Let's deconstruct: the Chinese ACP100 – what is Serbia perhaps negotiating about?

For several days now, there has been talk in Serbia about the possibility of close cooperation between China and Serbia on nuclear technology. But although these negotiations are shrouded in secrecy and communicated, it seems, exclusively through PR channels and without detailed information – there is still room for an analytical approach. From the media, we learn that a “small modular reactor” is on offer. And the interlocutors of domestic media, by all accounts, recommend caution, advise the experts as those who should make the final decisions, before too rapid a plunge into the project, with which we fully agree

A mi ćemo da probamo i sa tehničkog i tehološkog aspekta da analiziramo eventualnu ponudu. U Kini postoji nekoliko reaktorskih dizajna malih modularnih reaktora koji se nalaze u različitim fazama: TMSR, HTR-PM i ACP100 (ili Linglong One). U fazama konceptualizacije postoji još nekoliko dizajna, ali ova tri se smatraju dizajnima koji imaju određenog potencijala i koji su dosegli neku vrstu “zrelosti”.  

Od svih njih – ACP100 je po svemu sudeći predmet medijskih spekulacija. Jer što se tiče druga dva – u pitanju su izuzetno napredni dizajni – jedan je visokotemperaturni gasno hlađeni takozvani “pebble” reaktor jer je gorivo zatvoreno u sferičnim elementima; dok je TMSR torijumski reaktor hlađen rastopljenim solima. Oba su izuzetno napredna dizajna četvrte generacije i u suštini su eksperimentalni tehnodemonstratori, pa nije za očekivati da će ikada biti ponuđeni na tržištu. 

Ostaje, dakle, ACP100.  

ACP100

Mali modularni reaktor ACP100 (poznat i pod komercijalnim nazivom Linglong One) predstavlja tehnologiju reaktora pod pritiskom (PWR), hlađenih i moderiranih lakom vodom treće generacije, koju je samostalno razvila kineska nacionalna korporacija CNNC. Zbog svojih specifičnih karakteristika — visoke bezbednosti, fleksibilnosti i modularnog dizajna — ovaj reaktor je projektovan kao višenamensko energetsko rešenje za gusto naseljena područja, ostrva, priobalne i kontinentalne regije. 

Koliko smo mogli da saznamo – a informacije o ovom projektu su poprilično škrte, ponajviše smo saznavali iz zvanične internet stranice i predavanja doktora Danrong Songa, glavnog dizajnera Kineskog nuklearnog instituta, prezentacije reaktorskog dizajna međunarodne agencije za atomsku energiju kao i članka “Multiple Choices of Reactor Core Nuclear Design for ACP100’s Application in Different Scenarios” autora Wang Liangzi, Ju Haitao, Li Qing, Qin Dong, Wang Lianjie, Yu Yingrui, Ning Zhonghao, Wang Chenlin, Guo Rui, Wang Shuai, Zhang Bin, Xiang Hongzhi, Lou Lei i Sun Wei – razvoj ovog dizajna je započeo u junu 2010. a trenutno se reaktor nalazi u izgradnji na ostrvu Hainan.  

Što se tiče samog dizajna, osnovne smo informacije naveli – lakovodni reaktor sa vodom pod pritiskom, dakle, poprilično uobičajeno rešenje. Od ostalih, navedimo da se prema podacima kojima raspolažemo jezgro reaktora sastoji od 57 gorivnih sklopova, te da temperatura vode u prvom prstenu iznosi između 286,5 na ulasku i 319,5 na izlaznom ventilu. Termalna snaga reaktora iznosi 385 megavata dok je električni output 125 megavata – što znači da je efikasnost oko 32,5%, što je potpuno u skladu sa standardima za lakovodne reaktore sa vodom pod pritiskom. Dizajneri predviđaju životni vek od 60 godina i zamenu goriva na otprilike 2 godine, i reaktor koristi gorivo obogaćeno do 4,95%, uobičajeno oko od 4,45% za sveže pakete (mada jedan od izvora navodi obogaćenje od 4,2%). Kontrola reaktivnosti se vrši uz pomoć kontrolnih šipki koje su locirane iznad jezgra. 

Dodajmo još na kraju i da je primarni metod modularizacije i smanjenja dimenzije bila integracija celog primarnog prstena – jezgra, parogeneratora i pumpi – unutar jednog modula, što smanjuje i rizik ot takozvanomg “LOCA” (loss of coolant accident) ali verovatno komplikuje održavanje.

Kompaktan dizajn i brza izgradnja 

Ključna prednost ACP100 u odnosu na tradicionalne nuklearne elektrane jeste radikalno smanjenje dimenzija i vremena izgradnje. Pa se tako izdvaja potencijalni brži izlazak na mrežu: period izgradnje za ACP100 procenjuje se na svega 48 meseci, dok je za klasične nuklearne elektrane velikog kapaciteta potrebno između 56 i 60 meseci; bolje iskorišćavanje prostora: oprema je malih dimenzija, pa pojednostavljeni pomoćni objekti dramatično smanjuju potrošnju zemljišta, čineći reaktor ekološki prihvatljivim za lociranje u blizini urbanih sredina i industrijskih čvorišta.

