โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดจิ๋วตัวละครหลักในการส่งเสริมพลังงานหมุนเวียน
พลังงานที่สะอาดและยั่งยืนไม่เคยมีความสำคัญเท่านี้มาก่อน "SMR (Small Modular Reactor) เป็นผู้เปลี่ยนเกมในโลกแห่งพลังงานสะอาด โรงไฟฟ้าขนาดเล็กเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมพลังงานนิวเคลียร์อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ในทางกลับกัน พวกมันปลอดภัยกว่าและยั่งยืนกว่า!"
จากข้อมูลสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยย้อนหลัง 11 ปี (2012-2022) ของทั้ง 30 ประเทศทั่วโลก โดย World Nuclear Association พบว่าแต่ละประเทศมีการใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์เป็นสัดส่วนของการผลิตไฟฟ้าในประเทศ ดังนี้
กลุ่มที่ 1 France มาเป็นอันดับ 1 อยู่ที่ 71%
กลุ่มที่ 2 Slovakia, Ukraine, Hungary, Belgium อยู่ที่ 46-54%
กลุ่มที่ 3 Slovenia, Sweden, Czech Republic, Bulgaria, Switzerland, Finland, Armenia, Korea อยู่ที่ 28-37%
กลุ่มที่ 4 Spain, USA, Russia, Romania, China, UK, Canada, Germany อยู่ที่ 12-20%
กลุ่มที่ 5 Pakistan, South Africa, Argentina, Mexico, Japan, Netherlands, India, Brazil, Belarus, Iran, Arab Emirates อยู่ที่ 1-7%
รูปที่ 1 แสดงประเทศที่มีสัดส่วนพลังงานไฟฟ้าผลิตจากพลังงานนิวเคลียร์มากน้อยตามขนาดตัวอักษร
(ข้อมูลจาก : https://bit.ly/45ml6ND)
ประเทศที่มีความต้องการใช้แร่ยูเรเนี่ยมซึ่งเป็นเชื้อเพลิงสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เดินเครื่องในปัจจุบัน และอยู่ระหว่างก่อสร้าง อันดับหนึ่ง คือ อเมริกา รองลงมาเป็น จีน รัสเซีย และอื่น ๆ
จากข้อมูลของ World Nuclear Association พบว่าประเทศคาซัคสถานมีศักยภาพในการผลิตยูเรเนียมจากเหมืองในปริมาณที่สูงที่สุดในโลก ซึ่งสูงกว่าประเทศลำดับที่สอง คือแคนาดา เป็นอย่างมาก ในส่วนของราคายูเรเนียมในช่วงปี 1988-2023 พบว่าอยู่ในช่วงราคา 7.1-148 USD/LBS ซึ่งค่อนข้างมีความผันผวน
รูปที่ 4 แสดง สถิติราคายูเรเนียมที่ใช้ในการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
(ข้อมูลจาก : https://bit.ly/3PRihP9)
รูปที่ 5 แสดงสัดส่วนพลังไฟฟ้า (%) ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใน10 ประเทศลำดับแรกที่มีการเดินเครื่องในปัจจุบัน และอยู่ระหว่างก่อสร้าง
(ข้อมูลจาก : https://world-nuclear.org/)
ทั้งนี้ สัดส่วนกำลังผลิตติดตั้งรวมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในแต่ละประเทศ กรณี
- โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เดินเครื่องในปัจจุบัน อันดับหนึ่ง คือ อเมริกา รองลงมา ฝรั่งเศส จีน และอื่น ๆ
- โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่อยู่ระหว่างก่อสร้าง อันดับหนึ่ง คือ จีน รองลงมา อินเดีย ตุรกี และอื่น ๆ ตามลำดับ
สำหรับ ปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนของเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า แบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ1. กลุ่มที่เกิดการเผาไหม้เนื่องจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล
