และดำเนินการเพื่อทดแทนยูเรเนียมของรัสเซีย

“เราเข้าใจถึงความจำเป็นในการดำเนินการอย่างเร่งด่วนเพื่อสร้างแรงจูงใจในการจัดตั้งอุปทาน HALEU ที่ยั่งยืนและขับเคลื่อนโดยตลาด” โฆษกของ DOE กล่าว

รัฐบาลสหรัฐฯ อยู่ในขั้นตอนสุดท้ายของการประเมินว่าคลังยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงจำนวน 585.6 ตันจะจัดสรรให้กับเครื่องปฏิกรณ์ โฆษกกล่าว

ความจริงที่ว่ารัสเซียผูกขาด HALEU นั้นเป็นข้อกังวลสำหรับวอชิงตันมานานแล้ว แต่สงครามในยูเครนได้เปลี่ยนเกม เนื่องจากทั้งรัฐบาลและบริษัทที่พัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงใหม่ไม่ต้องการพึ่งพามอสโก

HALEU ได้รับการเสริมสมรรถนะให้สูงถึง 20% แทนที่จะเป็นประมาณ 5% สำหรับยูเรเนียมที่ให้พลังงานแก่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ แต่มีเพียง TENEX ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของบริษัทพลังงานนิวเคลียร์ของรัสเซีย Rosatom ที่ขาย HALEU ในเชิงพาณิชย์ในขณะนี้

ในขณะที่ไม่มีประเทศตะวันตกใดที่คว่ำบาตร Rosatom เหนือยูเครน ส่วนใหญ่เป็นเพราะความสำคัญของอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ทั่วโลก ผู้พัฒนาโรงไฟฟ้าของสหรัฐฯ เช่น X-energy และ TerraPower ไม่ต้องการพึ่งพาซัพพลายเชนของรัสเซีย

“เราไม่มีปัญหาเรื่องเชื้อเพลิงจนกระทั่งเมื่อไม่กี่เดือนก่อน” เจฟฟ์ นาวิน ผู้อำนวยการฝ่ายกิจการภายนอกของ TerraPower ซึ่งประธานเป็นมหาเศรษฐี Bill Gates กล่าว “หลังจากการรุกรานยูเครน เราไม่สบายใจที่จะทำธุรกิจกับรัสเซีย”

ไก่และไข่

ปัจจุบันพลังงานนิวเคลียร์ผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 10% ของโลก และหลายประเทศกำลังสำรวจโครงการนิวเคลียร์ใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงการจัดหาพลังงานและความมั่นคงด้านพลังงาน ตลอดจนช่วยให้บรรลุเป้าหมายในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

แต่ด้วยโครงการขนาดใหญ่ที่ยังคงท้าทายด้วยเหตุผลต่างๆ เช่น ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าจำนวนมาก ความล่าช้าของโครงการ ค่าใช้จ่ายเกิน และการแข่งขันจากแหล่งพลังงานที่ถูกกว่า เช่น ลม นักพัฒนาหลายรายได้เสนอสิ่งที่เรียกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบแยกส่วนขนาดเล็ก (SMR)

ในขณะที่ SMR ที่เสนอจากบริษัทต่างๆ เช่น EDF (EDF.PA) และ Rolls-Royce (RR.L) ใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่และเชื้อเพลิงแบบเดียวกับเครื่องปฏิกรณ์แบบเดิม เครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูง 9 ใน 10 เครื่องที่ได้รับทุนจาก Washington ได้รับการออกแบบให้ใช้ ฮาลู

ผู้เสนอกล่าวว่าโรงงานขั้นสูงเหล่านี้ต้องการการเติมเชื้อเพลิงน้อยกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่ารุ่นดั้งเดิมถึงสามเท่า นักวิเคราะห์บางคนกล่าวว่านี่หมายความว่าในที่สุดพวกเขาจะแซงหน้าเทคโนโลยีนิวเคลียร์แบบเดิม แม้ว่าการออกแบบจะยังไม่ได้รับการทดสอบในเชิงพาณิชย์ก็ตาม

ค่าไฟฟ้าที่ปรับระดับโดยเฉลี่ย ซึ่งเป็นราคาที่จำเป็นสำหรับโครงการขั้นสูงเพื่อให้คุ้มทุน คือ 60 ดอลลาร์ต่อเมกะวัตต์-ชั่วโมง เทียบกับ 97 ดอลลาร์สำหรับโรงงานทั่วไป ตามข้อมูลจากกลุ่มวิจัยโครงการปฏิรูปนวัตกรรมพลังงาน

