أعلنت شركة الطاقة الأمريكية Blue Energy وGE Vernova بشكل مشترك أنهما ستقومان بتطوير محطة طاقة هجينة بقدرة مركبة تبلغ 2.5 جيجاوات في تكساس بالولايات المتحدة الأمريكية، ونشر مرافق توليد الطاقة النووية والغاز الطبيعي في نفس الموقع لمراعاة كل من إمدادات الحمل الأساسي وقدرات تعديل الحمل السريع. ويتم وضع المشروع كمشروع نموذجي على مسار "التحول من الغاز إلى الطاقة النووية". ويهدف إلى توليد إيرادات الكهرباء مقدمًا خلال عملية الموافقة المعقدة والبناء طويل الأجل، مع توفير ضمانات للتكيف المستقبلي مع تقلبات الطاقة المتجددة والزيادة الكبيرة في استهلاك الطاقة لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي.
في خطة التعاون بين Blue Energy وGE Vernova، من المخطط استخدام مفاعل BWRX-300 الصغير التابع لشركة GE Vernova Hitachi Nuclear Energy (GVH) وتشكيل محطة طاقة هجينة في موقع مشترك مع وحدة توربينات الغاز الطبيعي. جوهر الخطة لا يتمثل في الجمع بين الطاقة النووية والغاز في وحدة واحدة، ولكن بناء منشآت الطاقة النووية والغاز بشكل منفصل في نفس مجمع محطة الطاقة، حتى يتمكنوا من مشاركة محطة التوربينات البخارية ونقطة اتصال الشبكة، وتحقيق التشغيل المنسق للنظام الشامل من خلال التكنولوجيا والإرسال.
وأشار المقال إلى أن نقطتي الألم الرئيسيتين اللتين تواجههما مشاريع الطاقة النووية التقليدية هما دورات الموافقة والبناء الطويلة للغاية، والمرونة المحدودة لتعديل وحدة الطاقة، مما يجعل من الصعب التكيف مع طلب الحمل المتقلب بسرعة بعد نسبة عالية من الطاقة المتجددة متصلة بالشبكة. تعتبر الطاقة النووية جيدة في توفير طاقة الحمل الأساسي المستقرة، ولكنها أكثر ملاءمة لشبكات الطاقة التقليدية ذات "القصور الذاتي الكبير والتقلبات الصغيرة" بدلاً من أنظمة الطاقة المستقبلية التي تتطلب تعديلات متكررة وتهيمن عليها مصادر الطاقة المتقطعة مثل الرياح والطاقة الشمسية. وفي هذا السياق، يأمل فريق المشروع في تعويض أوجه القصور في الطاقة النووية في ذروة التنظيم من خلال إدخال توربينات الغاز التي يمكن أن تبدأ وتتوقف بسرعة ولديها إمكانية التحكم في الحمل.
وعلى المسار الهندسي، ستقوم المرحلة الأولى من المشروع ببناء هيكل فولاذي "أحادي القطب" ذو قطر كبير (أحادي القطب) يبلغ قطره حوالي 12 قدم (حوالي 3.66 متر). يأتي النموذج الأولي من أساس توربينات الرياح البحرية ويتم تحويله إلى هيكل حاوية مخصص للمفاعل المعياري. سيتم وضع هذه الأعمدة الفولاذية في حوض السباحة وربطها بالممر المائي الصالح للملاحة، لتشكل ترتيبًا خاصًا يسمى النظام الأحادي المتكامل (IMS).
وفقًا للتقارير، من خلال الجمع بين البيئة المائية وهيكل الركيزة الواحدة، يمكن لهذا النظام تحقيق التبريد السلبي للمفاعل عند فقدان النظام النشط، وفي الوقت نفسه توفير طبقة حماية إشعاعية سميكة عبر المياه المحيطة، والتي يمكن أن تحسن هامش الأمان حتى في ظروف الحوادث الشديدة. تعتقد شركة Blue Energy أن هذا التصميم المتكامل للمفاعل الأحادي المعياري والمسبق الصنع لديه القدرة على تقليل وقت بناء محطة الطاقة النووية بنسبة تصل إلى 93%.
