Kinézte magának a Paksi Atomerőművet egy amerikai cég: megoldást adnának a hatalmas problémára
Az egész világon felfigyeltek arra, ami a Paksi Atomerőműnél történik, és most egy amerikai nukleáris technológiai vállalat már konkrét műszaki megoldást is az asztalra tett a folyó menti erőművek egyre súlyosabb problémájára. A Holtec International legfrissebb közleménye nem valamilyen távoli amerikai vagy ázsiai példával kezdődik, hanem rögtön Magyarországgal és Pakssal.
A vállalat szerint a hűtővíz hiánya egyre komolyabb fenyegetést jelent a folyók mellé épített erőművekre, ennek egyik leglátványosabb példája pedig éppen a négydarabos, mintegy 2000 megawattos Paksi Atomerőmű helyzete, amelynek működését a Duna történelmien alacsony vízállása veszélyeztette.
A Holtec erre kínál egy radikálisan más megoldást: nem több vizet próbálna eljuttatni az erőműhöz, hanem azt érné el, hogy sokkal kevesebb vízre legyen szükség.
Nem a Dunát emelnék meg, hanem kiváltanák a víz egy részét
A Magyar Péter vezette kormány jelenlegi paksi mentőcsomagja a meglévő erőmű adottságaiból indul ki. Fenékküszöböt építenek a Duna medrébe, amellyel a hűtővízcsatornánál akár egy méterrel is megemelhető a vízszint, szükség esetén pedig két 80 méteres bárka elsüllyesztésével további ideiglenes tartalékot teremtenének.
A Holtec technológiája teljesen más oldalról közelíti meg ugyanezt a problémát. A léghűtéses kondenzátor – angolul air-cooled condenser, ACC – a turbinából kilépő gőz hőjét nem nagy mennyiségű folyóvíz segítségével adja le, hanem közvetlenül a környező levegőnek.
Ez is érdekelhet
Az alapelv egyszerűbb, mint amilyennek egy atomerőművi technológia elsőre hangzik. A gőz nagyméretű, bordázott csőrendszerbe kerül, kívül pedig hatalmas ventilátorok szívják át a levegőt a csöveken. A gőz lehűl és kondenzálódik, miközben a fölösleges hő a légkörbe távozik.
Nem kell hozzá másodpercenként óriási mennyiségű folyóvizet átvezetni a kondenzátoron.
A Holtec rögtön Paksot hozta fel példának
A közlemény időzítése nehezen lehetne beszédesebb. Magyarországon éppen katonák, vízügyi szakemberek, mérnökök és kivitelezők dolgoznak napi 24 órában azon, hogy a Duna újabb apadása esetén se álljon le Paks, miközben az amerikai vállalat arról beszél, hogy a folyóvíztől való függés világszerte egyre nagyobb energetikai kockázattá válik.
A Holtec a magyar erőmű mellett a romániai Cernavodát és több francia nukleáris létesítményt is megemlít. A probléma ugyanis nem kizárólag az, hogy kevés a víz. Egy folyó akkor is korlátozhatja az erőmű működését, ha elegendő víz van benne, de az túl meleg ahhoz, hogy a környezetvédelmi hőmérsékleti korlátok mellett továbbra is teljes kapacitással lehessen visszaengedni a felmelegített hűtővizet.
Paksnál pontosan ez a két kockázat találkozik: a víz lehet túl alacsony és túl meleg is. A fenékküszöb az előbbi problémára ad választ. A léghűtés hosszabb távon mindkettőből csökkenthetné az erőmű kitettségét.
Ez lehet az igazán nagy előnye
A most épülő paksi fenékküszöb rendkívül fontos beavatkozás, de alapvetően azt biztosítja, hogy alacsony dunai vízállásnál is megfelelő magasságban maradjon a víz az erőmű hűtőcsatornájánál. A kormány jelenlegi számításai szerint az első 35 ezer köbméternyi kőből kialakított keresztirányú borda már érdemben megemelheti a vízszintet, a teljes konstrukcióhoz pedig mintegy 145 ezer köbméter követ használnak fel.
A levegős hűtés ennél strukturálisabb változást jelentene. Ha a kondenzációhoz szükséges hőleadás jelentős részét nem a Duna, hanem a levegő végzi, akkor egy következő aszályos nyáron kevésbé válik létkérdéssé, hogy pontosan hány centiméteren áll a paksi vízmérce.