Multifunkcionalnost

A za razliku od reaktora velikog kapaciteta koji primarno služe za proizvodnju struje, ACP100 je dizajniran kao multifunkcionalno postrojenje koje zadovoljava različite komunalne i industrijske potrebe: napajanje malih i srednjih električnih mreža, izolovanih ostrva i udaljenih regija; snabdevanje gradova toplotnom energijom (dakle za centralno grejanje); isporuka tehnološke pare visoke temperature za potrebe teške industrije; kao i za desalinizaciju.

Bezbednost

Što se tiče bezbednosti, bezbednosna arhitektura reaktora ACP100 projektovana je da zadovolji svetske standarde, oslanjajući se na pasivne sisteme koji ne zahtevaju ljudsku intervenciju. Što se tiče eventualnih incidenata, opremljen je sa tri nivoa pasivne zaštite: pasivni sistem hlađenja jezgra, pasivni sistem otklanjanja rezidualne toplote i pasivni sistem hlađenja reaktorske zgrade. Dakle opremljen je pasivnim bezbednosnim sistemima koji rade nezavisno od spoljnog izvora napajanja, obezbeđujući takozvani „period neintervencije” (vreme u kojem reaktor sam sebe hladi bez ikakve akcije operatera, dakle, pasivno hlađenje prirodnom konvekcijom) u trajanju od preko 3 dana. Takođe, kao što se može videti na priloženoj arhitektonskoj šemi, zgrada reaktora je ukopana u zemlju, što pruža visoku zaštitu od spoljnih opasnosti (poput prirodnih katastrofa ili mehaničkih udara). A reaktor je opremljen i višeslojnim sistemom zaštite: primarni prsten (reaktorska posuda) je smešten unutar zaštitnog kontejnmenta, koji je dalje izolovan unutar sekundarne zaštitne zgrade. Ovakav dizajn uveliko eliminiše rizik od otkaza usled natpritiska i sprečava eventualno ispuštanje radioaktivnih materija u atmosferu. Takođe, prema informacijama koje čitamo na sajtu, ovaj reaktor poseduje i pasivni sistem za ubrizgavanje i hlađenje šupljine koji se oslanja na prirodnu cirkulaciju koji hladi donji deo reaktorske posude, održava njen integritet i zadržava eventualne ostatke istopljenog jezgra unutar same posude, sprečavajući scenario topljenja betonskog postolja elektrane (takozvani “kineski sindrom”) ukoliko do topljenja dođe.

Ipak, što se tiče ovih navedenih prednosti: gotovo u potpunosti iste prednosti (smanjenje vremena izgradnje, niža cena, male dimenzije, sistemi pasivne bezbednosti…) navode se u svakom dizajnu malih modularnih reaktora, pa se ACP100 ni po čemu posebno ne izdvaja od ostatka ponude. 

No, i u toj ponudi je problem: kao što smo mnogo puta rekli, industrija malih modularnih reaktora je izuzetno jaka na obećanjima i poprilično slaba u ostvarivanju obećanja: od nekih osamdeset predloženih dizajna, trenutno su komercijalno operativna dva – reaktor KLT-40 na akademiku Lomonosovu i gorepomenuti HTR-PM. To je to. Prvi ACP100, koji će biti u komercijalnoj upotrebi se doduše već gradi na ostrvu Hainan, ali za ovu industriju je potrebno veliko iskustvo u industrijskom funkcionisanju – a to ACP100 nema i ne izgleda da će skoro imati. A za zemlju kao što je Srbija – kupovina prvog (ili “jednog od prvih”) komercijalnog modela znači da bismo mi u praksi bili poligon za testiranje. A bojim se da mi nemamo luksuz da rešavamo nepredviđene inženjerske probleme u hodu.

Naravno, tu je i i geopolitika: ACP100 je kineski dizajn a Srbija je okružena zemljama Evropske unije i naš regulatorni okvir (kada ga jednom napravimo) moraće da bude usklađen sa zapadnoevropskim standardima i procedurama, što znači da će eventualni kineski reaktor morati da se u njih uklopi, a i da prođe manje ili više zvanično odobrenje evropske administracije – što je, cenimo, veoma malo verovatno. 

Jer dosta se u Evropi radi na tehnološki neutralnom pristupu, ali jako malo na politički neutralnom, pa se pribojavamo da bi eventualna adopcija kineskog SMR sa koji se pritom ima veoma malo iskustva u komercijalnim operacijama bila veoma lako zakočena od strane evropske administracije. 

U konačnici se slažemo sa ocenom koju su dali sagovornici medija – Prvog programa Radio Beograda, naučni istraživač sa Mašinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu, Miloš Lazarević i urednica portala Energija Balkana Jelica Putniković – koji su pre svega preporučili oprez te istakli da se u ovakve projekte ne srlja previše bezglavo. 

S.A.