Les petits réacteurs pourraient relancer le secteur nucléaire bloqué

Ariel Davis

L'industrie de l'énergie nucléaire voit de grandes promesses en devenant petit.

Plus tôt cette année, NuScale Energy a franchi une étape cruciale dans ses efforts prolongés pour construire 12 réacteurs nucléaires à échelle réduite sur une parcelle vide au Laboratoire national de l'Idaho, un campus de recherche tentaculaire à la périphérie d'Idaho Falls (voir Shrinking Nuclear). La Commission de réglementation nucléaire des États-Unis D'accord pour commencer le processus formel d'examen des conceptions de l'entreprise pour l'usine de 600 mégawatts, qui pourrait alimenter une ville de la taille de Boise deux fois.

Cela donne à NuScale, basée à Portland, Oregon, la voie privilégiée pour construire les premiers réacteurs commerciaux de ce type du pays. Connus sous le nom de petits réacteurs modulaires, ou SMR, ils représentent également la première conception de réacteur substantiellement nouvelle de tout type à atteindre ce jalon du CNRC depuis des décennies.

Mais de nombreux autres projets SMR sont à venir ou en cours. Il existe environ 50 conceptions ou concepts à diverses étapes de développement ou de planification dans le monde, selon le agence internationale de l'énergie atomique . Quatre sont déjà en construction avancée en Argentine, en Russie et en Chine.

Si les premiers projets sont construits et réussissent, ces réacteurs nucléaires plus petits et potentiellement plus sûrs soulèvent la possibilité réelle de mini-centrales produites en série qui peuvent réduire considérablement les coûts et les risques initiaux de l'industrie. Cela, à son tour, pourrait faciliter l'ajout d'une source d'énergie sans carbone qui, selon de nombreux experts, sera essentielle pour réduire le risque de changement climatique.

D'un autre côté, nous ne saurons pas à quel point les usines peuvent réellement fonctionner de manière économique tant qu'elles ne seront pas opérationnelles. Et une évolution vers des réacteurs nucléaires plus petits mais plus nombreux pourrait soulever de nouveaux types de dangers de prolifération, avertissent certains observateurs.

La grande promesse des SMR commerciaux est qu'ils seraient suffisamment compacts pour être préfabriqués dans des usines et expédiés vers leur destination, où ils pourraient être empilés pour produire le niveau de production d'énergie nécessaire. Au fil du temps, la technologie pourrait introduire de nouveaux niveaux de prévisibilité, de fiabilité et d'économies d'échelle dans une industrie qui est devenue synonyme de dépassements de coûts de plusieurs milliards de dollars et d'années de retards. Cela ouvre également la possibilité que l'énergie nucléaire puisse desservir des marchés plus petits, et même des applications militaires ou industrielles, où un réacteur à grande échelle n'aurait pas de sens économique.

L'avantage le plus immédiat, cependant, est qu'ils pourraient être assez bon marché pour être construits du tout. Mobiliser l'énorme capital initial pour construire de nouveaux réacteurs à grande échelle est devenu de plus en plus difficile aux États-Unis, en particulier après que les budgets gonflés de deux usines en Géorgie et en Caroline du Sud ont fini par faire basculer Westinghouse Electric en faillite , emmenant presque sa société mère avec elle (voir Meltdown of Toshiba’s Nuclear Business Dooms New Construction in the U.S. ).

Les petits réacteurs modulaires comme le module de 50 mégawatts de NuScale promettent d'être des ordres de grandeur moins chers. Même la configuration à grande échelle de 12 modules de la société coûterait environ 3 milliards de dollars, estime la société. En revanche, l'usine Vogtle de Westinghouse en Géorgie, qui comprend deux réacteurs de 1 200 mégawatts, devait initialement coûter 14 milliards de dollars - et a gonflé à bien plus 20 milliards de dollars.

La centrale électrique inaugurale de NuScale serait possédé par l'Utah Associated Municipal Power Systems et exploité par Energy Northwest. Si tout se passe bien, il commencera à produire de l'électricité en 2026. Cela, bien sûr, est encore dans près d'une décennie. Mais l'espoir est qu'une fois que la NRC aura approuvé la conception des réacteurs et que l'entreprise aura établi sa chaîne d'approvisionnement et son processus de fabrication tiers, il deviendra plus rapide et plus facile d'aligner les clients et de déployer les réacteurs. Cependant, tout site de projet donné devra encore passer par des autorisations réglementaires supplémentaires.

