Küçük Modüler Reaktörler (SMR): Dünya’daki Gelişmeler ve Büyük Reaktörlerle Karşılaştırmalar

“Avustralya Nükleer Bilim ve Teknoloji Kurumu” Raporunun Özeti

Giriş ve bağlam

• ANSTO (“Avustralya Nükleer Bilim ve Teknoloji Kurumu”), Avustralya’nın nükleer
  bilim otoritesi olarak dünyadaki yeni nükleer teknoloji gelişmelerini izlemektedir.
  Küçük Modüler Reaktörler (SMR’ler) bu gelişmelerin en çok ilgi çeken alanlarından
  biridir.
• SMR’lere yönelik ilgi, potansiyel avantajlarından kaynaklansa da, bu teknolojiler
  hâlen erken aşamadadır ve ticari olarak büyük ölçekte kanıtlanmamıştır.
  SMR ile Büyük Basınçlı Su Reaktörü karşılaştırması (Satırların incelenmesi):
• OECD’nin Nükleer Enerji Ajansı’na (NEA) göre dünya genelinde 50’den fazla SMR
• tasarımı geliştirilmektedir.
• Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA), bu gelişmeleri barışçıl kullanım açısından
  izleyen ve yönlendiren ana uluslararası kurumdur.

SMR nedir?

• IAEA’ya göre, bir SMR 300 MW(e) ya da altıda elektrik kurulu gücündeki gelişmiş
  bir nükleer reaktördür. En büyük SMR, tipik 1000 MW’lık büyük bir reaktörün
  yaklaşık üçte biri kadardır.
• Öne çıkan özellikleri:
  o Küçük ölçek ve yer seçimi esnekliği: Daha küçük oldukları için geniş alan
  gerektirmez, uzak veya sınırlı altyapıdaki bölgelerde kurulabilir.
  o Modüler üretim: Reaktör modülleri fabrikada üretilebilir ve kurulum yerine
  taşınabilir; bu da yapım süresini ve maliyet belirsizliğini azaltabilir.
  o Güvenlik ve basitlik: Çoğu tasarım pasif güvenlik sistemlerine, düşük
  basınçta çalışma ilkesine ve doğal soğutma özelliklerine dayanır.
• Potansiyel olarak daha düşük maliyet, kısa inşaat süresi ve isteğe göre modül ekleme
  gibi avantajlar sunsa da, bunlar henüz kanıtlanmış değildir.

Teknolojik olgunluk ve geliştirme süreci

• SMR tasarımı 2000’li yılların ortalarından itibaren geliştirilmeye başlanmıştır.
• NEA (Nükleer Enerji Kurumu), Dünya çapında yaklaşık 98 SMR teknolojisi
  bulunduğunu belirtmektedir; ancak bunların çoğu hâlen tasarım veya lisanslama
  öncesi aşamadadır.
• Ticarileşme takvimi yalnızca teknolojik olgunluğa değil; aynı zamanda şu etkenlere
  de bağlıdır:
  o Yasal ve düzenleyici yönetmelikler, sınırlamalar
  o Finansman ve ekonomik sürdürülebilirlik
  o Üretim zincirleri ve tedarik kapasitesi
  o Nitelikli personel kaynağı
  o Yakıt temini ve atık yönetimi sistemleri
  o Toplum desteği ve sosyal kabullenme

SMR’ler ve 4. Kuşak Reaktörler

• Geleneksel reaktörler I., II., III. ve IV. Kuşak olarak sınıflandırılır.
• Güncel SMR tasarımlarının çoğu III+ Kuşak teknolojilere dayansa da, bazıları IV.
  Kuşak reaktör tasarımını temel alır.
• IV. Kuşak SMR’ler; helyum, erimiş tuz ya da sıvı metal (sodyum, kurşun) soğutucu
  kullanabilirler, daha yüksek sıcaklıkta ve düşük basınçta çalışarak daha güvenli ve
  verimli olmaları hedeflenir.

Küresel gelişmeler

• NEA, Mart 2024’te SMR Dashboard raporunun ikinci baskısını yayımladı. Bu rapor,
  98 Tasarımdan 56’sının gelişmesini değerlendirmektedir.
• Değerlendirme yalnızca teknik olgunluğu değil, aynı zamanda lisanslama, finansman,
  tedarik zinciri, yakıt yönetimi ve kamu katılımı gibi etkenleri de kapsamaktadır.

• Bölgesel dağılım:
  o Kuzey Amerika: 18 kuruluş (15 ABD, 3 Kanada)
  o Avrupa: 16 kuruluş (7’si Fransa’da)
  o Asya: 7 kuruluş (2 Japonya, 4 Çin, 2 Rusya)
• İlk uygulamalar Çin ve Rusya’da görülmekte; ABD, Kanada ve Avrupa ülkeleri de
  prototip aşamasındadır.
• Ancak çoğu proje hâlen “kavramsal tasarım” düzeydedir. NEA, tedarik zincirlerinin
  ve standardizasyonun gelişmeden, ölçek ekonomisinin yakalanamayacağını vurgular.

The NEA’s SMR Dashboard’s additional enablers. Source: ANSTO.

Zorluklar ve fırsatlar

Temel engeller:

• Lisanslama ve düzenleme: Yeni teknolojilere uyumlu yönetmelik eksikliği.
• Finansman: Prototip maliyetleri yüksek, yatırımcı ilgisi sınırlı.
• Tedarik zinciri: Seri üretim kapasitesi henüz oluşmadı.
• İnsan kaynağı: Eğitimli personel ve işletme uzmanı ihtiyacı.
• Atık yönetimi ve yakıt döngüsü: Uzun vadeli güvenlik gerektiriyor.
• Kamu kabulü: Toplum güveni ve saydam iletişim henüz kritik düzeyde.

