Vuonna 2009 New Yorkissa toiminut sijoitusjohtaja Simon Irish löysi tavan, jolla hän uskoi voivan muuttaa maailmaa. Irlantilaiset näkivät, että maat ympäri maailmaa tarvitsevat valtavan määrän puhtaan energian hankkeita fossiilisten polttoaineiden infrastruktuurin korvaamiseksi ja tuottavat tarpeeksi energiaa vastaamaan Kiinan, Intian ja muiden nopeasti kasvavien maiden kysyntää. Hän tajusi, että pelkästään uusiutuvat luonnonvarat, jotka tukeutuvat tuulen ja auringon hehkuun, eivät riitä. Ja hän tiesi myös, että ydinvoima, ainoa olemassa oleva puhtaan energian muoto, joka pystyi täyttämään aukot, oli liian kallista kilpaillakseen öljyn ja kaasun kanssa.
Mutta sitten, vuonna 2011 pidetyssä konferenssissa, hän tapasi insinöörin, jolla oli innovatiivinen muotoilu sulassa suolajäähdytetyssä ydinreaktorissa. Irlantilainen ajatteli, että jos se toimii, se ei vain ratkaise ydinenergian ikääntymisongelmaa, vaan tarjoaa realistisen tien fossiilisten polttoaineiden poistamiseen.
Ja sitten hän kysyi itseltään: "Onko mahdollista kehittää reaktoreita paremmin kuin 60 vuotta sitten?" Vastaus oli: "Ehdottomasti."
Onko mahdollista rakentaa kodin ydinreaktori?
Irlanti oli niin vakuuttunut siitä, että tämä uusi reaktori olisi suuri sijoitus, että hän omistautui koko uransa siihen. Melkein kymmenen vuotta myöhemmin Irlannista tuli New Yorkin maanpäällisen energian toimitusjohtaja. Yritys, joka odottaa rakentavan sulan suolareaktorin vuoteen 2030 mennessä.
Maanpäällinen ei ole yksin tekemässä tätä. Kymmeniä ydinvoima-aloittajia ilmaantuu täällä ja siellä, kaikki omistettu tunnettujen ydinongelmien - radioaktiivisen jätteen, päästöjen, aseiden leviämisen ja korkeiden kustannusten - ratkaisemiseksi.
Ydinjätettä polttavat reaktorit. Reaktorit, jotka on suunniteltu tuhoamaan isotooppeja, joita voidaan käyttää aseissa. Pienet reaktorit, jotka voitaisiin edullisesti rakentaa tehtaisiin. Ideoita on niin paljon.
Mainosvideo:
Entinen energiaministeri, Terrestrialin neuvonantaja Ernest Monitz ajattelee, että tapahtuu jotain uutta. "En ole koskaan nähnyt tällaista innovaatiota tässä segmentissä", hän sanoo. "Se on todella mielenkiintoista."
Muut reaktorit, kuten terrestriaalisuunniteltu suolajäähdytteinen reaktori, jäähdytetään automaattisesti, jos ne kuumenevat liian paljon. Vesi virtaa tavanomaisten reaktorien läpi ja suojaa niitä ylikuumenemiselta, mutta jos jotain pysäyttää tämän virtauksen - esimerkiksi Fukushiman maanjäristys ja tsunami -, vesi lähtee, jättäen mitään sulatteen pysäyttämiseen.
Toisin kuin vettä, suola ei kiehu, joten vaikka operaattorit sammuttavat turvajärjestelmät ja poistuvat, suola jäähdyttää järjestelmää edelleen, Irish sanoo. Suola kuumenee ja laajenee, työntäen uraaniatomit toisistaan ja hidastaen reaktiota (mitä vahingollisempia atomeja enemmän, sitä vähemmän on todennäköistä, että ohimenevä neutroni erottaa ne, laukaistaen seuraavan reaktioketjun).