وفي الوقت نفسه، سيقوم المشروع بنشر وحدتين توربينيتين غازيتين من طراز GE Vernova 7HA.02 بقدرة إجمالية لتوليد الطاقة تبلغ حوالي 1 جيجاوات (1000 ميجاوات) أثناء إنشاء الدفعة الأولى من الأحاديات والمرافق النووية لتوفير الطاقة للشبكة في أقرب وقت ممكن وخلق تدفق نقدي. مع وضع المفاعلات النووية المعيارية اللاحقة في مكانها تدريجيًا، سيتحول نظام البخار الرئيسي لمحطة الطاقة تدريجيًا من الاعتماد على مصدر حرارة الاحتراق لتوربينات الغاز إلى البخار الذي يوفره المفاعل النووي لدفع توليد طاقة التوربينات البخارية، وتحقيق اتصال الحمل والاستبدال "من الغاز إلى الطاقة النووية".
في مرحلة التشغيل الناضجة، ستشترك وحدات الطاقة النووية ووحدات حرق الغاز في نفس قاعة التوربينات البخارية والبنية التحتية المتصلة بالشبكة: المفاعل النووي مسؤول عن ناتج الحمل الأساسي المستقر، ويتم استخدام الوحدة التي تعمل بالغاز كوسيلة مرنة لقص الذروة للتعامل مع قمم الأحمال، أو تقلبات الإنتاج المتجدد أو فجوات إمدادات الطاقة أثناء صيانة الوحدة النووية. يُنظر إلى تخطيط البنية التحتية المشتركة والمشترك في الموقع على أنه حل وسط يوازن بين العائد على الاستثمار ومرونة النظام وقابلية التوسع في المستقبل.
ومن الجدير بالذكر أن شركة Blue Energy تنص على أن توربين الغاز 7HA.02 الذي تم تكوينه "جاهز للهيدروجين" ويمكنه استخدام الهيدروجين المنتج من البخار أو الكهرباء المولدة بواسطة الطاقة النووية كجزء من الوقود أو كل الوقود في المستقبل. وفي رؤية فريق المشروع، لن يساعد ذلك في تقليل انبعاثات الكربون الإجمالية لمحطة الطاقة فحسب، بل سيوفر أيضًا لشبكة الطاقة مرونة أكبر وتخزين الطاقة على المدى الطويل من خلال مسار "توليد الطاقة من إنتاج الهيدروجين بالطاقة النووية وتوربينات غاز الهيدروجين".
وقال إيريك جراي، الرئيس التنفيذي لوحدة أعمال الطاقة في جنرال إلكتريك فيرنوفا، في بيان له إن الجمع بين توربينات الغاز الرائدة من سلسلة HA للشركة وتقنية المفاعلات الصغيرة BWRX-300 يوفر مجموعة من الحلول الفعالة لتلبية الطلب على الطاقة الناجم عن التوسع السريع للذكاء الاصطناعي في الولايات المتحدة، مع تقليل الوقت من إنشاء المشروع إلى الطاقة عبر الإنترنت بشكل كبير. وشدد على أن التعاون مع Blue Energy يعكس استكشافًا مهمًا لمسار الابتكار في جانب العرض في صناعة الطاقة في سياق الطلب القوي بشكل استثنائي على الطاقة.
ويصنف مشروع محطة الطاقة الهجينة كممارسة جديدة في مجال هندسة الطاقة، مع العلامات المرتبطة بها بما في ذلك الطاقة والمفاعلات النووية المعيارية الصغيرة والغاز الطبيعي والبنية التحتية لمحطات الطاقة. لا يزال المشروع في مرحلة التخطيط والترويج، وسيظل تقدم الموافقة عليه وفترة البناء المحددة والأداء الفعلي للاقتصاد والسلامة موضع اهتمام مستمر من الصناعة والسلطات التنظيمية في المستقبل.