นักวิเคราะห์บางคนกล่าวว่าความแตกต่างของราคาอาจแคบลงในขณะนี้ เนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงที่มีขนาดเล็กกว่าที่ใช้ HALEU ยังไม่มีการประหยัดต่อขนาดจากการผลิตจำนวนมาก

บริษัทต่างๆ ในสหรัฐอเมริกาและยุโรปมีแผนที่จะผลิต HALEU ในเชิงพาณิชย์ แต่แม้ในสถานการณ์ที่มองโลกในแง่ดีที่สุด พวกเขากล่าวว่าต้องใช้เวลาอย่างน้อยห้าปีนับจากจุดที่ตัดสินใจดำเนินการ

และปัญหาไก่และไข่นี้ทำให้การพัฒนาอุปทาน HALEU เป็นไปอย่างราบรื่น

“ไม่มีใครต้องการสั่งซื้อเครื่องปฏิกรณ์ 10 เครื่องที่ไม่มีแหล่งเชื้อเพลิง และไม่มีใครอยากลงทุนในแหล่งเชื้อเพลิงที่ไม่มีคำสั่งเครื่องปฏิกรณ์ 10 เครื่อง” Daniel Poneman หัวหน้าผู้บริหารของบริษัท Centrus Energy Corp (LEU.A) ผู้ผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ กล่าว

สำหรับบริษัทที่สนใจในเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงรุ่นใหม่ เช่น Energy Northwest ซึ่งเป็นสาธารณูปโภคของรัฐวอชิงตัน การจัดหาเชื้อเพลิงเป็นปัญหาในกระบวนการตัดสินใจอย่างแน่นอน

“การจัดหา HALEU ที่เชื่อถือได้เป็นหนึ่งในหลายปัจจัยที่อยู่ระหว่างการพิจารณา” บริษัทกล่าวในแถลงการณ์ทางอีเมล

อุปกรณ์ทางเลือก

รัฐบาลสหรัฐฯ ยอมรับเมื่อหลายปีก่อนว่าการผูกขาด HALEU ของรัสเซียอาจขัดขวางการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูง โดยหวังว่าจะให้พลังงานคาร์บอนต่ำที่บ้าน และยังส่งออกไปยังตลาดในยุโรปและเอเชียด้วย

รัฐบาลได้ทำสัญญาจ้างเหมาร่วมกันในปี 2019 ให้กับ Centrus ซึ่งเป็นบริษัทเดียวที่อยู่นอกรัสเซียซึ่งปัจจุบันได้รับใบอนุญาตให้ผลิต HALEU เพื่อสร้างสถานที่สาธิต

ในขณะที่โรงงานมีกำหนดจะเริ่มผลิต HALEU ในปีนี้ แต่การผลิตกลับถูกเลื่อนออกไปในปี 2566 ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความล่าช้าในการเก็บคอนเทนเนอร์สำหรับจัดเก็บอันเนื่องมาจากปัญหาห่วงโซ่อุปทานในช่วงการระบาดใหญ่ทั่วโลก Centrus กล่าว

เมื่อโรงงานเริ่มดำเนินการแล้ว จะต้องใช้เวลาห้าปีก่อนที่ Centrus จะเริ่มผลิต HALEU ได้ 13 ตันต่อปี แต่นั่นเป็นเพียงหนึ่งในสามของจำนวนโครงการ DOE ที่จำเป็นสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ของสหรัฐฯ ภายในปี 2030

ตัวอย่างเช่น TerraPower กล่าวว่าจำเป็นต้องใช้ HALEU 15 ตันสำหรับการบรรจุเชื้อเพลิงครั้งแรกของเครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูง

ผู้ผลิต HALEU ที่มีศักยภาพรายอื่นอยู่เบื้องหลัง

Orano บริษัทขุดแร่และเสริมสมรรถนะยูเรเนียมของฝรั่งเศสกล่าวว่า บริษัทสามารถเริ่มผลิต HALEU ได้ในห้าถึงแปดปี แต่จะขอใบอนุญาตการผลิตก็ต่อเมื่อมีลูกค้าที่มีสัญญาระยะยาว

ในการตอบสนองต่อคำขอของ DOE เพื่อขอข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการสร้างโปรแกรมเพื่อสนับสนุนการผลิต HALEU Orano กล่าวว่ารัฐบาลสหรัฐจะต้องเริ่มต้นอุตสาหกรรมนี้

