Какви са причините за нарастването и превишаването на разходите при строеж на АЕЦ?

Защо ядрената енергия струва толкова много, след като технологията я има десетилетия и през това време вече можеше да работи правилно и качествено?

Дейвид Чандлър от MIT обяснява как изследователите там са идентифицирали основните причини за превишаване на разходите за ядрени централи в САЩ. Оказва се, че изграждането на нови АЕЦ чрез копиране на съществуващи проекти всъщност струва повече. Това е така, защото специфичните за всяка площадка ограничения означават, че проблемите се отстраняват по време на строителството, което увеличава разходите и закъсненията.

Новите видове бетон се пренебрегват. Вместо оборудването, „меките разходи“ не са приоритетни. По време на етапа на проектиране е необходимо по-добро моделиране на тези фактори. Проучването също така препоръчва компонентите - или дори цели малки модулни централи - да бъдат фабрично изградени във заводите, където стандартизираните процеси се контролират по-лесно. След това могат да бъдат прекарани с камиони до ядрената площадка. Констатациите са публикувани в списание Joule, информира energypost.eu.

Проучването идентифицира причините за нарастващото превишаване на разходите за атомна централа в САЩ. Анализът посочва начините, по които инженерните стратегии могат да бъдат преосмислени, за да се минимизират закъсненията и други непредвидени разходи, добавят от MIT.

Документът на изследователи от Масачузетския технологичен институт подробно описва много от основните проблеми, които са причинили превишаване на разходите за нови атомни електроцентрали в САЩ, които са нараснали все повече през последните пет десетилетия. Новите открития могат да помогнат на дизайнерите на нови централи да изградят устойчивост към факторите, които са склонни да причинят тези превишения в цената, като по този начин помагат за намаляване на разходите на такива инсталации.

Много анализатори смятат, че ядрената енергетика може да играе съществена роля за намаляване на глобалните емисии на парникови газове и намирането на начини за ограничаване на тези нарастващи разходи може да бъде важна стъпка към насърчаването на изграждането на нови централи, казват изследователите. Констатациите са публикувани в списание Joule, в статия от екип на MIT: професори Jessika Trancik и Jacopo Buongiorno, студенти Philip Eash-Gates SM '19, Magdalena Klemun PhD '20, Goksin Kavlak PhD '18 и изследовател James Макнерни.

Копирането на съществуващи дизайни в крайна сметка е по-скъпо

Сред изненадващите констатации в проучването, което обхваща 50-годишни данни за строителството на атомни електроцентрали в САЩ, е, че противно на очакванията, изграждането на следващи централи въз основа на съществуващ проект всъщност струва повече, не по-малко, отколкото изграждането на първоначалната централа.

Авторите също така установиха, че макар промените в разпоредбите за безопасност да могат да отчетат част от свръх разходите, това е само един от многобройните фактори, допринасящи за превишаването.

„Известен факт е, че разходите нарастват в САЩ и на редица други места, но това, което не беше известно, е защо и какво да се направи по този въпрос“, казва  Trancik, който е доцент по енергийни изследвания в Института на MIT за данни, системи и обществени науки. Основният урок, който трябва да се научи, казва тя, е, че „трябва да преосмислим подхода си към инженерния дизайн“.

Специфични за обекта строителни разходи

Част от това преосмисляне, казва тя, е да се обърне голямо внимание на подробностите за това, което е причинило миналите разходи за изграждане на централи да излязат извън контрол, и да се проектират инсталации по начин, който свежда до минимум вероятността от възникване на такива фактори. Това изисква нови методи и теории за технологични иновации и промяна, по която екипът работи през последните две десетилетия.

Много от свръх разходите бяха свързани със закъснения, причинени от необходимостта да се направят промени в дизайна в последния момент въз основа на определени условия на строителната площадка или други местни обстоятелства. Така че ако могат да бъдат изградени повече компоненти на АЕЦ-а или дори цялото съоръжение извън площадката при контролирани заводски условия, такива допълнителни разходи могат да бъдат значително намалени.