"Se on kuin kattilassa liesi, joka keittää pastaa", sanoo irlantilainen. Riippumatta siitä, kuinka liesi on kuuma, pasta ei tule koskaan olla yli 100 celsiusastetta, ellei vesi haihdu. Niin kauan kuin sitä on läsnä, vesi kiertää ja hajottaa lämpöä. Jos kuitenkin korvaat veden nestemäisellä suolalla, joudut lämmittämään koko asteen 1000 asteeseen ennen kuin kylmäaineesi alkaa haihtua.
Kaikki tämä voi kuulostaa fantasialta, mutta se on todellisuutta. Venäjä on tuottanut sähköä edistyksellisestä reaktorista, joka polttaa radioaktiivista jätettä vuodesta 2016. Kiina on rakentanut "pikkukivi" -reaktorin, joka estää radioaktiivisia elementtejä grafiitipallojen sisällä.
Kolmannen suunnan ideatankki alkoi kartoittaa kaikkia edistyneitä ydinalan hankkeita Yhdysvalloissa vuonna 2015 jäljittääkseen aloittavia yrityksiä ja julkisen sektorin hankkeita, jotka yrittävät hyödyntää vähähiilistä energiaa turvallisella, halvalla, puhtaalla ydinprosessilla. Tuolloin kartalla oli 48 pistettä, ja nyt niitä on 75, ja ne levisivät sisekkeinä.
"Hankkeiden lukumäärän, niiden parissa työskentelevien ihmisten määrän ja yksityisen rahoituksen määrän suhteen mikään ei voi vertailla menemättä takaisin 1960-luvulle", sanoo Ryan Fitzpatrick, joka työskentelee puhdasta energiaa kolmannella tavalla.
Aikoina, jolloin Walt Disney julkaisi ydinenergiaa edistävän elokuvan Ystävämme Atom, kun futuristinen käsitys sähköstä, joka oli”liian halpaa mitata”, näytti uskottavalta, sähköinsinöörit suunnittelivat rakentavansa satoja reaktoreita Yhdysvaltoihin.
Miksi kaikki tämä tapahtuu juuri nyt? Loppujen lopuksi tutkijat ovat työskennelleet vaihtoehtoisten reaktorityyppien suhteen kylmän sodan alusta lähtien, mutta niitä ei ole otettu käyttöön täysin. Kehittyneiden reaktorien historia on täynnä epäonnistuneiden yritysten ruumiita. Suolajäähdytteinen reaktori käynnistettiin menestyksekkäästi vuonna 1954, mutta Yhdysvallat päätti erikoistua vesijäähdytteisiin reaktoreihin ja poistaa muut mallit.
Mutta jotain perustavaa laatua olevaa on muuttunut: Aikaisemmin ydinvoimayhtiöllä ei ollut syytä pyytää miljardeja dollareita uudesta suunnittelusta osana liittovaltion sääntelyprosessia, koska perinteiset ydinreaktorit olivat kannattavia. Näin ei enää ole.
"Ensimmäistä kertaa puoli vuosisataa vakiintuneet ydinvoiman pelaajat ovat taloudellisissa vaikeuksissa", sanoo irlantilainen.
Viime aikoina Yhdysvallat on vedonlyönti perinteisistä vesijäähdytteisistä reaktoreista, eikä se pelaa hyvin. Vuonna 2012 South Carolina Electric & Gas sai luvan rakentaa kaksi suurta tavanomaista reaktoria tuottaakseen 2 200 MW: n tehoa, joka riittää 1,8 miljoonan asunnon tuottamiseen, ja lupasivat olevansa toiminnassa vuonna 2018. Maksamalla sähkölaskujaan ihmiset näkivät, että ne kasvoivat 18%, mikä tietenkin johti viivästyksiin reaktorien rakentamisessa. Tyhjennettyään 9 miljardia dollaria projektiin, laitokset antautuivat.
Samanlaisia tarinoita tapahtuu ulkomailla. Suomessa uuden reaktorin rakentaminen Olkiluodon voimalaitokselle on kahdeksan vuotta jäljessä aikataulusta ja 6,5 miljardia dollaria budjetin jälkeen.
