Армия крайне обеспокоена практически полной зависимостью от местных электросетей для обеспечения электроэнергией своих важнейших объектов.
автор: ЭРИК ТЕГЛЕР
Армейские объекты в 48 штатах США начнут функционировать с ядерными микрореакторами осенью 2028 года, если армейская программа «Янус» будет продвигаться по графику. По заявлению армии, внедрение ядерной энергетики диверсифицирует источники энергии, доступные на военных базах, и существенно повысит их устойчивость. «Устойчивость означает для нас то, что у нас есть энергия, несмотря ни на что, 24 часа в сутки, 7 дней в неделю», — сказал доктор Джефф Ваксман, первый заместитель помощника министра армии по вопросам инфраструктуры, энергетики и окружающей среды, во время круглого стола для СМИ, в котором принял участие TWZ на прошлой неделе в рамках главной ежегодной конференции Ассоциации армии США (AUSA).
Комментарии Ваксмана последовали за брифингом, состоявшимся ранее в тот же день, на котором министр армии Дэниел П. Дрисколл и министр энергетики (DOE) Кристофер Райт совместно объявили о запуске программы Janus. «Армия США лидирует в освоении инновационных и прорывных технологий», — сказал Дрисколл. «Мы избавляемся от бюрократии и создаём возможности нового поколения в различных критически важных секторах, включая ядерную энергетику». Janus — это план армии по реализации указа президента Дональда Трампа № 14299 под названием «Развертывание передовых технологий ядерных реакторов для национальной безопасности», который предписывает Министерству обороны начать эксплуатацию регулируемого армией ядерного реактора на внутреннем военном объекте не позднее 30 сентября 2028 года.
По словам Ваксмана, в ближайшие несколько недель, если приостановка работы правительства не продлится долго, армия опубликует запрос на разработку проекта в области интересов (AOI) с приложением проекта запроса предложений (RFP). После этого состоится отраслевой день, на котором армия сможет получить обратную связь по потенциальным подходам к микрореакторам и связаться с заинтересованными компаниями и стартапами. После конкурса армия планирует выбрать несколько компаний для сборки и поставки прототипов микрореакторов на первоначальную группу баз/площадок для установки (вероятно, девять), которые ещё предстоит определить. Каждой из выбранных компаний будет предоставлена одна армейская площадка для доставки своих прототипов, и каждая фирма должна будет построить два реактора. «Они построят один, а затем, в шахматном порядке, второй», — пояснил Ваксман. «Мы делаем это, потому что для создания коммерческого продукта необходимо достичь N-го уровня. [Под N-м уровнем Ваксман подразумевает несколько единиц продукта или, в данном случае, реактора.] Мы хотим, чтобы у этих компаний был путь от первого прототипа ко второму, а затем к N-му уровню». Программа названа в честь Януса, древнеримского бога начала, врат и перехода. Соответственно, её подход заключается в переходе от единичных прототипов к многоблочным коммерческим системам, добавил Ваксман.
Она согласуется с инициативой «Усовершенствованная ядерная энергетика для установок» (ANPI), объявленной Отделом оборонных инноваций (DIU) в апреле прошлого года . Она также направлена на внедрение ядерных микрореакторов, которые могут дополнять источники энергии на объектах Министерства обороны, обычно получающих электроэнергию от коммерческих сетей.
DIU является партнёром Janus и будет участвовать в финансировании программы. DIU также выступит в качестве подрядчика, а Janus будет использовать его полномочия. Однако управление программой будет осуществлять армия. Ваксман отмечает, что технические требования Janus будут отличаться от требований ANPI и будут отражать изменения на рынке атомной энергетики, включая появление новых участников с прошлой весны. На заднем плане маячит еще один ядерный проект под названием «Пеле» , который появился в 2022 году в Управлении стратегических возможностей Министерства обороны США. Заявленное намерение состояло в том, чтобы «спроектировать, построить и продемонстрировать прототип мобильного ядерного реактора в течение пяти лет».