Ugyanez igaz a hőhullámokra. A Paksi Atomerőmű jelenlegi rendszerében nemcsak az számít, tud-e elegendő vizet kivenni a Dunából, hanem az is, hogy a visszaengedett felmelegített vízzel együtt ne lépje túl a környezetvédelmi hőmérsékleti korlátokat.
A levegős rendszer nem melegíti tovább a Dunát.
Nem valami laboratóriumi ötlet
A Holtec ráadásul nem egy még papíron sem létező futurisztikus megoldást próbál eladni. A cég levegős kondenzátortechnológiát gyárt, és az indiai Dahejben működő üzemének kapacitását az elmúlt egy évben megduplázta. További bővítést is terveznek, amely a következő két évben állhat üzembe.
Az ott készülő berendezéseket jelenleg öt darab, egyenként 800 megawattos indiai energiatermelő blokkhoz szállítják. Ezeket a Larsen & Toubro építi az indiai állami NTPC számára, és a Holtec közlése szerint az erőművek teljes egészében levegős kondenzátorokra támaszkodnak majd.
Vagyis összesen 4000 megawattnyi új termelőkapacitásnál alkalmazzák azt a technológiai irányt, amelyet a vállalat most a paksi válság kapcsán is elővett.
Még a saját új atomreaktorukat is erre készítik
A Holtec a technológiában annyira hisz, hogy saját fejlesztésű SMR-300 kis moduláris reaktorát is kínálja levegős hűtési lehetőséggel. Ennek egyik legfontosabb értékesítési érve éppen az, hogy egy ilyen blokkot nem feltétlenül kell nagy folyó vagy tó mellé telepíteni.
Ez az atomenergia egyik régi földrajzi kötöttségét lazíthatná fel. A klasszikus nagy atomerőművek telephelyválasztásánál a hatalmas hűtővízigény miatt meghatározó szempont a megfelelő vízbázis közelsége, a légkondenzáció viszont lehetőséget teremthet szárazabb régiókban is nukleáris termelésre.
Magyarország esetében azonban ennél is érdekesebb a meglévő Paks I jövője. A mostani válság ugyanis megmutatta, hogy egy eredetileg bőséges és megbízható vízbázisra tervezett erőmű fél évszázaddal később már egészen más klimatikus és hidrológiai környezetben találhatja magát.
A technológiának van ára
A Holtec maga sem állítja, hogy ingyen ebédet talált fel. A levegős kondenzátor nagyobb beruházási költséggel jár a hagyományos vízhűtésnél, és a vállalat szerint az erőmű villamos teljesítménye a legtöbb esetben valamelyest csökken, ha a hagyományos vízhűtést légkondenzáció váltja fel.
Ennek fizikai oka is van. A levegő kevésbé hatékony hőelnyelő közeg, mint a víz, különösen egy forró nyári napon. A kondenzátorban ezért magasabb nyomás alakulhat ki, ami rontja a turbinaciklus hatásfokát, vagyis ugyanannyi hőből valamivel kevesebb villamos energia készül.
A mérleg másik oldalán viszont ott van az, amit Magyarország az elmúlt hetekben saját bőrén tapasztalt meg: egy nagyon hatékony erőmű sem sokat ér, ha nincs elegendő hűtővize ahhoz, hogy működjön.
Az amerikaiak szerint a vízbiztonság egyre többet fog érni
A Holtec érvelése lényegében arra épül, hogy a klímaváltozás mellett megváltozik az erőművi gazdaságosság számítása is. Régen egy folyó mellé telepített erőműnél a víz szinte korlátlanul rendelkezésre álló természetes erőforrásnak tűnhetett. Ma már egyre több országban komoly pénzügyi kockázatot jelenthet az, ha egy hőhullám vagy rendkívüli aszály miatt több száz vagy akár több ezer megawattnyi termelést kell visszafogni.
Ha egy drágább hűtőrendszer cserébe megakadályoz évente több napnyi vagy hetnyi termeléskiesést, akkor az egyenlet egészen másként néz ki. Paks most különösen jó példája ennek, hiszen a magyar kormány számítása szerint az atomerőmű teljes kiesése havonta legalább 50 milliárd forintos többletterhet okozhatna, miközben a jelenlegi fenékküszöbös védelmi beavatkozás nagyságrendileg 6 milliárd forintba kerül.
