浮体式原子力発電所(ロシア語: плавучая атомная теплоэлектростанция малой мощности、ПАТЭС ММ 、直訳:「浮体式熱電併給(CHP)低出力原子力発電所」 )は、ロシアの国営原子力企業ロスアトムが設計した船舶である。これらは、自己完結型の低出力浮体式原子力発電所である。ロスアトムは、これらの発電所を造船施設で大量生産し、電力需要地の近くの港まで曳航する計画である。
このようなコンセプトの研究は、1960年代に第二次世界大戦のリバティ船の船体に作られた米国のMH-1Aに遡り[ 1 ]、その後、2022年に米国エネルギー省が洋上浮体式原子力発電の3年間の研究に資金を提供した[ 2 ] 。ロスアトムのプロジェクトは、量産を目的とした最初の浮体式原子力発電所である。当初の計画では、2015年までに少なくとも7隻を製造することになっていた[ 3 ]。 2019年9月14日、ロシア初の浮体式原子力発電所「アカデミック・ロモノソフ」がチュコトカ地方の恒久的な場所に到着した[ 4 ]。2019年12月19日に運転を開始した[ 5 ]。
浮体式原子力発電所のプロジェクトは、ロシア連邦原子力省(ロスアトム)がアルハンゲリスク州のセヴェロドヴィンスクを建設地として選定し、セヴマシュ社が総合請負業者に任命された2000年に始まった。[ 6 ] 最初の発電所「アカデミック・ロモノソフ」の建設は、2007年4月15日にセヴェロドヴィンスクのセヴマシュ潜水艦建造工場で開始された。2008年8月、建設作業はサンクトペテルブルクのバルチック造船所に移管され、同造船所は将来の船舶の建造も担当している。[ 7 ]「アカデミック・ロモノソフ」は2010年7月1日に進水し、[ 8 ]推定費用は60億ルーブル(2億3200万ドル)であった。[ 9 ] 2015年、ロシアの国営原子力企業ロスアトムは、2019年に開始される2番目の船舶の建造を発表した。[ 10 ]
2021年7月27日、ロスアトムはGDKバイムスカヤLLCとバイムスカヤ銅鉱山操業へのエネルギー供給に関する契約を締結した。ロスアトムは、最新のRITM-200M 55 MWe原子炉を使用した最大3基の新しい浮体式発電所(4基目は予備)の納入を提案している。これらの原子炉は現在、プロジェクト22220砕氷船で使用されている。これらは、チャウンスカヤ湾港のナグロイニン岬にドッキングされ、 ビリビノを経由する400kmの110kV送電線でバイムスカヤ鉱山に接続される予定である。ロスアトムによると、アトムエネルゴマシュによる最初の新しい原子炉の製造はすでに始まっている。[ 11 ] 2022年8月、最初の船体の建造が中国で開始され、原子炉と機器の設置のために2023年にロシアに引き渡される予定である。[ 12 ]
2021年12月31日、ロスアトムは、これら4基の新しい浮体式原子力発電所には、現在開発中のRITM-200Sと呼ばれる、RITM-200炉心の改良版が搭載されると発表した。TVELは、改良型炉心用の新しい燃料集合体の開発を担当している。[ 13 ]各バージは106MWeの電力を発電する。[ 12 ]
浮体式原子力発電所は自力推進装置を持たない船舶です。全長は144.4メートル(474フィート)、幅は30メートル(98フィート)、高さは10メートル(33フィート)、喫水は5.6メートル(18フィート)です。船舶の排水量は21,500トン、乗組員は69名です。[ 6 ] [ 14 ]
このタイプの船舶には、改良型KLT-40海軍推進原子炉が2基搭載されており、合わせて最大70MW の電力または300MW の熱、あるいは地域暖房用の電力と熱のコジェネレーションを提供でき、人口20万人の都市に十分な 供給能力を持つ。浮遊能力と極端な気象条件下での組み立て能力により、地理的な位置のためにこれらの設備へのアクセスが容易でない地域に熱と電力を供給できる。また、 1日あたり24万m³ (850万立方フィート)の淡水を生産する海水淡水化プラントに改造することもできる。 [ 15 ] [ 16 ]プラントの小型改造には、約18MWe(メガワット)の 電力を供給できるABV-6M原子炉が2基搭載できる。 [ 17 ]
はるかに大型のVBER-300 917 MW熱出力または325 MWe [ 18 ]と、やや大型のRITM-200 55 MWe原子炉は、いずれもこれらの浮体式原子力発電所の潜在的なエネルギー源として検討されてきた。[ 19 ]また、この発電所には、浮体式ユニット(FPU)、水処理施設、安定した設置を保証する施設、FPUの分離、岸辺で生成された電力と熱の送電、生成された電力を外部システムに受け入れて送電し購入者に供給するための内陸事務所も含まれている。[ 20 ]
