Amerykanie zaprojektowali elektrownię na platformie

Fala tsunami wywołana wstrząsem sejsmicznym zniszczyła w 2011 roku miasto, port i elektrownię Fukushima, spowodowała największą katastrofę nuklearną od niesławnej pamięci Czarnobyla ponad ćwierć wieku temu.

Od tamtej pory inżynierowie i naukowcy usiłują znaleźć rozwiązanie, aby podobne wydarzenia nie miały miejsca. Być może znaleźli je specjaliści ze słynnego MIT – Massachusetts Institute of Technology.

Zespół prof. Jacopo Buongiorno, specjalisty w dziedzinie technologii nuklearnych, opracował koncepcję pływającej elektrowni, której nie zagrozi nawet najpotężniejsza fala tsunami po najsilniejszym trzęsieniu ziemi.

Potrzebna platforma

Budowa takiej elektrowni nie będzie się odbywała na morzu, ale w stoczni, skąd zostanie odholowana na przeznaczone dla niej miejsce i tam zakotwiczona. Będzie to taki punkt, w którym dno jest na tyle głęboko, aby nadbiegająca z oceanu fala tsunami nie dotykała go, nie wypiętrzała się i nie ujawniała swojej niszczycielskiej potęgi. Dlatego pływająca elektrownia powinna znajdować się w miejscu, gdzie głębokość wody przekracza 100 metrów, a więc z reguły od 7 do 12 km od wybrzeża. Wytworzona energia będzie przekazywana na ląd podwodną linią przesyłową.

Elektrownia zostanie zbudowana na platformie przypominającej platformy wiertnicze do wydobywania ropy i gazu, technologia ich budowy jest już opanowana w stopniu perfekcyjnym. Ocean otaczający platformę z elektrownią spełni rolę chłodziwa dla reaktora. W elektrowniach atomowych jest to newralgiczny punkt, katastrofa w Fukushimie nastąpiła dlatego, że pod wpływem uderzenia tsunami awarii uległ właśnie system chłodzenia reaktorów.

– W elektrowni na oceanie znika ryzyko przegrzania i stopienia rdzenia reaktora, ocean w roli systemu chłodzenia z natury rzeczy nie może ulec awarii, jego pojemność cieplna praktycznie jest nieograniczona, pochłania on i rozprasza ciepło w sposób doskonały – podkreśla prof. Jacopo Buongiorno.

Środowisko nie straci

Zaletą pływającej elektrowni będzie oszczędność materiału, nie będą potrzebne ogromne ilości betonu, podstawowym materiałem konstrukcyjnym będzie stal. To z kolei sprawi, że w razie konieczności, gdy obiekt się zestarzeje, można go będzie z łatwością rozebrać, a materiały z rozbiórki nie zaszkodzą środowisku, stal nadaje się bowiem do ponownego użycia w wielu innych, mniejszych obiektach, konstrukcjach, statkach itp. Żeby zlikwidować przestarzałą elektrownię, wystarczy ją odholować do stoczni.

W przypadku pływających elektrowni ich wielkość przestaje mieć znaczenie, mogą to być małe 50-megawatowe obiekty lub duże 1000-megawatowe.

– To bardzo obiecujący projekt, pod względem technicznym łatwy do realizacji, ma realne szanse na zastosowanie, zwłaszcza w Japonii i krajach azjatyckich, gdzie zapotrzebowanie na energię elektryczną szybko rośnie, a równocześnie zagrożenie tsunami jest największe – uważa prof. Toru Obara z Laboratorium Badań Reaktorów Atomowych Politechniki Tokijskiej.

Francuscy konstruktorzy z DCNS (Direction des Constructions Navales Services), jednego  z największych w Europie koncernów stoczniowych, z doświadczeniem w budowie atomowych okrętów podwodnych (18 jednostek), także opracowali projekt elektrowni jądrowych umieszczanych w oceanie. Nosi on nazwę Flexblue. Podwodne moduły Flexblue z reaktorami miałyby moc od 50 do 250 MW. Zdaniem konstruktorów nadają się do zaspokajania zapotrzebowania na energię aglomeracji liczących od 100 tys. do miliona mieszkańców. Pierwszy Flexblue mógłby opuścić stocznię w 2017 roku.

Podwodny moduł Flexblue to cylinder o długości 100 i szerokości od 12 do 15 metrów. Wewnątrz umieszczony jest reaktor wytwarzający parę wodną obracającą grupę turboalternatorów generujących prąd.

Zdalne sterowanie

Moduł ma możliwość poruszania się w górę i w dół dzięki wodnym komorom balastowym. W środku jest suchy, dlatego w razie usterki mechanicy będą mieli dostęp do środka przez śluzę, dotrą do niej transportową miniłodzią podwodną.

Moduł jest wyposażony w kabinę osobową, ale konstruktorzy nie przewidzieli konieczności stałej obecności człowieka w podwodnym cylindrze. Zastosowali system zdalnego sterowania z lądu.

Flexblue przystosowany jest do zanurzenia na głębokość 60–100 m. Powinien być umieszczany w odległości od 5 do 15 km od wybrzeża. Wyprodukowana energia będzie przekazywana na ląd podwodnym kablem. Przewidziano możliwość umieszczania obok siebie, w miarę narastającego zapotrzebowania na energię, wielu niezależnych modułów.

Flexblue będzie budowany w stoczni w Cherbourgu, wyspecjalizowanej w budowie okrętów podwodnych. Gotowe moduły zostaną dowiezione na miejsce na pokładzie specjalnie zbudowanej zatapialnej barki, która ułatwi opuszczanie elektrowni na przewidzianą głębokość.

Ustawianie modułu w odpowiedniej pozycji, zmiana głębokości i lokalizacji może się odbywać za pomocą zdalnie sterowanych małych silników. Prace konserwacyjne będą przeprowadzane w stoczni lub posłuży do tego specjalnie zbudowany i odpowiednio wyposażony statek dopływający na miejsce. Zużyty moduł będzie rozbierany w stoczni bez szkody dla środowiska.

Inna wizja pływającej elektrowni atomowej powstała w Rosji, nazwano ją „Akademik Łomonosow". Budowa już trwa w stoczni w Sankt Petersburgu. Elektrownia zostanie umieszczona na ogromnej barce.

Światło na odludziu

Po zakończeniu budowy elektrownia zostanie odholowana w rejon Kamczatki i tam zakotwiczona w niewielkim porcie Wijluszynsk na Oceanie Spokojnym.

„Akademik Łomonosow" dostarczy energii wystarczającej do zasilania 350-tysięcznego miasta przez okres 38 lat. Ale nie skorzysta z niej żadne miasto, lecz najbardziej odległe i odizolowane okolice, gdzie brakuje wody pitnej i można ją uzyskiwać przez odsalanie wody morskiej – ale do tej technologii potrzeba dużo energii.

Co 12 lat nastąpi przerwa eksploatacyjna i wymiana zużytego uranu. Rosja planuje zbudowanie jeszcze siedmiu takich elektrowni – wszystkie na użytek odizolowanych regionów.

W perspektywie 15–20 lat mają powstać mniejsze elektrownie atomowe lokowane na syberyjskich rzekach. Przeznaczone są dla odizolowanych regionów w głębi Azji, staną się szansą rozwoju dla Syberii.