گزارش جامع آینده انرژی هسته‌ای در تولید برق، صنعت و حمل‌ونقل سنگین (به‌ویژه کشتیرانی) با تمرکز بر فن

گزارش جامع آینده انرژی هسته‌ای در تولید برق، صنعت و حمل‌ونقل سنگین (به‌ویژه کشتیرانی) با تمرکز بر فناوری‌های نوین مانند راکتورهای کوچک مدولار (SMR) و همجوشی هسته‌ای (بر اساس آخرین داده‌ها تا میانه سال ۲۰۲۶)مقدمه انرژی هسته‌ای پس از چند دهه رکود نسبی، دوباره در مرکز توجه جهانی قرار گرفته است. افزایش شدید تقاضا برای برق (به‌ویژه از سوی مراکز داده هوش مصنوعی)، نیاز به برق پایدار و بدون کربن، و اهداف کربن‌صفر تا میانه قرن، باعث شده بسیاری از کشورها و شرکت‌های بزرگ به این منبع بازگردند. نسل جدید فناوری‌ها، به‌خصوص راکتورهای کوچک مدولار و پیشرفت‌های همجوشی، امید تازه‌ای ایجاد کرده‌اند. این گزارش وضعیت فعلی و چشم‌انداز آینده را در سه حوزه اصلی بررسی می‌کند: تولید برق، کاربردهای صنعتی و حمل‌ونقل سنگین (به‌ویژه کشتیرانی).۱. آینده انرژی هسته‌ای در تولید برق تولید برق هسته‌ای در سال ۲۰۲۵ به بالاترین سطح تاریخی خود رسید و حدود ۱۰ درصد برق جهان را تأمین کرد. حدود ۶۳ راکتور با ظرفیت بیش از ۷۰ گیگاوات در حال ساخت هستند که یکی از بالاترین ارقام از دهه ۱۹۹۰ است.چین با سرعت بالا در حال گسترش ناوگان خود است و هدف ظرفیت ۱۱۰ گیگاوات تا سال ۲۰۳۰ را دنبال می‌کند. آمریکا، کانادا، کره جنوبی، هند و چندین کشور اروپایی نیز پروژه‌های جدیدی را آغاز کرده‌اند. تقاضا برای برق پایدار و ۲۴ساعته از سوی مراکز داده شرکت‌هایی مانند گوگل، آمازون، مایکروسافت و متا، محرک اصلی این بازگشت است.چالش‌های اصلی همچنان هزینه بالای ساخت، زمان طولانی پروژه‌ها و مقررات پیچیده است. با این حال، حمایت‌های دولتی، اصلاح مقررات و مدل‌های تجاری جدید (مانند قرارداد خرید برق بلندمدت با شرکت‌های فناوری) مسیر را هموارتر کرده‌اند.۲. راکتورهای کوچک مدولار (SMR) راکتورهای کوچک مدولار مهم‌ترین نوآوری نسل جدید هسته‌ای محسوب می‌شوند. این راکتورها معمولاً ظرفیت کمتر از ۳۰۰ مگاوات دارند، در کارخانه ساخته می‌شوند و به‌صورت مدولار نصب می‌گردند. مزایای اصلی آن‌ها عبارت‌اند از: هزینه و زمان ساخت کمتر نسبت به راکتورهای بزرگ ایمنی بالاتر به‌دلیل طراحی‌های غیرفعال انعطاف‌پذیری برای استفاده در شبکه‌های کوچک، مناطق دورافتاده یا جایگزینی نیروگاه‌های زغال‌سنگ امکان تولید همزمان برق، گرما و هیدروژن وضعیت فعلی و پروژه‌های پیشرو در کانادا، اولین مجوز ساخت SMR غربی برای راکتور BWRX-300 شرکت GE-Hitachi در سایت دارلینگتون صادر شده و ساخت از سال ۲۰۲۵ آغاز شده است. اتصال به شبکه برای حدود سال ۲۰۳۰ برنامه‌ریزی شده. در آمریکا، پروژه‌هایی مانند ناتریوم شرکت تراپاور در وایومینگ، راکتورهای کایروس پاور و چندین طرح دیگر در مراحل پیشرفته مجوز و آماده‌سازی هستند. وزارت انرژی آمریکا صدها میلیون دلار برای شتاب‌دهی به این پروژه‌ها اختصاص داده است. چین راکتور لینگلونگ وان (ACP100) را به‌عنوان اولین SMR زمینی تأییدشده توسط آژانس بین‌المللی انرژی اتمی پیش می‌برد.بریتانیا، سوئد، لهستان و چک نیز برنامه‌های جدی برای استقرار ناوگان SMR دارند (از جمله طرح‌های رولزرویس). کاربردهای غیربرقی SMR نیز رو به گسترش است: تولید هیدروژن، گرمایش منطقه‌ای، تأمین برق معادن دورافتاده و تغذیه مراکز داده.۳. کاربردهای صنعتی انرژی هسته‌ای بخش زیادی از انرژی جهان صرف گرمای صنعتی می‌شود (فولاد، سیمان، پتروشیمی، کاغذ و غیره). راکتورهای پیشرفته با دمای بالا می‌توانند این بخش سخت‌کاهش‌انتشار را کربن‌زدایی کنند. راکتورهای گازخنک با دمای بالا (HTGR) و راکتورهای نمک مذاب قادرند گرمای بالای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و حتی بیش از ۱۰۰۰ درجه تولید کنند. پروژه‌های نمونه:همکاری شرکت داو کمیکال با اکس‌انرژی برای استقرار راکتورهای HTGR در سایت صنعتی تگزاس به‌منظور تأمین همزمان برق و بخار صنعتی.پروژه‌های چینی برای استفاده از گرمای مازاد نیروگاه‌های هسته‌ای در سیستم‌های گرمایش شهری (مانند نیروگاه هایانگ). مفاهیم تولید همزمان برق، گرما و هیدروژن با راکتورهای دمابالا.این کاربردها می‌توانند نقش مهمی در کربن‌زدایی صنایع سنگین ایفا کنند، هرچند هنوز در مراحل اولیه تجاری‌سازی هستند.۴. انرژی هسته‌ای در حمل‌ونقل سنگین و کشتیرانی کشتیرانی تجاری یکی از بخش‌های دشوار برای کربن‌زدایی است. نیروی محرکه هسته‌ای که دهه‌ها در زیردریایی‌ها و یخ‌شکن‌ها استفاده شده، اکنون دوباره برای کشتی‌های تجاری مورد توجه قرار گرفته است.مزایا:پیمایش بسیار طولانی بدون نیاز به سوخت‌گیریحذف کامل انتشار گازهای گلخانه‌ای عملیاتیقدرت بالا و پایداروضعیت فعلی:مطالعات امکان‌سنجی و طراحی مفهومی توسط شرکت‌هایی مانند HD هیوندای، ABS و چندین شرکت نروژی و آمریکایی در جریان است.