Проект Pele рассматривался как потенциально транспортабельный действующий ядерный источник энергии, и проект продолжается совместно с интегратором BWXT , который в настоящее время занимается изготовлением и поставкой первого усовершенствованного микрореактора. Транспортабельные ядерные реакторы, разработанные для Pele, предназначены для перевозки в четырёх 20-футовых морских контейнерах, что позволяет потенциально перемещать их в районы, где военным или правительству может потребоваться создать инфраструктуру для генерации электроэнергии для поддержки военных или других операций. Хотя проект «Пеле» интересен с точки зрения разработки, Ваксман заявил: «В настоящее время мы не рассматриваем ядерную энергетику как тактическое применение». В значительной степени это связано с тем, что разработка тактических реакторов повышает стоимость, а в настоящее время на передовой нет необходимости в мегаваттной мощности, пояснил Ваксман. Таким образом, микрореакторы Janus будут использоваться в домашних условиях для повышения энергоснабжения, а у некоторых из них, безусловно, есть особые потребности в энергии, выходящие за рамки резервирования. Например, удалённая авиабаза Эйлсон на Аляске использует для обеспечения своих основных энергетических потребностей 70-летнюю угольную электростанцию, расположенную на базе. Именно по этой причине с 2021 года ВВС США работают над тем, чтобы хотя бы продемонстрировать работу небольшого ядерного реактора на базе Эйлсон .
Следующим шагом может стать развёртывание малых ядерных реакторов в стратегически важных районах поддержки, которые могут охватывать периферию Индо-Тихоокеанского региона, например, от Гавайев до островов Тихого океана, а также другие регионы. Однако Ваксман подчёркивает необходимость завершения первой фазы, прежде чем продолжать программу.
Энергоустойчивость — основа системы Janus. Ваксман отметил, что на армейских объектах и других объектах сферы услуг энергоустойчивость в настоящее время на 100% обеспечивается за счёт ископаемого топлива. На некоторых объектах используется возобновляемая энергетика, но она не считается ни высокоустойчивой, ни основным источником энергии. Он добавил, что каждая электросеть в мире зависит от источника базовой нагрузки — ископаемого топлива, геотермальной энергии, гидроэнергетики или атомной энергетики. «Если вы не находитесь в одном из немногих мест в мире, где геотермальная энергия рентабельна, или у вас нет поблизости плотины, то на данный момент у вас есть только один выбор — ядерное или ископаемое топливо… На данный момент просто невозможно создать сеть, которая работала бы исключительно на солнечной энергии, ветре и аккумуляторах».
«Любой, кто видел большие солнечные батареи на военных объектах, знает, что как только проводятся учения по аварийному пуску и электросеть выходит из строя, они немедленно отключаются. Они не обеспечивают электроэнергией, поэтому для обеспечения устойчивости используется ископаемое топливо. У вас есть определённое количество дней резервного питания, но это огромная уязвимость…»
Black Start — это установленное Конгрессом требование к установкам DoW, проверяющее их способность работать без электросети в чрезвычайной ситуации. Микрореакторы, которые Янус планирует развернуть, будут относиться к так называемому четвертому поколению (поколению 4) или так называемым « пассивным реакторам », которые по своей конструкции не расплавляются. Работая на низкообогащенном уране (примерно до 5%), они, как правило, не будут иметь мощность более 20 мегаватт. Тем не менее, они, вероятно, будут обеспечивать избыточную электроэнергию, что потенциально может обеспечить энергетическую устойчивость местных сообществ. «Если за забором всё отключится, то именно там живёт большинство солдат, их семьи и большая часть критически важной инфраструктуры», — сказал Ваксман. «Я побывал на многих укреплённых [военных] объектах. Мне ещё не доводилось видеть ни одного, который был бы устойчив к любым ситуациям за забором. Мы активно заинтересованы в продаже части этой [энергии] за забор».
