Kis Moduláris Atomreaktorok (Small Modular Reactors) használata
(2026 november)
Létezik már működő SMR reaktor Oroszországban és Kínában. Állami támogatással fejlesztették ki és üzemeltetik a technológiát.
Oroszországnam az Akagyemik Lomonoszov nevű úszó atomerőmű az első működő SMR, a Jeges-tengeren használják, egy nyomottvizes reaktor, amelyet távoli területek energiaellátására terveztek. Kínában a HTR-PM nevű magas hőmérsékletű gázhűtéses reaktor működik Shandong tartományban, ez a világ első kereskedelmi célú, működő SMR-je, amely grafit moderátoros és héliummal hűtött technológiát alkalmaz.
Fejlesztés alatt álló SMR-ek: világszerte több mint 80 SMR-tervet jelentettek be, ezek többsége még tervezési vagy engedélyezési fázisban van. Magyarország is érdeklődik az SMR-ek iránt: például az amerikai GE Hitachi BWRX-300 típusú reaktorainak hazai telepítéséről született szándéknyilatkozat. Franciaország visszalépett saját SMR-fejlesztésétől a magas költségek miatt, és inkább meglévő régi technológiát használ.
Az SMR-ek jellemzői:
Modularitás: sorozatgyártásra alkalmasak, gyorsabban és olcsóbban telepíthetők, mint a hagyományos atomerőművek.
Biztonság: Kisebb méretük és passzív biztonsági rendszereik miatt alacsonyabb kockázatot jelentenek. Talán lesz valamennyire mobil, hajóra, vonatra épített változatuk is. Alkalmasak ipari parkok, adatközpontok, nagyobb vagy távoli települések energiaellátására.
Biztonság: Kisebb méretük és passzív biztonsági rendszereik miatt alacsonyabb kockázatot jelentenek. Talán lesz valamennyire mobil, hajóra, vonatra épített változatuk is. Alkalmasak ipari parkok, adatközpontok, nagyobb vagy távoli települések energiaellátására.
Előny: Az elosztott villamosenergia termelő hálózatok hálózati vesztesége kisebb, mint a nagy atomerőművek, centrálék alkotta hálózatoké. Részben kiváltják a nagy naperőművek miatt telepített drága akkumlátortelepeket.
A kisebb talán vonatra is telepíthető lesz (https://www.dreamstime.com/illustration/nuclear-engine.html)
Az Egyesült Államokban jelenleg még nincs működő SMR, de több projekt előrehaladott fejlesztési vagy engedélyezési fázisban van. A legismertebb példa a NuScale Power reaktora, amely már megkapta a hivatalos engedélyt, de még nem épült meg. A NuScale Power: volt az első SMR, amely megkapta az Amerikai Nukleáris Szabályozó Bizottság (NRC) jóváhagyását. A reaktor tervezése már engedélyezett, de a tervezett telepítés (Idaho államban) még nem valósult meg.
GE Hitachi – BWRX-300: a típusú reaktor az egyik legígéretesebb SMR-technológia, amelyet az USA exportálni is kíván. Magyarország és Lengyelország már szándéknyilatkozatot írt alá a telepítéséről.
Westinghouse: fejleszt SMR-t, amelyet több országban, köztük Magyarországon is kínál.
Miért nincs még működő SMR az USA-ban?
Engedélyezési folyamat: Az NRC rendkívül szigorú szabályozása miatt az engedélyezés hosszú időt vesz igénybe.
Finanszírozás: Bár az amerikai kormány támogatja az SMR-eket, a beruházások jelentős tőkét igényelnek.
Piaci verseny: Az USA-ban a földgáz és megújuló energiaforrások versenyképes áron elérhetőek, ami lassítja az SMR-ek gazdasági megtérülését. A következő években várhatóan több SMR-projekt indul el, különösen Idaho és Tennessee államban. Az amerikai technológia iránt nagy az érdeklődés Európában és Magyarországon több 10 BWRX-300 reaktor is épülhet, az egyik talán Debrecenben.
Az SMR-ek gyakorlati felhasználása, azaz mire alkalmasak villamos energia termelésen kívül?
Az SMR-ek (kis moduláris reaktorok) nemcsak villamosenergia termelésre, hanem hőtermelésre, ipari folyamatok kiszolgálására és hidrogén előállítására is használhatóak. Pl. a távfűtés: Az SMR-ek képesek stabil, alacsony szén-dioxid-kibocsátású hőenergiát biztosítani városi távfűtési rendszerekhez.
Ipari hőellátás: magas hőmérsékletű gőz előállításával támogathatják vegyipari, acélipari vagy cementgyártási folyamatokat, amelyek nehezen dekarbonizálhatók.
Hidrogéntermelés
Az SMR-ek hőenergiája és villamos energiája felhasználható vízbontásos hidrogéntermelésre (magas hőmérsékletű elektrolízis). Az előállított hidrogén felhasználható üzemanyagcellás járművekhez, különösen nehézgépjárművek és vasút esetén. Alkalmas távoli infrastruktúrák energiaellátására: katonai bázisok, kutatóállomások, hegyvidékek energiaellátására is alkalmasak, ahol a hálózati kapcsolat korlátozott.