2. กลุ่มพลังงานหมุนเวียนและพลังงานน้ำ รวมถึงนิวเคลียร์ โดยการผลิตไฟฟ้าจากนิวเคลียร์จัดอยู่ในกลุ่มที่ไม่เกิดการเผาไหม้ จึงไม่ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระหว่างการผลิตไฟฟ้า แต่อย่างไรก็ตามหากพิจารณาตลอดห่วงโซ่อุปทานของการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ อาจก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนบ้าง แต่เมื่อคิดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนต่อหน่วยการผลิตไฟฟ้าตลอดช่วงอายุการใช้งาน พบว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนต่อหน่วยการผลิตไฟฟ้าเป็นสัดส่วนที่น้อยมาก (เท่ากับ 12 gCO2/kWh) เทียบเท่ากับเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม แต่ต่ำกว่าการผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำจากเขื่อน ในขณะที่โรงไฟฟ้าถ่านหินก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนต่อหน่วยการผลิตไฟฟ้าเท่ากับ 820 gCO2/kWh
รูปที่ 6 แสดงปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของแต่ละเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า
(หน่วยเป็น gCO2/kWh)
(ข้อมูลจาก: https://world-nuclear.org/)
รูปที่ 7 แสดงสัดส่วนความต้องการใช้พื้นที่ในการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยจากโรงไฟฟ้าแต่ละประเภทเชื้อเพลิง
(ข้อมูลจาก: https://bit.ly/46HM97o)
เมื่อวิเคราะห์ความต้องการใช้พื้นที่สัมพัทธ์ในการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยจากโรงไฟฟ้าแต่ละประเภทเชื้อเพลิง โดยพิจารณาตั้งแต่กระบวนการจัดหาเชื้อเพลิงจนถึงการผลิตไฟฟ้า พบว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีความต้องการใช้พื้นที่สัมพัทธ์น้อยที่สุด ในขณะที่โรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ มีความต้องการใช้พื้นที่สัมพัทธ์มาก เช่น โซล่าร์ ลม และเขื่อนผลิตไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรงไฟฟ้าชีวมวลมีความต้องการใช้พื้นที่เป็นจำนวนมากเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวมวลป้อนให้กับโรงไฟฟ้าความท้าทายหลังฟูกูชิม่า : ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิม่าไดอิจิในญี่ปุ่นในปี 2554
ส่งผลให้มีการตรวจสอบความปลอดภัยทางนิวเคลียร์เพิ่มมากขึ้นทั่วโลก หลายประเทศได้ทบทวนและเสริมมาตรการและกฎระเบียบด้านความปลอดภัยเพื่อตอบสนองต่อเหตุการณ์นี้ เกิดการปิดโรงไฟฟ้าที่มีอายุมาก: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เก่าบางแห่งถูกเลิกใช้งานเนื่องจากอายุมากและมีค่าใช้จ่ายสูงในการอัพเกรดที่จำเป็น อย่างไรก็ตาม หลายประเทศยังคงดำเนินกิจการโรงงานนิวเคลียร์อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ความร่วมมือระหว่างประเทศเพิ่มขึ้นในด้านต่างๆ เช่น การวิจัยนิวเคลียร์ มาตรฐานความปลอดภัย และการจัดการของเสีย องค์กรระหว่างประเทศ เช่น สำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) มีบทบาทสำคัญในการอำนวยความสะดวกด้านความร่วมมือ การเปลี่ยนไปสู่พลังงานหมุนเวียน: แม้ว่าพลังงานนิวเคลียร์ยังคงเป็นส่วนสำคัญของการผสมผสานพลังงานสำหรับหลายประเทศ แต่ก็ยังมีการเน้นที่แหล่งพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น เช่น ลมและแสงอาทิตย์ เนื่องจากถือเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เป้าหมายพลังงานนิวเคลียร์และสภาพภูมิอากาศ: พลังงานนิวเคลียร์ยังคงได้รับการยอมรับว่าเป็นแหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำที่สามารถช่วยให้บรรลุเป้าหมายด้านสภาพภูมิอากาศโดยการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
วัฏจักรพลังงานพื้นฐานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