Ваксман отметил, что подобная схема находится в «серой зоне» правового регулирования, но прецедент уже имеется: в начале 1980-х годов военный реактор продавал электроэнергию соседнему населённому пункту. Однако армия считает, что может предложить излишки электроэнергии на коммерческой основе с некоторыми ограничениями. Ваксман сообщил, что Министерство армии в настоящее время ведёт переговоры с Конгрессом по этому вопросу и получает двухпартийную поддержку. Благодаря низкому уровню обогащения урана в малых реакторах армия не ожидает необходимости в дополнительной защите сил на ядерных энергетических установках. Существующий парк реакторов США работает на урановом топливе, обогащенном до 5 процентов ураном-235, называемом низкообогащенным ураном (НОУ). U-235 — основной делящийся изотоп, вырабатывающий энергию в ходе цепной реакции, — считается безопасным для использования в коммерческих ядерных реакторах. Ваксман отметил, что повсеместное распространение НОУ делает интеграцию малых реакторов на военных объектах более доступной. Доступность — один из главных факторов в проекте Janus. Ваксман признаёт, что вопрос о том, сколько военные готовы платить за устойчивость, — сложный. Он предположил, что армия не считает, что стоимость ядерной энергии должна быть эквивалентна стоимости ископаемого топлива, а лишь достаточно близка к ней. В качестве иллюстрации он приводит примерно 40 центов за киловатт-час (кВт⋅ч), которые платят потребители на Гавайях и Аляске, а не 10–12 центов за кВт⋅ч, как в континентальной части США. При уровне 40 центов за кВт⋅ч армия ожидает значительного коммерческого рынка, превышающего спрос на военную ядерную энергетику. Гавайи и Аляска также иллюстрируют особенности условий, особенно в Индо-Тихоокеанском регионе, где в настоящее время наблюдается дефицит энергии. Такой дефицит делает размещение системы противоракетной обороны, систем направленной энергии, крупных радаров или центров обработки данных искусственного интеллекта на острове или в удаленном арктическом регионе проблематичным.
Ваксман пояснил, что нагрузка на имеющуюся местную энергетическую инфраструктуру, создаваемая подобными системами, часто ограничивает их возможности разовой дизельной генерации или другими способами. Установка современных микрореакторов потенциально может превратить такие регионы из районов с дефицитом энергии в регионы с избытком энергии, что позволит поддерживать оборонную и другую инфраструктуру. Это может иметь решающее значение для успеха США в Тихоокеанском регионе. Ваксман признал, что размещение микрореакторов на островах Тихого океана, других иностранных территориях или даже в пределах США может столкнуться с политическими проблемами. Однако он высказал мнение, что многие регионы не обязательно выступают против ядерной энергетики. Они выступают против того, чтобы с ними не консультировались по этому вопросу. Он отметил, что перед началом работ будут проведены консультации с любым предполагаемым местным сообществом. Если они будут возражать, армия туда не пойдёт. «Мы здесь не для того, чтобы навязывать ядерную энергетику каким-либо местным сообществам», — добавил он. Размещение иностранных военнослужащих подпадает под действие соглашений о статусе сил. Ваксман отмечает, что ВМС США успешно заключали такие соглашения по всему Тихому океану, «так что это возможно».
Янус также может принести выгоды второго и третьего порядка. Внедрение современных микрореакторов на военных объектах может дать толчок развитию рынка коммерческой ядерной энергетики США и привлечь новых специалистов для восполнения нынешней острой нехватки инженеров-атомщиков в Америке, сказал Ваксман. По его словам, модель, используемая для конкурса Janus, — это модель NASA COTS ( Коммерческая орбитальная транспортная система ), которая послужила катализатором для создания SpaceX. Компания Илона Маска вернула интерес к космической инженерии, вдохновив студентов заняться ракетно-космической отраслью, говорит Ваксман. «Есть ощущение, что ядерной энергетике нужна SpaceX. Существуют инновационные, многообещающие стартапы, поэтому мы надеемся развивать их так же, как NASA развивало SpaceX, чтобы снова сделать ядерную энергетику привлекательной и привлечь в эту сферу больше талантливых молодых инженеров». Указ Трампа поставил армию в жесткие сроки для воплощения идеи Януса в реальность. «Мы сделаем все возможное, чтобы успешно выполнить указ», — заверил Ваксман.
Заместитель помощника министра армии по энергетике и устойчивому развитию Брэндон Кокрелл также принял участие в круглом столе и завершил встречу заявлением о том, что среди штатов и муниципалитетов уже существует значительная конкуренция за размещение современных микрореакторов на местных базах. «В некоторых штатах США уже активно используются отсрочки уплаты налогов и другие ресурсы… Это целая скоординированная работа по выводу ядерной отрасли страны на новый уровень».
Свяжитесь с редактором: Tyler@twz.com Эрик Теглер
источник: https://www.twz.com/nuclear/army-to-bring-nuclear-microreactors-to-its-bases-by-2028