Energia nucleară a Chinei - tehnologie proprie, gamă variată de centrale

Conştientă că este cel mai mare poluator dar şi că are nevoie mare de energie, China şi-a făcut de mult planuri detaliate pentru a construi o gamă largă şi foarte variată de centrale nucleare, de la centrale de putere mare şa minireactoare şi centrale plutitoare.

Raportul de ţară actualizat în decembrie 2021 al World Nuclear Association privind Capacitatea Energetică Nucleară a Chinei prezintă în detaliu stadiul evoluţiei centralelor nucleare în China, tipurile de tehnologii utilizate, precum şi proiectele de construire a unui număr impresionant de centrale electrice nucleare. Rezultă indirect şi un alt aspect semnificativ - dacă iniţial China a cumpărat tehnologie de la alte state, în principal Franţa, a reuşit să adapteze aceste tehnologii şi să le îmbunătăţească astfel încât deşeurile nucleare să fie minime iar concepţia şi designul să corespundă în conformitate cu propriile nevoi. Mai mult, China a reuşit să devină chiar exportator de tehnologie de producere a energiei nucleare.

În 2019, China producea deja 2011 GWe, un sfert din cantitatea globală totală, iar în următorii 15 ani, după cum scria şi Bloomberg în noiembrie 2021, China va construi 150 de centrale electrice nucleare, mai multe centrale nucleare decât au construit toate ţările la un loc în ultimii 35 de ani.

Ambiţia de a atinge emisii de carbon zero în 2050 determină decizii ale liderilor chinezi care ne fac să credem în această realitate. Gama variată de centrale electrice pe bază de tehnologii nucleare reflectă de asemenea sustenabilitate şi grijă pentru îndeplinirea obligaţiilor de mediu la care China s-a angajat la COP21.

De notat de exemplu şi că Jocurile Olimpice şi Paralimpice de la Beijing din 2022 sunt primele organizate cu emisii de carbon foarte aproape de zero şi cu utilizare a infrastructurii sportive într-o manieră sustenabilă nemaiîntâlnită până acum la jocurile olimpice.

Raportul recent de ţară al Chinei făcut de World Nuclear Association listează tehnologiile utilizate precum şi tipurile de centrale existente şi planificate a fi construite. Iată câteva exemple:

Tehnologiile CAP1400 şi CAP1000 au fost dezvoltate de The State Nuclear Power Technology Corporation din China pe baza tehnologiei americane WestinghouseAP1000 deţinută de firma japoneză Toshiba cu care s-a construit în 2015 reactorul Hualong One şi care este menit a fi baza reactoarelor de generaţia a 3-a cu apă presurizată. Cea de-a doua centrala nucleară cu reactor Hualong One a început activitatea chiar în primele zile ale lui 2022. Tehnologiile CAP1400 şi CAP1000 dezvoltate de China au costuri mai reduse, funcţionalitate îmbunătăţită şi sunt mai uşor de întreţinut. Actualele tehnologii CNP1000, CNP600, CNP300, SNP350 vor evolua către generaţia a 3-a: ACP300, ACP600 şi ACP1000 pe care China le va utiliza la construcţia centralelor sale dar şi la export către Pakistan, Belarus şi ţări din Africa.

Minireactoarele nucleare sunt ultima modă în domeniu şi folosesc tehnologiile CAP200, CAP150 şi CAP50. Deşi iniţial inventate de SUA, China avansează vertiginos în acest domeniu deoarece se pot construi în diverse regiuni, în funcţie de relieful variat. Faţă de tehnologiile nucleare tradiţionale, tehnologia minireactoarelor este modulară, integrată, mai sigură, mai uşor de construit şi mai flexibilă, deci, mult mai uşor de construit şi de gestionat. Pe lângă producerea de energie electrică, se pot folosi la desalinizarea apei mării, termoficare sau utilizări practice, ca surse de energie pentru parcuri, insule, zone miniere şi fabrici mari consumatoare de energie. Pentru toate aceste avantaje, dar şi pentru faptul că sunt mai uşor de integrat în reţeaua naţională, minireactoarele nucleare reprezintă pentru multe ţări soluţia de producere de energie în acest moment.