วัฏจักรพลังงานพื้นฐานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบ่งออกเป็น 3 รูปแบบ ได้แก่1. วงจรวงเดี่ยว (Single-loop cycle); ดังที่แสดงไว้ในรูป มันแสดงถึงเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด Boiling-water reator (BWR) แต่ก็สามารถเป็นตัวแทนของเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูงแบบวงจรตรง High-Temperature Gas-cooled Reator (HTGR) ได้ ถ้าฮีเลียมถูกแทนที่ด้วยไอน้ำ
2. วงจรสองวง (Two-loop cycle); วงรอบปฐมภูมิที่อธิบายไว้ ณ ที่นี้อาจเป็นเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดัน Pressurized-Water Reactor (PWR) เครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักอัดแรงดัน CANDU (PHWR) หรือฮีเลียม HTGR
3. วงจรสามวง (Three-loop cycle); สิ่งนี้พบได้ในเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยโซเดียมเท่านั้น โดยมีโซเดียมที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสีปนเปื้อนอยู่ตรงกลางระหว่างวงกัมมันตภาพรังสีปฐมภูมิและเครื่องกำเนิดไอน้ำ
ข้อมูลเกี่ยวกับ SMR (Small Modular Reactor)
SMR (Small Modular Reactor) คือ เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก ซึ่งเป็นนวัตกรรมล้ำสมัยในเทคโนโลยีพลังงานนิวเคลียร์ เป็นรุ่นจิ๋วของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดมหึมาที่เราคุ้นเคย ลองนึกถึงสถานการณ์ที่เชื้อเพลิงฟอสซิลและก๊าซธรรมชาติถูกลดสัดส่วนการผลิตลงและมีการใช้ร่วมกับพลังงานนิวเคลียร์สร้างความร้อนผลิตไฟฟ้าเพื่อรองรับ Base Load ที่เกิดขึ้นในทุกวัน เข้ามาเสริมแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและแสงอาทิตย์ ร่วมกับระบบกักเก็บพลังงาน โดยการผลิตพลังงานจากนิวเคลียร์ที่คงที่ และปราศจากคาร์บอนเมื่อดวงอาทิตย์ไม่ส่องแสง ลมไม่พัด หรือแม้กระทั่งฝนตก พายุเข้า มันเป็นการทำงานร่วมกันที่สมบูรณ์แบบ! สามารถนำไปใช้ได้เกือบทุกที่ ตั้งแต่ชุมชนห่างไกลไปจนถึงศูนย์อุตสาหกรรม ซึ่งให้การเข้าถึงพลังงานสะอาดอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน!
SMR เป็นเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีขนาดกำลังการผลิตไฟฟ้าสูงสุดถึง 300 MW ต่อเครื่อง ซึ่งเทียบเท่าประมาณ 1 ใน 3 ของขนาดกำลังการผลิตไฟฟ้าของเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบดั้งเดิม โดย SMR จะถูกผลิตจากโรงงานในรูปแบบโมดูลและขนส่งไปติดตั้งยังสถานที่ปลายทางที่ต้องการใช้งาน ทั้งนี้หลักการทำงานของ SMR ยังคงเป็นพลังงานนิวเคลียร์ประเภทฟิชชัน (Nuclear Fission) เพื่อผลิตความร้อนไปขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
สำหรับตัวอย่างการนำเทคโนโลยี SMR ไปใช้งานนั้น ที่ผ่านมามีการนำเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็กมาใช้งานในเรือดำน้ำและยานอวกาศเนื่องจากมีขนาดกะทัดรัดและมีความสามารถในการผลิตพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กทำหน้าที่ผลิตไอน้ำ ไปขับเคลื่อนกังหันเพื่อขับเคลื่อนเรือดำน้ำและผลิตไฟฟ้าสำหรับระบบบนเรือ เทคโนโลยีนี้ช่วยให้เรือดำน้ำจมอยู่ใต้น้ำได้นานขึ้น ทำให้มีประสิทธิภาพสูงสำหรับภารกิจทางทหารและการวิจัยต่างๆ ซึ่งยังช่วยลดการพึ่งพาแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ในยานอวกาศด้วย โดยสรุป SMR นำเสนอโซลูชันพลังงานนิวเคลียร์ขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเรือดำน้ำและยานอวกาศ ช่วยให้ปฏิบัติภารกิจได้ขยายและเพิ่มขีดความสามารถในทั้งสองบริบท