Chacun des modules d'alimentation de NuScale mesurerait 74 pieds de haut et 15 pieds de large, et ils pourraient se décomposer en trois composants conçus pour être expédiés par barge, camion ou train. Ce sont des versions réduites et rationalisées des réacteurs traditionnels à eau légère sous pression, mais avec de nouvelles caractéristiques de sécurité. Entre autres choses, le réacteur serait placé sous terre dans une piscine d'eau, qui servirait également de liquide de refroidissement. Cela éliminerait le besoin de réservoirs, de pompes et de canalisations supplémentaires. Il permettrait également à un système de sécurité passive d'arrêter automatiquement le réacteur et de le refroidir sans intervention humaine, même en cas de perte d'alimentation prolongée comme celle déclenchée par un tsunami à Fukushima, au Japon.

Le dossier de sécurité est sans égal, déclare Tom Mundy, directeur commercial chez NuScale.

À numéro d'autres entreprises et instituts de recherche s'intéressent aux technologies dites de SMR de quatrième génération, y compris les sels fondus et les gaz à haute température. Mais en général, ceux-ci sont confrontés à des défis techniques plus difficiles, ainsi qu'à des défis réglementaires, et peuvent prendre plus de temps à se développer.

Le principal bailleur de fonds de NuScale est la grande société d'ingénierie Fluor, qui a pris une participation majoritaire dans l'entreprise en 2011. En 2013, le département américain de l'énergie a accordé à l'entreprise 217 millions de dollars dans le cadre du programme d'assistance technique aux licences SMR. Mais la proposition de budget de l'administration Trump comprend des coupes sévères dans les programmes nucléaires du DOE, ce qui pourrait compromettre la capacité de l'entreprise à obtenir les 47 millions de dollars restants de cette subvention.

Mundy est optimiste sur le fait que le soutien bipartite prévaudra. En effet, un certain nombre de législateurs républicains exhorté Le président Trump dans une lettre en mai pour soutenir le développement des SMR, soulignant la concurrence imminente de la Chine et de la Russie.

Malgré la promesse des SMR, la technologie n'est pas une valeur sûre. Notamment, même si les dépenses en capital sont considérablement inférieures, cela ne signifie pas nécessairement que cela se traduira par des coûts d'électricité compétitifs, en particulier par rapport au gaz naturel à faible coût.

Certains acteurs se seraient déjà retirés des SMR, notamment Westinghouse et Babcock & Wilcox, au moins en partie à cause de la concurrence de sources d'énergie moins chères.

Le coût par mégawattheure ne diminue pas nécessairement simplement parce que vous construisez une usine plus petite, explique Ryan Fitzpatrick, directeur adjoint du programme d'énergie propre du groupe de réflexion Third Way. Il doit y avoir des économies de coûts découlant d'autres processus.

Ceux-ci pourraient inclure des choses comme des délais de construction plus courts et de nouvelles caractéristiques de conception qui réduisent les dépenses réglementaires. Mais la clé pour réduire les coûts serait de créer des usines pour démarrer un grand nombre de réacteurs, explique Neil Todreas, professeur de science et d'ingénierie nucléaires au MIT.

Cela, cependant, peut présenter un peu un défi de poule et d'œuf : obtenir un financement pour construire les centrales nécessitera probablement beaucoup de commandes, mais il serait difficile pour une entreprise d'obtenir ces commandes avant de pouvoir produire de manière fiable des réacteurs à moindre coût. .

En outre, l'Union of Concerned Scientists a soulevé des questions distinctes sur la sécurité réelle des plantes. Entre autres questions, le groupe c'est noté qu'un réseau largement distribué de réacteurs plus petits mais plus nombreux pourrait rendre plus difficile la protection des matières nucléaires qui, entre autres dangers, peuvent être utilisées pour fabriquer des bombes sales.

En fin de compte, les SMR peuvent ou non devenir le moyen idéal ou le plus économique d'ajouter une production nucléaire importante au réseau. Mais dans un pays où il est devenu presque impossible de construire de nouvelles centrales nucléaires, il pourrait simplement s'agir de la technologie nécessaire pour faire avancer l'industrie à nouveau, dit Todreas.

Je ne suis pas sûr qu'il y aura une marche vers les petits réacteurs modulaires à travers les États-Unis pendant des décennies, ou qu'ils remplaceront complètement les grandes centrales électriques, dit-il. Mais certainement à court terme, ils sont très importants pour la santé de l'énergie nucléaire aux États-Unis.

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