“การประเมินของ Orano แสดงให้เห็นว่าปัจจัยที่สำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียวที่ทำให้ประสบความสำเร็จคือ DOE ซึ่งรับประกันปริมาณความต้องการ” บริษัทกล่าวในแถลงการณ์บนเว็บไซต์

Urenco บริษัทเสริมสมรรถนะยูเรเนียมของยุโรป กล่าวว่ากำลังพิจารณาสถานที่ในสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักรสำหรับการผลิต HALEU แต่ยังไม่ได้ยื่นขอใบอนุญาต

นาฬิกากำลังเดินอยู่

สำหรับ TerraPower และ X-energy ซึ่งมีโครงการที่วางแผนไว้ในรัฐไวโอมิงและวอชิงตันของสหรัฐอเมริกาตามลำดับ นาฬิกากำลังเดินอยู่

วอชิงตันมอบสัญญาให้พวกเขาสร้างอธิการสาธิตสองคนภายในปี 2571 และแบ่งปันค่าใช้จ่าย แต่หากไม่มีเชื้อเพลิงของรัสเซีย เส้นตายนั้นจะตกลงไปอย่างรวดเร็วก่อนที่ซัพพลายเออร์เชิงพาณิชย์รายอื่นจะเริ่มดำเนินการ

ในขณะที่ระดับการเสริมสมรรถนะ 20% สำหรับ HALEU นั้นต่ำกว่าระดับ 90% ที่จำเป็นสำหรับอาวุธ แต่บริษัทต่างๆ จำเป็นต้องมีใบอนุญาตพิเศษในการผลิต ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและการรับรองเพิ่มเติมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสถานที่ผลิต บรรจุภัณฑ์ และการขนส่งเชื้อเพลิง

เพื่อเร่งกระบวนการและทำลายการชะงักงัน รัฐบาลสหรัฐฯ กำลังมองหา “ดาวน์เบลนด์” ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงเกรดอาวุธที่อยู่ในคลังเก็บ แม้ว่าจะต้องใช้เวลาเช่นกัน

รัฐบาลสหรัฐกล่าวในปี 2559 ว่าได้ลดลง 7.1 ตันระหว่างวันที่ 30 กันยายน 2556 ถึง 31 มีนาคม 2559 เมื่อถูกถามในเดือนนี้ว่ากระบวนการนี้เร็วขึ้นหรือไม่ DOE กล่าวว่า: “อัตราการดาวน์เบลนด์ได้รับการประเมินอย่างสม่ำเสมอเพื่อโอกาสในการเร่งความเร็ว”

พระราชบัญญัติลดเงินเฟ้อ ประธานาธิบดีโจ ไบเดน แห่งสหรัฐฯ ลงนามในเดือนสิงหาคม มีเงิน 700 ล้านดอลลาร์เพื่อจัดหาวัสดุ HALEU จากรัฐบาล และกลุ่มพันธมิตรที่ร่วมมือกับ DOE เพื่อใช้ในเครื่องปฏิกรณ์และการวิจัยขั้นสูง

ในเดือนกันยายน ทำเนียบขาวขอให้รัฐสภาเพิ่มเงิน 1.5 พันล้านดอลลาร์ในร่างกฎหมายเงินทุนชั่วคราวของรัฐบาล เพื่อเพิ่มอุปทานภายในประเทศของยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำและ HALEU เพื่อแก้ไขปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในการเข้าถึงเชื้อเพลิงของรัสเซีย

ฝ่ายนิติบัญญัตินำร่างพระราชบัญญัตินี้ออกจากร่างกฎหมายเกี่ยวกับความกังวลเกี่ยวกับค่าใช้จ่าย แม้ว่าจะยังคงเป็นประเด็นสำคัญสำหรับเจ้าหน้าที่ของไบเดนบางคน รวมถึงเจนนิเฟอร์ แกรนโฮล์ม รัฐมนตรีกระทรวงพลังงาน

ปีที่แล้ว โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในสหรัฐฯ นำเข้ายูเรเนียมประมาณ 14% จากรัสเซีย และอีก 28% ของบริการเสริมสมรรถนะ ตามรายงานของสำนักงานข้อมูลพลังงานสหรัฐ

รายงานโดย Sarah McFarlane และ Susanna Twidale ในลอนดอนและ Timothy Gardner ในวอชิงตัน; เรียบเรียงโดย Veronica Brown และ David Clarke

มาตรฐานของเรา: หลักการเชื่อถือของ Thomson Reuters