A szén-dioxid-kibocsátás csökkentését célzó kis atomerőművek új generációját fejlesztő amerikai cégeknek van egy nagy problémájuk: csak egyetlen cég értékesíti a szükséges üzemanyagot, és az is orosz.
Ezért az amerikai kormány sürgősen szeretné felhasználni a fegyverminőségű uránkészletének egy részét, hogy az új, fejlett reaktorok üzemanyagául szolgáljon, és beindítsa azt az iparágat, amelyet kulcsfontosságúnak tart a globális kibocsátáscsökkentési célok eléréséhez.
„A HALEU (magas próbaértékű, alacsony dúsítású urán) előállítása kritikus fontosságú küldetés, és a termelés növelésére irányuló minden erőfeszítést értékelünk” – mondta az amerikai energiaügyi minisztérium (DOE) szóvivője.
Az ukrajnai háború által kiváltott energiaválság felújította az érdeklődést az atomenergia iránt. A kisebb, új generációs reaktorok támogatói szerint ezek hatékonyabbak, gyorsabban megépíthetők, és felgyorsíthatják a fosszilis tüzelőanyagokról való leválást.
De mivel a reaktorokhoz szükséges magas próbaértékű, alacsony dúsítású urán (HALEU) megbízható forrása nem áll rendelkezésre, a fejlesztők attól tartanak, hogy nem kapnak megrendeléseket az erőműveikre. Megrendelések nélkül pedig a potenciális üzemanyag-előállítók nem valószínű, hogy az orosz urán helyettesítésére alkalmas kereskedelmi ellátási láncokat tudnának létrehozni és működtetni.
„Megértjük, hogy sürgős intézkedésekre van szükség a HALEU fenntartható, piacvezérelt kínálatának létrehozását ösztönző intézkedések érdekében” – mondta a DOE szóvivője, aki szerint az amerikai kormány az utolsó fázisban van annak értékelésénél, hogy az 585,6 tonna magasan dúsított uránból álló készletéből mennyit osszon ki a reaktorok számára.
Washington számára régóta aggodalomra ad okot, hogy Oroszország monopóliummal rendelkezik a HALEU-ra, de az ukrajnai háború megváltoztatta a helyzetet, mivel sem a kormány, sem az új, fejlett reaktorokat fejlesztő vállalatok nem akarnak Moszkvára támaszkodni. A HALEU akár 20 százalékra is dúsítható, szemben a legtöbb atomerőművet működtető 5 százalék körüli uránnal.
A HALEU-t azonban jelenleg csak a Roszatom orosz állami atomenergetikai vállalathoz tartozó TENEX értékesíti kereskedelmi forgalomban.
Bár egyetlen nyugati ország sem szankcionálta a Roszatomot Ukrajna miatt, főként a globális nukleáris ipar számára betöltött jelentősége miatt, az amerikai erőműfejlesztők, mint például az X-energy és a TerraPower, nem akarnak az orosz ellátási lánctól függeni.
„Néhány hónappal ezelőttig nem volt üzemanyag-problémánk. Az ukrajnai invázió után nem éreztük kellemesnek, hogy Oroszországgal üzleteljünk” – mondta Jeff Navin, a TerraPower külső ügyekért felelős igazgatója, amelynek elnöke Bill Gates.
Az atomenergia jelenleg a világ villamosenergia-termelésének mintegy 10 százalékát adja, és számos ország most új nukleáris projekteket vizsgál az energiaellátás és az energiabiztonság javítása, valamint az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésére vonatkozó célok teljesítése érdekében.
Mivel azonban a nagyszabású projektek még mindig kihívást jelentenek, többek között a hatalmas kezdeti költségek, a projekt késedelmei, a költségtúllépések és az olcsóbb energiaforrások, például a szél által támasztott verseny miatt, több fejlesztő úgynevezett kis moduláris reaktorokat (SMR) javasolt.
Míg az olyan vállalatok, mint az EDF és a Rolls-Royce által kínált SMR-ek, a hagyományos reaktorokkal azonos technológiát és üzemanyagot használnak, a Washington által finanszírozott fejlett reaktorok közül tízből kilencet HALEU felhasználására terveztek.
A támogatók szerint ezek a fejlett erőművek ritkábban igényelnek üzemanyag-utántöltést, és háromszor hatékonyabbak, mint a hagyományos modellek. Egyes elemzők szerint ez azt jelenti, hogy végső soron megelőzik a hagyományos nukleáris technológiát, bár a terveket még nem tesztelték kereskedelmi méretekben.
Az Energy Innovation Reform Project nevű kutatócsoport adatai szerint a villamos energia átlagos kiegyenlített költsége – vagyis az az ár, amely a fejlett projektek megtérüléséhez szükséges – 60 dollár megawattóránként, míg a hagyományos erőműveké 97 dollár. Egyes elemzők szerint az árkülönbség jelenleg kisebb lehet, mivel a HALEU-t használó fejlett kisebb reaktorok még nem rendelkeznek a tömegtermelésből származó méretgazdaságossági előnyökkel.