Нови видове бетон

Като вземете предвид затворените херметически обекти около реактора в контейнмънт зоната като пример за компонент на разходите, някои промени в дизайна могат да помогнат за намаляване на разходите там, казва Trancik. Например, заместването на някои нови видове бетон в масивните конструкции може да намали общото количество на необходимия материал и по този начин да намали времето за строителство на място, както и материалните разходи.

Много от причините за повишаването на разходите, по думите на Trancik, „предполагат, че в процеса на изграждането на тези централи липсва устойчивост на променливи строителни условия.“ Тези вариации могат да произтичат от разпоредбите за безопасност, които се променят с течение на времето, но има и други причини. „Всичко това сочи към факта, че има път напред към увеличаване на устойчивостта, който включва разбиране на механизмите, поради които разходите са се увеличили на първо място.“

Предсказване на проблемите, преди да се случат

По-издръжливият дизайн може да помогне за постигане на спестяване на разходи: „Ако трябва да се върнете назад и да преработите дизайна поради нещо за конкретен обект или променящ се правилник за безопасност, тогава ако вградите във вашия дизайн, че имате всички тези различни възможности, базирани на тези промени, които биха могли да се случат “. То тогава можете да предпазите вашия проект от необходимостта от подобна работа по редизайн в последния момент, което води и до скъпи закъснения.

  “Меките разходи”  трябва да бъдат приоритетни

„Това са добавените „меки разходи“ за строителството“, казва Trancik, които не са склонни да бъдат приоритетни в типичния процес на проектиране.

„Те не са разходи за оборудване, те са промени в процесите, отговарящи на средата, в която се извършва строителството. ... Ако вградите това в своите инженерни модели и в процеса на инженерно проектиране, може би ще успеете да избегнете увеличаването на разходите в бъдеще. ", смята експертът.

Фабрично построена АЕЦ, превозвана с камиони до площадката

Един от подходите, който би включвал проектиране на ядрени централи, които биха могли да бъдат построени в заводи и с камиони до площадката, се застъпва от много атомни инженери от години. Например, вместо днешните огромни ядрени централи, модулните и по-малките реактори могат да бъдат напълно автономни и доставени до крайната си площадка с вече инсталирано ядрено гориво. Многобройни такива централи могат да бъдат обединени заедно, за да осигурят продукция, сравнима с тази на по-големите инсталации, или могат да бъдат разпределени по-широко, за да се намали необходимостта от предаване на мощност на дълги разстояния. Като алтернатива, може да се проектира по-голяма централа, която да се сглоби на място от множество по-малки фабрично изградени възли.

„Тази връзка между дизайна на компонентите и „меките разходи“ наистина трябва да бъде включена в процеса на инженерния дизайн“, казва тя, „но това няма да се случи без съгласувани усилия и без да бъде информиран чрез моделиране, което отчита тези потенциални балони меки разходи. "

Trancik казва, че докато някои от стъпките за контрол на разходите включват засилено използване на автоматизирани процеси, те трябва да бъдат разгледани в социален контекст. „Много от тях включват човешки работни места и е важно, особено в този момент, когато има такава необходимост да се създадат висококачествени устойчиви работни места за хората, това също трябва да вземе предвид при процеса на инженерно проектиране.

Така че не е само факта, че трябва да се гледат само разходите. „Но видът анализ, който екипът използва, казва тя, все още може да бъде полезен. „Можете също така да разгледате предимствата на дадена технология от гледна точка на работни места и този подход към механистичното моделиране може да ви позволи да направите това.“

Стандартизация

Методиката, която екипът използва за анализ на причините за превишаване на разходите, може потенциално да се приложи и към други големи капиталоемки строителни проекти, казва Trancik, където често се случват подобни видове превишаване на разходите.

„Един от начините да мислите за това, докато въвеждате по-голяма част от целия строителен процес в производствените заводи, който може да бъде много по-стандартизиран.“ Този вид повишена стандартизация е част от това, което доведе, например, до 95 процента намаляване на разходите за слънчеви панели и литиево-йонни батерии през последните няколко десетилетия, казва тя. „Можем да мислим за това, че прави тези по-големи проекти по-сходни с тези производствени процеси.“ Buongiorno добавя, че „само чрез намаляване на разходите за нови централи можем да очакваме ядрената енергия да играе ключова роля в предстоящата енергийна трансформация“.