Az SMR-ek hőenergiája és villamos energiája felhasználható vízbontásos hidrogéntermelésre (magas hőmérsékletű elektrolízis). Az előállított hidrogén felhasználható üzemanyagcellás járművekhez, különösen nehézgépjárművek és vasút esetén. Alkalmas távoli infrastruktúrák energiaellátására: katonai bázisok, kutatóállomások, hegyvidékek energiaellátására is alkalmasak, ahol a hálózati kapcsolat korlátozott.
Az SMR-ek adatközpontok energiaellátása jól alkalmazhatóak: a nagy tech cégek (pl. Google, Amazon, Microsoft) érdeklődnek az SMR-ek iránt, mivel azok képesek stabilan és karbonsemlegesen kiszolgálni a mesterséges intelligencia és felhőszolgáltatások nagy energiaigényét.
Katonai és biztonsági alkalmazások, mobil reaktorok: Egyes SMR-eket úgy terveznek, hogy könnyen telepíthetők legyenek katonai vagy katasztrófaelhárítási célokra, ahol gyors és megbízható energiaellátás szükséges.
Az SMR-ek a hidrogéntermelésben:
1. Magas hőmérsékletű elektrolízis (HTE):Az SMR-ek képesek 500–850 °C hőmérsékletű hőenergiát biztosítani, ami lehetővé teszi a HTE alkalmazását, amely hatékonyabb, mint a hagyományos elektrolízis, mivel a hő egy részét közvetlenül felhasználja a vízbontáshoz.
2. Termokémiai ciklusok: egyes SMR-ek (pl. gázhűtéses vagy sóolvadékos típusok) elérhetik a 900–1000 °C hőmérsékletet. Ez lehetővé teszi a termokémiai vízbontási ciklusok (pl. kén-jód ciklus) alkalmazását, amelyek szintén villamos energia nélkül, csak hővel állítanak elő hidrogént.
3. Villamos energia alapú elektrolízis. az SMR-ek által termelt karbonsemleges villamos energia felhasználható hagyományos elektrolízisre, ami „zöld hidrogént” eredményez.
A hidrogén kulcsszerepet játszik a nehézipar dekarbonizációjában: acélgyártás, vegyipar, közlekedés átalakításában.
Az SMR-ek lehetővé teszik a helyi, decentralizált hidrogéntermelést, ami csökkenti a szállítási költségeket és növeli az ellátásbiztonságot.
Az SMR-ekkel előállított hidrogén versenyképes alternatívája lehet a fosszilis alapú „szürke hidrogénnek”.
Üzemanyagcellás járművek
Az üzemanyagcellás járművek hidrogénből állítanak elő elektromos energiát, és működésük során csak vízgőzt bocsátanak ki, környezetbarát közlekedési megoldást kínálnak. Az üzemanyagcella egy olyan elektrokémiai berendezés, amely hidrogén és oxigén reakciójából közvetlenül elektromos áramot termel. A folyamat során melléktermékként csak víz keletkezik, így nincs szén-dioxid vagy más károsanyag-kibocsátás.
Az üzemanyagcellás járművek hidrogénből állítanak elő elektromos energiát, és működésük során csak vízgőzt bocsátanak ki, környezetbarát közlekedési megoldást kínálnak. Az üzemanyagcella egy olyan elektrokémiai berendezés, amely hidrogén és oxigén reakciójából közvetlenül elektromos áramot termel. A folyamat során melléktermékként csak víz keletkezik, így nincs szén-dioxid vagy más károsanyag-kibocsátás.
A jármű tartályaiban sűrített hidrogént tárolnak. Az üzemanyagcella belsejében a hidrogén atomjai elektronokra és protonokra válnak szét. Az elektronok elektromos áramot hoznak létre, a protonok az oxigénnel egyesülve vízgőzt képeznek, amely a kipufogón távozik.
Az üzemanyagcellák fő típusai: a járművekben leggyakrabban a polimer elektrolit membrános (PEMFC) típus használatos, mivel:
gyorsan indítható,
alacsony hőmérsékleten működik,
kompakt és könnyű.
Előnyök és kihívások
Zéró károsanyag-kibocsátás (csak vízgőz távozik)
Gyors tankolás (3–5 perc)
Hosszú hatótáv (akár 500–700 km)
Kihívások:
Kevés töltőállomás világszerte
Magas gyártási költségek
A hidrogén előállítása még gyakran fosszilis energiahordozókból, pl metánból, földgázból történik.
Példák:
Személyautók: pl. Toyota Mirai, Hyundai Nexo,
Személyautók: pl. Toyota Mirai, Hyundai Nexo,
Toyota Mirai: az egyik legismertebb üzemanyagcellás személyautó.
Hyundai Nexo: fejlett technológiával és hosszú hatótávval.
Honda Clarity Fuel Cell: korlátozottan elérhető, főként az USA-ban.
Buszok és teherautók: városi közlekedésben gyakoriak.
Vasúti és hajózási alkalmazások: kísérleti és kereskedelmi projektek is már futnak
Kilátások: a hidrogénalapú közlekedés szerepet játszik a dekarbonizációban, különösen ott, ahol az akkumulátoros elektromos járművek nem elég hatékonyak (pl. nehézgépjárművek, hosszú távú szállítás). A Zöld Busz Program keretében már teszteltek hidrogénüzemű buszokat Budapesten és más városokban. Az üzemanyagcellás technológia különösen ígéretes a nehézgépjárművek, buszok és vasúti közlekedés terén, ahol az akkumulátoros elektromos hajtás nem elég hatékony.