Az Egyesült Államokban és Európában működő vállalatok tervezik a HALEU kereskedelmi méretű előállítását, de még a legoptimistább forgatókönyvek szerint is legalább öt évbe telne, mire ez megvalósulhatna.
Senki sem akar tíz reaktort rendelni üzemanyagforrás nélkül, és senki sem akar üzemanyagforrásba beruházni tíz reaktor megrendelése nélkül
– mondta Daniel Poneman, az amerikai Centrus Energy Corp (LEU.A) nukleáris üzemanyag-szállító cég vezérigazgatója. Az új korszerű reaktorok iránt érdeklődő cégek, például a Washington állambeli Energy Northwest közműszolgáltató vállalat számára az üzemanyag-ellátás most minden bizonnyal kérdéses a döntéshozatali folyamatban – írja a Reuters.
Az amerikai kormány már évekkel ezelőtt felismerte, hogy Oroszország HALEU-monopóliuma akadályozhatja azoknak a fejlett reaktoroknak a fejlesztését, amelyek reményei szerint alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiát biztosítanak majd, és amelyeket európai és ázsiai piacokra is exportálhatnak.
A kormány 2019-ben megosztott költségű szerződést ítélt oda a Centrusnak – az egyetlen olyan Oroszországon kívüli vállalatnak, amely jelenleg rendelkezik HALEU-gyártási engedéllyel – egy demonstrációs létesítmény megépítésére.
„Bár a létesítménynek már idén el kellett volna kezdenie a HALEU gyártását, a gyártást 2023-ra halasztották, részben azért, mert a globális világjárvány idején az ellátási lánc problémái miatt késedelmesen jutottak hozzá a tárolóedényekhez” – közölte a Centrus.
Amint a létesítmény beindul, öt évbe telik, mire a Centrus elkezdheti az évi 13 tonna HALEU gyártását. Ez azonban csak egyharmada annak a mennyiségnek, amelyre a DOE előrejelzése szerint 2030-ig szükség lesz az amerikai reaktorok számára.
A TerraPower például azt mondta, hogy 15 tonna HALEU-ra lesz szüksége fejlett reaktorának első üzemanyagtöltetéhez. Más potenciális HALEU-gyártók még nagyobb lemaradásban vannak.
A francia állami uránbányászati és -dúsító vállalat, az Orano szerint öt-nyolc éven belül megkezdheti a HALEU gyártását, de csak akkor fog gyártási engedélyt kérni, ha már vannak hosszú távú szerződéssel rendelkező ügyfelei. Az Orano vezetése úgy véli, hogy az amerikai kormánynak kell beindítania az iparágat.
Az Urenco európai urándúsító vállalat eközben azt állítja, hogy az Egyesült Államokban és Nagy-Britanniában lévő helyszíneket fontolgatja a HALEU előállítására, de még nem nyújtott be engedélykérelmet.
A TerraPower és az X-energy számára, amelyek az Egyesült Államok Wyoming, illetve Washington államában terveznek projekteket, az óra ketyeg. Washington megbízást adott nekik két demonstrációs reaktor 2028-ig történő megépítésére, és megosztotta velük a költségeket.
Orosz üzemanyag nélkül azonban ez a határidő jóval azelőtt lejár, hogy bármely alternatív kereskedelmi szállító üzembe állna.
Bár a HALEU 20 százalékos dúsítási szintje jóval a fegyverekhez szükséges 90 százalékos szint alatt van, a cégeknek különleges engedélyekre van szükségük a gyártáshoz. További biztonsági és tanúsítási követelmények vonatkoznak a gyártóhelyekre, az üzemanyag csomagolására és szállítására is.
A folyamat felgyorsítása és a holtpontról való kilábalás érdekében az amerikai kormány a készleteiben lévő, fegyvereknek szánt, nagy dúsítású urán „lekeverését” tervezi, de ez is időbe telik.
Az amerikai kormány 2016-ban közölte, hogy 2013 ősze és 2016 tavasza között 7,1 tonna uránt kevert le. A Joe Biden amerikai elnök által augusztusban aláírt inflációcsökkentő törvény 700 millió dollárt tartalmazott a HALEU-ellátás biztosítására a kormánytól.
Szeptemberben a Fehér Ház egy ideiglenes kormányzati finanszírozási törvényben további 1,5 milliárd dollárt kért a kongresszustól az alacsony dúsítású urán és a HALEU hazai kínálatának növelésére, hogy kezelje az orosz üzemanyaghoz való hozzáférés esetleges nehézségeit.
A törvényhozók a költségekkel kapcsolatos aggályok miatt kivették az intézkedést a törvényjavaslatból, bár ez továbbra is prioritást élvez néhány Biden-tisztviselő, köztük Jennifer Granholm energiaügyi miniszter számára. Tavaly az amerikai atomerőművek uránjuk mintegy 14 százalékát importálták Oroszországból, a dúsítási szolgáltatások 28 százalékával együtt.