Vastauksena nämä ydinyritykset suunnittelevat liiketoimintaansa välttääkseen suuria kustannusten ylityksiä. Monet heistä suunnittelevat rakentavan standardoidut reaktoripartikkelit tehtaalla ja kootavat ne sitten yhdessä LEGO: n kanssa rakennustyömaalla. "Jos pystyt siirtämään rakentamisen tehtaalle, voit vähentää kustannuksia merkittävästi", Parsons sanoo.
Uudet reaktorit voisivat myös vähentää kustannuksia, jos ne olisivat turvallisia. Tavanomaisilla reaktoreilla on valtava sulamisriski, lähinnä siksi, että ne on suunniteltu sukellusveneille. Reaktorin jäähdyttäminen vedellä sukellusveneessä on riittävän helppoa, mutta kun reaktori on maalla, sinun on pumpattava vettä siihen jäähtymään. Ja tämän pumppausjärjestelmän ei pitäisi koskaan, koskaan hajottaa, muuten saat Fukushiman. Tarvitsemme turvajärjestelmän turvajärjestelmän, irtisanomisen irtisanomisen yli."
Piilaakson käynnistysyritys Oklo on perustanut reaktorisuunnittelun prototyyppiin, jota ei vahingoiteta. "Kun insinöörit sammuttivat kaikki jäähdytysjärjestelmät, se jäähtyi yksinään ja aloitti sitten varmuuskopioinnin, jonka jälkeen se toimi hyvin", kertoo Oklo: n perustaja Caroline Cochran. Jos nämä turvallisemmat reaktorit eivät tarvitse kaikkia niitä varajäähdytysjärjestelmiä ja betonikuppeja, yritykset voivat rakentaa voimalaitoksia paljon halvemmalla.
Teknologiat epäonnistuvat usein pitkään ennen menestystä: 45 vuotta on kulunut siitä, kun ensimmäinen hehkulamppu otettiin käyttöön Thomas Edisonin patentissa hehkulampulle. Insinöörit voivat viedä idean muotoonsa vuosikymmenien ajan. Joillekin näyttää siltä, että kaikki edistyneen ydinteknologian ideat on kokeiltu aiemmin. "Mutta tiede on edennyt eteenpäin", tutkijat sanovat.”Sinulla on paljon parempia materiaaleja kuin muutama vuosikymmen sitten. On mahdollista, että se toimii."
Voittoa tavoittelemattoman energiainnovaatiouudistushankkeen äskettäisessä tutkimuksessa arvioidaan, että uusin ydinyritysten erä voi toimittaa sähköä 36-90 dollaria megawattitunnilta. Kaikki maakaasulla toimivat voimalaitokset myyvät sähköä 42-78 dollarilla megawattitunnilta.
Ydinvoimalaitokset voivat parhaimmillaan jopa halvempaa. Ennusteita on
Harvardin ydinalan asiantuntija Matthew Bunn sanoo, että jos ydinvoimalla on merkitystä ilmastomuutoksen torjunnassa, huipputekniset ydinyritykset kasvavat väistämättä ja nopeasti. "Jotta tuotettaisiin kymmenesosa tarvittavasta puhtaasta energiasta vuoteen 2050 mennessä, meidän on lisättävä verkkoon 30 gigawattia vuosittain", hän sanoo.
Tämä tarkoittaa, että maailman on rakennettava 10 kertaa enemmän ydinvoimaa kuin se oli ennen Fukushiman katastrofia vuonna 2011. Onko se lainkaan totta?
"Mielestäni meidän pitäisi yrittää - vaikka en olekaan optimistinen", Bunn sanoo, että vauhti, jolla meidän on rakennettava aurinko- ja tuuliteknologioita energiantuotantoon siirtyäkseen pois fossiilisista polttoaineista, on yhtä vaikeaa.
Ydinrenessanssin tiellä on edelleen suuria esteitä. Prototyyppien testaaminen ja hallituksen hyväksynnän saaminen missä tahansa maassa vie vuosia.
"Viime kädessä 10 miljardin ihmisen planeetalla kaikki määrät kohtuuhintaista ja turvallista energiaa - olipa se sitten ydinfuusio tai fissio - löytyvät käytöstä."
Ilja Khel