この事業の主な目的は、地域の増大するエネルギー需要に対応し、チャウン・ビリビノ産業グループのエネルギー計画における金およびその他のさまざまな分野の効果的なエネルギー調査と開発を行い、住民と商業顧客に対する電気と熱エネルギーの税制の調整を保証し、地域の経済的および社会的発展のための強固なエネルギー基盤を構築することである。[ 20 ]
船体と船体の一部は、サンクトペテルブルクのバルチック造船所と中国のウィソン(南通)重工業によって建造されている。[ 21 ]原子炉はOKBM アフリカントフによって設計され、ニジニ・ノヴゴロド研究開発研究所アトムエネルゴプロエクト(どちらもアトムエネルゴプロムの一部)によって組み立てられている。[ 6 ] [ 7 ] [ 22 ]原子炉容器はイジョルスキー・ザヴォディによって製造されている。[ 22 ]カルーガ・タービン工場はターボ発電機を供給している。[ 6 ] [ 7 ]
浮体式発電所は3年ごとに燃料を補給する必要があり、年間最大20万 トンの石炭と10万トンの燃料油を節約できます。原子炉の寿命は40年とされています。12年ごとに、発電所全体が曳航されて建設された埠頭でオーバーホールされます。製造業者が核廃棄物の処分を手配し、メンテナンスはロシアの原子力産業のインフラによって提供されます。したがって、発電所がエネルギーを生産した場所では、事実上放射能の痕跡はないと予想されます。[ 15 ] [ 16 ]
KLT-40Sの安全システムは、原子炉設計自体、物理的な連続的な保護および格納システム、自己作動型の能動的および受動的安全システム、自己診断型の自動システム、機器およびシステムの状態に関する信頼性の高い診断、および事故制御に関する規定された方法に従って設計されています。さらに、搭載されている安全システムは、プラントの電源とは独立して動作します。[ 23 ]
環境団体や市民は、浮体式原子力発電所は陸上発電所よりも事故、海洋特有の自然災害、テロの被害を受けやすいと懸念している。彼らは、1986年のチェルノブイリ原発事故を含む、ロシアと旧ソ連における海事および原子力事故の歴史を指摘している。 [ 24 ]ロシアは、科学調査や北極観光にも使用される原子力砕氷船 の船団を50年間運用してきた経験がある。しかし、そのような船舶からの放射性物質漏洩を伴う過去の事故(レーニン号、1957年、タイミル号、2011年)も浮体式原子力発電所の安全性の懸念につながっている。米国では、高コストと安全性の懸念から浮体式原子力発電所の商業化は失敗に終わった。[ 25 ]
このプロジェクトに関して、健康と安全に関する環境上の懸念が生じている。放射性蒸気が発生し、近隣住民に悪影響を与える可能性がある。この地域では地震活動が頻繁に発生しており、津波によって施設が損傷し、放射性物質や廃棄物が放出される恐れがある。環境団体によると、水上にあるため自然の力にさらされるという。[ 26 ]
沿岸型原子力発電所と浮体式原子力発電所は、いずれも海洋環境に同様の影響を及ぼす可能性がある。周囲の防波堤は、一部の海洋生物にとって有利な環境となる人工礁となる可能性があるが、沿岸部(沿岸植物の場合)または沖合(深海浮体式発電所の場合)の動植物に悪影響を及ぼす可能性がある。水が混入する際に海洋生物が発電所システムに侵入すると、生物種の多様性と個体数が減少する可能性がある。発電所からの排水による熱の影響は、その地域の海洋生態系を恒久的に変化させる可能性があり、例えば、冷水域の種は個体数を維持できなくなり、非在来の温水域の種が周辺に定着する可能性がある。[ 27 ] [ 28 ]発電所はこのような環境変化を引き起こす可能性があるが、温水排出によって生じる熱プルームは狭いため、その影響は地理的に限定される。発電所の冬季停止は、熱ショックによる魚の大量死を引き起こす可能性がある。しかし、複数のユニットを持つ発電所では、同時停止を避けることで、これを軽減できる。一度に 1 つのユニットだけを順次停止することで、水温の変動が最小限に抑えられます。[ 29 ]これらの問題はすべての火力発電所に共通しています。
浮体式原子力発電所は主にロシア北極圏で使用される予定である。これらのうち5基は、ガスプロムが沖合の石油・ガス田開発やコラ半島およびヤマル半島での操業に使用する予定である。[ 7 ]その他の場所には、タイミル半島のドゥディンカ、カムチャツカ半島のヴィリュチンスク、チュクチ半島のペヴェクなどがある。[ 15 ] 2007年、ロスアトムはサハ共和国と協定を結び、同国北部に小型ABV原子炉を使用した浮体式発電所を建設することになった。[ 7 ]
ロスアトムによると、中国、インドネシア、マレーシア、アルジェリア、スーダン、ナミビア、カーボベルデ、アルゼンチンを含む15か国が、このような装置のレンタルに関心を示している。[ 3 ] [ 7 ] [ 25 ]世界人口の75%が港湾都市から100マイル以内に住んでいると推定されている。
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