الطاقة النووية الصغيرة تواجه صراعات.. التكنولوجيا تكافح بسبب التكاليف والعقبات التنظيمية

يروج الجميع، بدءا من وزير الطاقة الأمريكي إلى شركات التكنولوجيا الكبرى، لمفاعلات نووية صغيرة الحجم كإجابة محتملة للطلب المتزايد على الطاقة، لكن التكنولوجيا تكافح لتصبح تجارية بسبب التكاليف والعقبات التنظيمية.

من المتوقع أن تؤدي مراكز البيانات التي تستهلك الكثير من الطاقة وتدعم الذكاء الاصطناعي إلى ارتفاع الطلب على الكهرباء، بما في ذلك في الولايات المتحدة حيث ظل استخدامها ثابتًا في الغالب لمدة عقدين من الزمن.

هل تصبح أرخص وأسرع؟

يقول مؤيدو المفاعلات النووية الصغيرة، إن هذه التكنولوجيا سوف تصبح في نهاية المطاف أرخص وأسرع من محطات الطاقة النووية الحالية لأنها سوف تُبنى من أجزاء يتم إنتاجها بكميات كبيرة بدلاً من أن تكون مشاريع ضخمة مصممة خصيصاً.

ومن الناحية النظرية، تستطيع المفاعلات النووية إنتاج الكهرباء الخالية من الانبعاثات تقريباً.

ولكن الدول الوحيدة التي بنت مفاعلات نووية صغيرة لديها حكومات ساعدت المشاريع في تأمين التمويل وتحديد أنواع الوقود والمبردات التي يجب استخدامها.

افتتحت روسيا مفاعلًا نوويًا صغيرًا عائمًا في القطب الشمالي في عام 2019، وافتتحت الصين مفاعلًا صغيرًا في عام 2023.

مخاوف مزعجة في أمريكا

الإطار التنظيمي في الولايات المتحدة غير متطور، ومصادر الطاقة الأخرى أقل تكلفة، وهناك مخاوف مزعجة بشأن إمدادات اليورانيوم والنفايات المشعة.

وقال جريج جاكزكو، الرئيس السابق لهيئة تنظيم الطاقة النووية الأمريكية، إن اللاعبين الذين يدفعون باتجاه إنشاء المفاعلات النووية الصغيرة ليسوا شركات المرافق التي تتمتع بعقود من الخبرة في التعامل مع التعقيدات ومتطلبات السلامة في المحطات النووية، بل شركات الذكاء الاصطناعي ومجتمع مراكز البيانات والبائعين.

وأضاف “من أجل المضي قدما بقوة في بناء مفاعلات نووية جديدة (للمفاعلات النووية الصغيرة)، فإنك تريد حقا أن يقود هذا الاتجاه اللاعبون الراسخون وذوو الخبرة”.

منافسة شرسة

وتشهد إمدادات الغاز العالمية نمواً، كما تنخفض تكاليف الطاقة الشمسية وتخزين البطاريات، مما يوفر منافسة شرسة لظهور التكنولوجيا النووية المتقدمة.

وقال وزير الطاقة الأمريكي كريس رايت، في مقابلة مع رويترز خلال مؤتمر سيراويك في هيوستن “نحن حقا في بداية صناعة جديدة”، وأضاف رايت، الذي كان عضوا في مجلس إدارة شركة أوكلو المتخصصة في إنتاج المفاعلات النووية الصغيرة، إن المفاعلات النووية الصغيرة الأولى لن تكون قادرة على منافسة الغاز، ولكنها ستصبح أرخص مع تطور التكنولوجيات، وستحاول الحكومة الأميركية مساعدتها في توضيح اللوائح والتمويل، حتى أصبح سكرتيرًا.

وقّعت شركة أوكلو اتفاقية غير ملزمة في ديسمبر لنشر المفاعلات النووية الصغيرة (SMRs) لدى شركة سويتش، مشغلة مراكز البيانات، على مدى عشرين عامًا.

وتأمل أوكلو في الحصول على ترخيص من هيئة تنظيم الطاقة النووية أواخر عام ٢٠٢٧، بعد أن رفضت الهيئة الطلب في البداية عام ٢٠٢٢.

وأرجع مؤسس شركة أوكلو، والرئيس التنفيذي لها جاكوب دي ويت، الرفض إلى الصعوبات التي واجهتها الشركة في العمل عن بعد خلال جائحة كوفيد-19.

قال دي ويت لرويترز: “لقد تجاوزنا كل الحدود، لكننا حققنا تقدمًا وملاحظات قيّمة”.

قد تستغرق موافقة الهيئة التنظيمية النووية (NRC) على المفاعلات سنوات، فهي تُنتج نفايات مشعة، ويجب أن تُسيطر على مخاطر التشغيل والانتشار.

ومما يُعقّد الأمور، أن العديد منها يُخطط للتشغيل باستخدام أنواع وقود خاصة، وتقنيات جديدة، ومُبرِّدات بديلة.

قال راهول فاشي، الشريك في شركة جيبسون، دان وكروتشر للمحاماة: “لم يُنفَّذ الإطار التنظيمي أو يُبنَى بعد”، وقدر فاشي أن بناء مفاعل نووي صغير تجاري قد يستغرق عدة إدارات رئاسية.