Fırsatlar:

• İsteğe göre modül ekleme olanağı var
• Uzak bölgelerde, adalarda veya maden işletmelerinde bağımsız enerji kaynağı olarak
  kullanılabilmesi
• Hızlı üretim ve düşük ilk yatırım potansiyeli

Avustralya ve ANSTO’nun rolü

• ANSTO, Avustralya Hükûmeti’ne nükleer bilim ve teknoloji konularında danışmanlık
  vermekle görevlidir.
• Kurum, IAEA ve NEA verilerini kullanarak SMR gelişmelerini izlemekte ve teknik
  analizler sunmaktadır.
• Bu rapor, Avustralya’nın SMR’leri kısa vadede kuracağı anlamına gelmez;
  ancak teknolojiyi yakından izlemesi gerektiğini vurgular.

Sonuç

• SMR’ler, nükleer enerjinin geleceğinde önemli bir yenilik potansiyeli taşımaktadır:
  daha küçük, modüler, güvenli ve esnek reaktörler.
• Ancak teknolojik, ekonomik ve sosyal birçok unsurun olgunlaşması gerekmektedir.
• Gerçek ticari başarı; maliyet etkinlik, düzenleyici uyum, güvenlik, tedarik zinciri ve
  toplumsal kabulün dengeli biçimde sağlanmasına bağlıdır.
• ANSTO, bu gelişmeleri izleyerek Avustralya’nın enerji politikalarına bilimsel
  dayanak sağlamayı amaçlamaktadır.

Anahtar Özet Tablo: SMR’ler Hakkında Temel Bilgiler

Ekleme (Y. Atakan) Maliyet/Fiyat (YZ araştırması sonuçları)

1. 300 MW ölçeğinde SMR için eldeki güvenilir bir rakam, ≈US$4.4 milyar
   kadardır (≈US$ 14,600/kW)
2. Başka kaynakların verilerine göre: 300 MW SMR küçük moduler reaktörün 3.
   ve 4 kuşak (nesil) olarak maliyeti/ fiyatı tahminen us dolar olarak:
   300 MW’lik bir Küçük Modüler Reaktör (SMR) için 3. ve 4. kuşak
   reaktörlerin maliyetleri, genellikle birkaç faktöre bağlı olarak değişir. Bu
   faktörler arasında tasarım, inşaat süresi, yer seçimi, yönetmelikler/
   düzenlemeler, kullanılan teknoloji, lisanslama süreçleri ve güvenlik
   gereksinimleri bulunur. Ancak, 3. ve 4. kuşak SMR’lerin genellikle daha
   gelişmiş, daha güvenli ve daha verimli olmaları beklenir, bu da maliyetleri
   etkileyebilir.
   Tahmini maliyetler:

1. 3. Kuşak SMR:
   3. kuşak reaktörler, daha önceki kuşakların geliştirilmiş şekilleridir. Daha
   verimli, daha güvenli ve daha küçük yapılarla tasarlanmışlardır. Bu kuşak
   reaktörler için tahmini maliyetler:
   ▪ Maliyet: 6.000 – 8.000 USD/kW civarındadır.
   ▪ 300 MW’lik bir SMR için bu, yaklaşık 1.8 – 2.4 milyar USD arasında
   bir maliyet olabilir.
2. 4. Kuşak SMR:
   4. kuşak SMR’ler, daha yeni ve gelişmiş teknolojiler kullanır. Bu reaktörler,
   pasif güvenlik özelliklerine sahip, daha verimli, daha dayanıklı ve daha küçük
   boyutlu olabilirler. Ancak, bu tür reaktörlerin üretimi henüz erken aşamalarda
   olduğu için fiyatlar daha belirsizdir.
   ▪ Maliyet: 7.000 – 10.000 USD/kW arasında olabilir.
   ▪ 300 MW’lik bir SMR için bu, yaklaşık 2.1 – 3 milyar USD arası bir
   maliyet anlamına gelir.

Diğer Faktörler:

• Düzenlemeler ve lisanslama: SMR’ler için düzenleyici onay süreçleri oldukça zaman
  alıcı olabilir, bu da maliyetlere etki eder.
• Üretim ve inşaat süreleri: Geleneksel reaktörlere göre SMR’lerin daha hızlı ve daha
  düşük maliyetli inşa edilebileceği öngörülse de, inşaat ve tedarik zincirindeki
  aksaklıklar fiyatları etkileyebilir.
• Ekstra maliyetler: Yatırımcılar için finansman, yer seçimi, personel eğitimi gibi ek
  masraflar da olacaktır.
  Sonuç olarak, 300 MW’lik bir SMR’nin maliyeti, özellikle 4. kuşak teknolojilerinin hala
  gelişim aşamasında olması nedeniyle geniş bir aralıkta değişebilir. Bu, şu anda yaklaşık 1.8
  milyar USD ile 3 milyar USD arasında olabilir. Ancak, ilerleyen yıllarda bu maliyetler
  düşebilir, çünkü daha fazla üretim ve daha fazla proje gerçekleştirildikçe ekonomilerdeki
  ölçek etkisi devreye girebilir. Bu tahminler, dünya genelindeki mevcut verilere ve
  projelere dayanarak verilmiştir. Fiyatlar ülkelere ve projelere göre değişiklik
  gösterebilir.