China National Nuclear Corporation şi-a propus ca, până în 2030, tehnologia ACP100 să fie standardizată pentru construcţia pe scară largă a minireactoarelor nucleare pentru furnizarea de energie în diverse industrii şi către utilizatori casnici. Din aceeaşi categorie practică fac parte minireactoarele nucleare plutitoare şi minireactoarele cu răcire cu gaz la temperaturi înalte şi reactoare cu convecţie destinate termoficării din oraşe. Încă din 2015, Nuclear Power Institute of China a semnat un acord cu Lloyd's Register din Marea Britanie pentru proiectarea unei centrale nucleare plutitoare care să utilizeze tehnologia ACP100S elaborată de Nuclear Power Institute of China, sucursală a China National Nuclear Corporation, versiunea tehnologiei ACP100 pentru utilizare in mediu marin, iar China Shipbuilding Industry Corporation s-a angajat în 2016 la construcţia centralei. A doua minicentrală nucleară plutitoare a fost concepută de China General Nuclear Power Group cu tehnologie ACPR50S în 2016. Avantajul minicentralelor plutitoare este că sunt versatile, se pot transporta unde este nevoie şi pot folosi apa mării pentru răcire. Dezavantajul este asigurarea componentelor astfel încât să nu fie afectate de furtuni şi valuri.

În decembrie 2021, Wall Street Journal scria că interesul atât de mare al Chinei pentru explorarea Lunii are de fapt legătură exact cu tehnologiile nucleare deoarece Luna are resurse de regolit care conţine cantităţi semnificative de izotopi de Heliu ³He necesari la fuziunea nucleară, resursă care este rară pe Pământ. Acesta ar fi fost deci scopul misiunii Chang'e-5: să colecteze regolit de pe suprafaţa Lunii şi să-l aducă pe Pământ, o aventură tehnologică ce nu a mai avut loc din 1976 de când Uniunea Sovietică a reuşit misiunea Luna-24. La 1 decembrie 2020, sonda lunară chineză a adus 1,7 kg de praf lunar, de interes pentru Beijing Research Institute of Uranium Geology (BRIUG): un bulgăre de 50 mg ce conţine Heliu 3.

Încă din 1988 NASA afirma că izotopul Heliu 3 existent pe Lună este foarte valoros pentru reactoarele cu fuziune nucleară deoarece produce mai multă energie şi cu conţinut mult mai scăzut de carbon şi deci mult mai puţin poluant, şi nu produce deşeu nuclear. Mai mult, Heliu 3 îşi găseşte aplicaţii practice şi în alte domenii cum ar fi criogenia, computerele cuantice şi imagistica medicală prin rezonanţă magnetică. De coroborat totuşi această informaţie cu observaţiile ştiinţifice ale lui Ian A. Crawford de la Facultatea de Ştiinţele Pământului şi Ştiinţe Planetare a Universităţii Londra care într-un articol publicat în 2015 spunea că exprimarea ”există din abundenţă” trebuie calibrată. Da, este adevărat că pe Lună se concentrează forate mult heliu sub acţiunea Soarelui datorită lipsei atmosferei, dar concentraţia cea mai mare găsită în eşantioane este 10 părţi pe miliard.

Tocmai de aceea opiniile sunt împărţite. Mulţi cercetători nu cred că se va ajunge la utilizarea izotopului Heliu 3 în reactoarele nucleare, în timp ce unele ţări studiază izotopul cu atenţie şi sunt optimiste. Ipotetic, Heliu 3 conţine cantităţi infinite de energie, rămâne doar problema colectării şi rafinării.

Dincolo de aceste aspecte practice, trebuie acceptat că, prin acest interes ştiinţific, China reuşeşte două lucruri - iniţiază o nouă viziune asupra producţiei de energie curată şi sustenabilă, şi îşi asigură un loc unic în elita ţărilor care explorează Spaţiul cu scopul de a aduce beneficii omenirii. China Global Television Network cita în 2020 pe cercetătorul chinez Ouyang Ziyuan care a estimat circa 1 milion de tone de Heliu 3 pe suprafaţa Lunii ceea ce ar ajunge pentru nevoile de energie ale Pământului timp de 10000 de ani.

Bloomberg scria în noiembrie 2021 că ”programul de energie nucleară al Chinei depăşeşte de departe tot ceea ce pot visa ţările occidentale, deoarece şi-a planificat 150 de central electrice nucleare pentru următorii 15 ani, ceea ce înseamnă mult mai mult decât a construit întreaga lume în ultimii 35 de ani” şi, citându-l pe David Fishman, expert la Lantau Group, afirma că ”toate celelalte surse de energie s-au dovedit limitate şi dificil de gestionat, în timp ce nuclearul se dovedeşte cel mai viabil pe termen lung”.