A valódi kérdés tehát nem pusztán az, hogy mennyibe kerülne egy levegős hűtőrendszer.
Hanem az is, hogy mennyibe kerülne, ha húsz év múlva egyre gyakrabban nem lenne.
Paks most tökéletes kirakat lett a technológiának
Az amerikai vállalat kommunikációs szempontból aligha találhatott volna látványosabb európai példát. Magyarország legfontosabb erőművének termelését már többször korlátozni kellett az alacsony Duna miatt, a kormány pedig most rendkívüli eljárásban egy hatalmas fenékküszöböt építtet, bárkákat állított készenlétbe és katonákat vezényelt a helyszínre.
Erre jelenik meg a Holtec, és azt mondja: van olyan technológia, amelynél nem kell ekkora mennyiségű hűtővizet biztosítani.
A közleményükben Paks nem egy lábjegyzet.
Paks a nyitópélda.
A Holtec ráadásul nem kis szereplő
A vállalat amerikai központú nemzetközi nukleáris technológiai cég, tevékenysége a nukleáris fűtőanyag- és hulladékkezeléstől a hőtechnikai berendezéseken át a reaktortervezésig terjed. Saját közlése szerint több mint 150 atomreaktor számára szállított már terméket vagy szolgáltatást világszerte, és közel 220 megadott szabadalommal rendelkezik.
Az Egyesült Államokban a Palisades Atomerőmű újraindításán is dolgozik, emellett saját SMR-300 típusú kis moduláris reaktort fejleszt. Vagyis nem egy induló vállalkozás próbál most a magyar energiaválságra ráakaszkodni, hanem egy olyan társaság, amelynek a nukleáris ipar több területén is meglévő üzlete van.
Ez teszi különösen érdekessé, hogy a Holtec most éppen a paksi problémát választotta arra, hogy bemutassa a levegős hűtés létjogosultságát.
A következő nagy kérdés már az lehet, mit kezd ezzel Magyarország
A jelenlegi válságot természetesen nem lehet egyik napról a másikra egy új kondenzátorrendszerrel megoldani. Pakson most a fenékküszöb épül, mert olyan beavatkozásra van szükség, amely a meglévő blokkokat a lehető legrövidebb időn belül képes megvédeni az újabb extrém kisvíztől.
A Holtec ajánlata sokkal inkább a következő tíz-húsz-harminc év kérdését teszi fel. Ha a Duna kisvizei és nyári hőmérsékleti problémái valóban egyre gyakoribbá válnak, akkor elegendő-e mindig a folyót az erőmű jelenlegi rendszeréhez igazítani, vagy egyszer el kell kezdeni magát az erőművi hűtést is hozzáigazítani az új Dunához?
Ez különösen fontos lehet akkor, amikor Paks hosszú távú üzemidejéről, Paks II. jövőjéről és a magyar nukleáris termelés következő évtizedeiről döntenek.
Most egy amerikai cég már letette az egyik megoldást az asztalra
A Holtec közleményének üzenete meglehetősen világos. A világ folyóparti erőműveit egyre jobban fenyegeti a vízhiány és a túl magas vízhőmérséklet, ezért olyan hűtési technológiákra lehet szükség, amelyek sokkal kisebb mértékben függnek a természetes vízkészletektől.
A vállalat szerint a saját HI-KOOL és HI-MAX léghűtéses kondenzátortechnológiája erre adhat választ, és a rendszert más nukleáris erőművek fejlesztői és tulajdonosai számára is elérhetővé teszik.
Az időzítés pedig nem véletlenül látványos. Paksnál éppen most derült ki, milyen következménye lehet annak, ha egy ország legfontosabb erőműve és az őt hűtő folyó között megbillen az évtizedekig természetesnek hitt egyensúly.
A magyar kormány jelenleg kövekkel, fenékküszöbbel és szükség esetén elsüllyesztett bárkákkal biztosítja a vizet.
Az amerikai Holtec pedig már egy lépéssel tovább néz: mi lenne, ha a jövő atomerőművének egyszerűen sokkal kevésbé lenne szüksége a Dunára?