รูปที่ 11 แสดงการใช้งานในเรือดำน้ำและในยานอวกาศ
(ข้อมูลจาก : https://bit.ly/45z5ruM)
ข้อดีและข้อจำกัดในการประยุกต์ใช้งานของ SMR
ข้อดีของเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก (SMR) ข้อจำกัดของเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก (SMR) 1. ความปลอดภัยขั้นสูง: SMR ได้รับการออกแบบด้วยคุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่สามารถระบายความร้อนให้กับเครื่องปฏิกรณ์ได้ ลดความเสี่ยงของความร้อนสูงเกินไปและการหลอมละลายของแกนกลาง
1. การสร้างของเสีย: SMR ผลิตกากนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วและกากกัมมันตรังสีระดับสูงต่อกำลังการผลิตหนึ่งกิกะวัตต์ เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่
2. พลังงานความร้อนต่ำกว่า: SMR มีเอาต์พุตพลังงานความร้อนต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบเดิม ซึ่งทำให้สามารถจัดการและมีความปลอดภัยยิ่งขึ้น
2. ประสิทธิภาพขนาด: SMR อาจไม่บรรลุการประหยัดจากขนาดเช่นเดียวกับเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ ซึ่งอาจนำไปสู่ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าที่สูงขึ้น
3. ความเป็นโมดูล: SMR ได้รับการออกแบบให้เป็นโมดูลาร์ ช่วยให้ขยายขนาดได้ง่ายขึ้นและมีความยืดหยุ่นในการปรับใช้ สามารถเพิ่มได้ทีละน้อยเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้น
3. ประวัติการใช้งานที่จำกัด: ณ ขณะนี้ SMR ยังไม่ได้นำไปใช้อย่างกว้างขวางสำหรับการผลิตไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ ดังนั้นประสิทธิภาพและความปลอดภัยในระยะยาวจึงยังไม่ได้รับการพิสูจน์
4. เวลาในการก่อสร้างและการจัดหาเงินทุน: SMR คาดว่าจะใช้เวลาในการก่อสร้างสั้นลง และอาจลดต้นทุนล่วงหน้าได้เมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ ทำให้มีความเป็นไปได้ทางการเงินมากขึ้น
4. การป้อนเชื้อเพลิงและความมั่นคง: SMR อาจต้องการเชื้อเพลิงยูเรเนียมเสริมสมรรถนะที่มั่นคงและเชื่อถือได้ ซึ่งอาจก่อให้เกิดความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับความเสี่ยงด้านความปลอดภัยและการแพร่กระจาย
5. การผลิตขนาดใหญ่: การผลิตส่วนประกอบ SMR จำนวนมากในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมสามารถนำไปสู่การประหยัดต้นทุนและสร้างมาตรฐานได้
5. ความท้าทายด้านกฎระเบียบ: การพัฒนากรอบการกำกับดูแลสำหรับ SMR อาจมีความซับซ้อน และต้องมีการสร้างและรักษามาตรฐานความปลอดภัย
6. การออกใบอนุญาต: SMR อาจมีกระบวนการออกใบอนุญาตที่ง่ายขึ้นเนื่องจากขนาดที่เล็กกว่าและคุณลักษณะด้านความปลอดภัยโดยธรรมชาติ
6. การรับรู้ของสาธารณะ: การยอมรับของสาธารณะต่อ SMR และพลังงานนิวเคลียร์โดยทั่วไปอาจแตกต่างกันไป และการรับรู้ของสาธารณะในเชิงลบอาจส่งผลกระทบต่อการใช้งาน
การประยุกต์ใช้งานพลังงานนิวเคลียร์แบบไฮบริดร่วมกับพลังงานหมุนเวียน
ระบบพลังงานไฮบริดระหว่างพลังงานหมุนเวียนร่วมกับนิวเคลียร์ช่วยเพิ่มเสถียรภาพและความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้าโดยการลดผลกระทบของพลังงานหมุนเวียนที่ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ และรับประกันการจ่ายไฟที่เสถียรในระหว่างสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เพิ่มความเสถียรของกริด:
ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์ (เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันชนิดโทคาแมค) และ SMR เกี่ยวข้องกันหรือไม่?