وقال المتحدث باسم الهيئة التنظيمية النووية سكوت بورنيل، إن الوكالة تعمل مع البائعين “لتحقيق مهمتنا المتمثلة في تمكين نشر المفاعلات بشكل آمن بأكبر قدر ممكن من الكفاءة”.

شركات التكنوجيا والمفاعلات النووية

لكن حتى ترخيص الهيئة التنظيمية النووية لا يضمن النجاح. المفاعل النووي الصغير التجاري الوحيد الذي وافقت عليه الهيئة حتى الآن ألغي مشروعه، نوسكيل أنهت شركة شل مشروعها في أيداهو في عام 2023 بعد أن تضاعفت التكاليف تقريبًا، على الرغم من عقد وزارة الطاقة لعام 2020 بقيمة 1.35 مليار دولار على مدى 10 سنوات.

وقال الرئيس التنفيذي لشركة NuScale، جون هوبكنز في مكالمة الأرباح الأسبوع الماضي، إن الشركة لم تتمكن بعد من التوصل إلى اتفاق مع أي مشغل لمركز البيانات في الولايات المتحدة بسبب التعقيدات المرتبطة بتجميع المشاريع، لكنها تواصل المضي قدمًا في مشروع في رومانيا.

أمازون، وجوجل، وقعت اتفاقيات في أواخر العام الماضي مع شركات نووية ناشئة لتزويد مراكز البيانات بالمفاعلات النووية الصغيرة.

قالت روث بورات، الرئيسة والمديرة التنفيذية للاستثمار في ألفابت وجوجل، لمجلة CERAWeek “يجب أن يكون قطاع الطاقة النووية جزءًا لا يتجزأ من هذا المزيج، إذا لم نبدأ الآن بشكل مُركّز ونُطبّق عددًا من هذه التجارب… فلن نتمكن من خفض منحنى التكلفة”.

وقال متحدث باسم شركة كايروس باور، الشركة التي تتعاون مع جوجل، إن الشركة تعتقد أن المجلس القومي للبحوث النووية لديه “القدرات التقنية اللازمة لمراجعة تكنولوجيتنا، مع الاعتراف بأنهم بحاجة إلى مواصلة الابتكار ليكونوا في وضع يسمح لهم بمعالجة العدد الكبير من الطلبات المتوقعة في السنوات المقبلة”.

طلب السحب العميقة

من المقرر تشغيل العديد من المفاعلات النووية الصغيرة باستخدام وقود اليورانيوم منخفض التخصيب عالي التحليل، أو ما يُعرف بـ HALEU، الذي تصل نسبة نقائه إلى 20% بدلاً من 5% في المفاعلات التقليدية.

وقد بدأت الحكومة الأمريكية بتمويل جهود إنتاج وقود HALEU محلياً، في ظل تطبيقها حظراً على استيراد اليورانيوم من روسيا، إحدى أكبر منتجيه، لكن بعض علماء الفيزياء يشككون في سلامة الوقود.

تُجري الإدارة الوطنية للأمن النووي الأمريكية، دراسةً حول مخاطر انتشار مفاعل HALEU بعد أن حذّر فيزيائيون من إمكانية استخدامه لصنع سلاح نووي.

أوصى العلماء بتحديد نسبة تخصيب مفاعل HALEU إلى 10% إلى 12%، قد تُخفّض هذه الحدود من كفاءة المفاعلات الصغيرة.

وقالت أمازون، إنها ستضيف الطاقة النووية إلى محفظة الطاقة الخاصة بها لأنها “خالية من الكربون وقابلة للتطوير وآمنة وموثوقة”.

تقدمت شركة X-Energy، وهي شركة متخصصة في المفاعلات النووية الصغيرة بالشراكة مع شركة أمازون، بطلب للحصول على ترخيص في محطة وقود في ولاية تينيسي وسيكون وقودها مقاومًا للانتشار، بحسب المتحدث باسم شركة X-Energy روبرت ماكنتاير.

ومن بين المعوقات المحتملة الأخرى التي تواجه الصناعة عدم اليقين بشأن سرعة نمو الطلب على الطاقة في المستقبل.

الذكاء الاصطناعي واستهلاك الكهرباء

غذّت التوقعاتُ بأن الذكاء الاصطناعي سيُحدث زيادةً هائلةً في استهلاك الكهرباء حماسةً كبيرةً تجاه المفاعلات النووية الصغيرة.

لكن إعلان شركة DeepSeek الصينية الناشئة في وقتٍ سابقٍ من هذا العام أن نماذج الذكاء الاصطناعي مفتوحة المصدر ستستهلك طاقةً أقل بكثير أثار تساؤلاتٍ حول هذه التوقعات.

وقال مارتن تشورزيمبا، وهو زميل بارز في معهد بيترسون للاقتصاد الدولي: “إذا استمرت نماذج (الذكاء الاصطناعي) في أن تصبح أصغر وأكثر كفاءة، فقد نشهد طفرة هائلة في الذكاء الاصطناعي الذي يمكنه بشكل متزايد العمل على الأجهزة الاستهلاكية العادية محليًا وبالتالي لا يحتاج إلى مثل هذه الطاقة الهائلة”.