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันและเครื่องปฏิกรณ์โมดูลาร์ขนาดเล็ก (SMR) มีความสัมพันธ์กันในแง่ที่ว่าทั้งสองเป็นรูปแบบของเทคโนโลยีนิวเคลียร์ แต่โดยพื้นฐานแล้วจะแตกต่างกันในแง่ของหลักการปฏิบัติการและวัตถุประสงค์
ดวงอาทิตย์ประดิษฐ์ (เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันชนิดโทคาแมค)
นิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) เป็นกระบวนการที่นิวเคลียสของอะตอมเบา 2 นิวเคลียสรวมกันเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า และปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมาในกระบวนการนี้ มันเป็นกระบวนการเดียวกับที่ให้พลังงานแก่ดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์อื่นๆ ปฏิกิริยาฟิวชันเกี่ยวข้องกับไอโซโทปของไฮโดรเจน ซึ่งโดยทั่วไปคือดิวทีเรียมและทริเทียม และต้องการอุณหภูมิและความดันที่สูงมากเพื่อเอาชนะแรงผลักของไฟฟ้าสถิตระหว่างนิวเคลียสที่มีประจุบวก และนำมาไว้ใกล้พอที่จะเกิดปฏิกิริยาฟิวชัน
เป้าหมายของการวิจัยนิวเคลียร์ฟิวชันคือการพัฒนาวิธีการที่ปฏิบัติได้จริงและยั่งยืนในการควบคุมพลังงานฟิวชันในฐานะแหล่งพลังงานที่สะอาดและแทบไม่มีขีดจำกัด การบรรลุการควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันบนโลกถือเป็นความท้าทายทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่มีมายาวนาน และโครงการวิจัยฟิวชันต่างๆ ยังดำเนินอยู่ เช่น ITER (เครื่องปฏิกรณ์ทดลองนิวเคลียร์ความร้อนระหว่างประเทศ) ปัจจุบันมี 2 ประเภท คือ เลเซอร์ฟิวชั่น และ โทคาแมค
เครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก (SMR)
SMR เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชัน (Nuclear Fission) ประเภทหนึ่ง มีขนาดเล็กกว่าและมีการออกแบบแบบโมดูลาร์เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม ใช้กระบวนการแยกตัวของนิวเคลียร์ โดยที่นิวเคลียสของอะตอมหนักจะถูกแยกออกเป็นชิ้นเล็กๆ เพื่อปล่อยพลังงานออกมา เชื้อเพลิงที่ใช้กันมากที่สุดใน SMR คือยูเรเนียม-235 เสริมสมรรถนะหรือวัสดุฟิสไซล์อื่นๆ ได้รับการออกแบบให้มีความยืดหยุ่น ปลอดภัยกว่า และอาจคุ้มค่ามากกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่าง ๆ รวมถึงการผลิตไฟฟ้า การทำความร้อนแบบรวมศูนย์ และการใช้งานทางอุตสาหกรรม
โดยสรุป แม้ว่าทั้งนิวเคลียร์ฟิวชันและ SMR จะมีความสัมพันธ์กันในแง่ที่ว่าเป็นส่วนหนึ่งของเทคโนโลยีนิวเคลียร์ในสาขาที่กว้างกว่า แต่ก็เป็นแนวคิดที่แตกต่างกันโดยมีแนวทางในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ที่แตกต่างกัน นิวเคลียร์ฟิวชันมีจุดมุ่งหมายเพื่อจำลองแหล่งพลังงานของดวงอาทิตย์ผ่านการหลอมรวมของนิวเคลียสอะตอมเบา ในขณะที่ SMR ใช้การแยกตัวของนิวเคลียร์เพื่อสร้างพลังงานในรูปแบบที่เล็กกว่าและเป็นโมดูลาร์มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์แบบดั้งเดิม
ราคาต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยของ SMR เทียบกับเทคโนโลยีอื่น
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วมีการดำเนินการอย่างไร
วัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เริ่มจากการทำเหมือง (Mining) เพื่อสกัดยูเรเนียม จากนั้นจึงเปลี่ยนรูป (Conversion) ยูเรเนียม ให้อยู่ในรูปของก๊าซ ก่อนจะเสริมสมรรถนะ (Enrichment) ให้ยูเรเนียม-235 มีความเข้มข้นเพิ่มขึ้น สำหรับผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ หรือเสริมสมรรถนะ ให้ยูเรเนียม-235 มีความเข้มข้นเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 90% สำหรับใช้ในอาวุธนิวเคลียร์จากข้อมูลของทางทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) พบว่าเชื้อเพลิงยูเรเนียมที่ใช้งานในเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดัน (PWR) และเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด (BWR): มักจะมีอายุการใช้งานประมาณ 3-7 ปี หลังจากช่วงเวลานี้ จะถือว่าเชื้อเพลิงถูกใช้ไปเนื่องจากไม่สามารถรักษาปฏิกิริยาฟิชชันได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกต่อไป
ตัวอย่างในประเทศออสเตรเลียที่เป็นทั้งผู้ผลิตเชื้อเพลิงและผู้ใช้พลังงานนิวเคลียร์ พบว่า มีหลุมฝังกลบกว่า 100 แห่ง ทั่วประเทศ
รูปที่ 21 แสดงภาพสถานที่เก็บกากกัมมันตรังสีที่มีความหนาแน่นต่ำที่ภูเขา Walton East ในประเทศออสเตรเลีย
(ข้อมูลจาก : https://bit.ly/48KpLvL) และการเติบโตของตลาดเก็บกากนิวเคลียร์ (ข้อมูลจาก : https://bit.ly/46HMAyy )
ความเห็นของผู้เขียน
จากสิ่งที่ได้กล่าวมาทั้งหมดข้างต้นจะเห็นว่า จีนกำลังก้าวเข้าสู่ราชาแห่งพลังงานนิวเคลียร์ แทนที่อเมริกาผู้กำลังผันตัวเองเป็นผู้ส่งออกเตาปฏิกรณ์ สถานการณ์ความต้องการเชื้อเพลิงยูเรเนี่ยมที่มีคุณภาพสูงเพื่อใช้ใน SMR และเตาปฏิกรณ์แต่ละรุ่นโดยเฉพาะที่มีมากในประเทศมหาอำนาจ รวมถึงผู้นำเทคโนโลยีด้านนิวเคลียร์ จะเป็นตัวแปรสำคัญที่ชี้นำตลาดในอนาคต
แถมท้ายอีกนิด จากราคาที่ลดลง และความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น เมื่อเชื้อเพลิงฟอสซิลถูกทำให้เป็นผู้ร้าย ความยั่งยืนของพลังงานหมุนเวียนจำเป็นต้องพึ่งพาพลังงานอื่นที่มั่นคงกว่าเพื่อนำมาใช้งานได้จริงยามที่ไม่มีลม ไม่มีแดด ไม่มีพลังงานจากแรงโน้มถ่วง พลังงานนิวเคลียร์ถือเป็นตัวละครหนึ่งที่น่าจับตามองคาดว่าใน 30 ปีต่อจากนี้เราจะได้เห็นรถไฟฟ้านิวเคลียร์วิ่งตามท้องถนนก็เป็นได้ เมื่อถึงเวลานั้นเราอาจจะต้องวางแผนนโยบายเกี่ยวกับโรงไฟฟ้าและสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าและสถานบริการเชื้อเพลิง รวมถึงกลไกการติดตามตรวจสอบกันอีกครั้งก็เป็นได้
ฝ่ายนวัตกรรมและพัฒนาการกำกับกิจการพลังงานสำนักงานคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน
ตุลาคม 2566
ตุลาคม 2566
ข้อมูลอ้างอิง
http://large.stanford.edu/courses/2022/ph241/kader1/
https://www.iaea.org/newscenter/news/what-are-small-modular-reactors-smrs
https://globalnews.ca/news/6243567/small-nuclear-reactors-environment/
https://eciu.net/analysis/briefings/uk-energy-policies-and-prices/small-modular-nuclear-reactors
https://watt-logic.com/2022/04/11/cost-of-renewables/
https://www.iaea.org/publications/15098/nuclear-renewable-hybrid-energy-systems
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frsc.2021.723910
https://www.mdpi.com/1996-1073/16/14/5329
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652618302993
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/small-nuclear-reactors
https://issuu.com/charlton_media/docs/ap_q2_2023/s/23194356
https://www.parliament.go.th/ewtadmin/ewt/parliament_parcy/ewt_dl_link.php?nid=45206
https://www.youtube.com/watch?v=ojWCvxKzUgk
https://mgronline.com/politics/detail/9490000100408#lnjr97ghw0q3xc14r4
https://www.marketresearchfuture.com/reports/nuclear-waste-management-market-7226
คุณกำลังส่งข้อมูลเพื่อติดต่อกับทางสำนักงานคณะกรรมการกำกับ
กิจการพลังงาน กรุณาตรวจสอบข้อมูล และยืนยันการส่งข้อมูล