أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية مؤخرًا أن ثلاثة مفاعلات نووية صغيرة متقدمة طورتها شركات خاصة وبدعم من الحكومة الفيدرالية قد حققت على التوالي حالة تشغيل "حرجة"، أي أنها قادرة على الحفاظ على تفاعل نووي متسلسل خاضع للرقابة. ويعتبر هذا بمثابة عقدة مهمة في التطبيق التجريبي لتكنولوجيا الطاقة النووية من الجيل التالي. وآخر ما تم تحقيقه من الأهمية هو المفاعل الصغير "Unity" الذي طورته شركة Deployable Energy ومقرها هيوستن. يعد تشغيلها جزءًا من المشروع التجريبي المعجل للمفاعل النووي المتقدم التابع لوزارة الطاقة. وفي السابق، حققت المفاعلات التي بنتها شركة أنتاريس في تورانس وشركة فالار أتوميكس في السيغوندو نفس الإنجاز في يونيو من هذا العام.
وبالمقارنة مع محطات الطاقة النووية التقليدية واسعة النطاق، فإن هذه الوحدات الثلاث أصغر حجمًا بكثير وتستخدم بشكل أساسي للتحقق من سلامة وجدوى أنواع مفاعلات الجيل الجديد وأنظمة الوقود. وتأمل الصناعة أن تتفوق مثل هذه التصميمات على الوحدات الحالية واسعة النطاق من حيث تكلفة النشر وفترة البناء في المستقبل - حيث توفر الأخيرة حاليًا حوالي خمس الكهرباء في الولايات المتحدة. افتتحت وزارة الطاقة مرافق مختبرية وطنية للوحدات التجريبية لـ Antares وDeployable، وأكملت مراجعة مفصلة للسلامة، وأصدرت ترخيصًا نهائيًا يسمح للمفاعل بالدخول إلى الحالة الحرجة؛ قال المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Deployable، بوبي غالاغر، إنه لولا "الاستثمار الثابت" لوزارة الطاقة في السلامة والجودة وسرعة الموافقة، بالإضافة إلى دعم فريق مختبر أيداهو الوطني، لم تكن "Unity" لتتمكن من الوصول إلى مرحلة الأهمية الحرجة بهذه السلاسة.
خلفية هذا الإجراء السياسي هي أن الطلب الإجمالي على الكهرباء في الولايات المتحدة قد زاد بشكل كبير، وخاصة مراكز البيانات الكبيرة المصممة للذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية، والتي تستهلك كميات هائلة للغاية من الكهرباء. بدأ بعض المطورين ينظرون إلى المفاعلات الصغيرة والمفاعلات المعيارية الصغيرة على أنها "مصادر طاقة أسيرة" محتملة، على أمل تخفيف الضغط على شبكات الطاقة التقليدية والتحكم في تكاليف الطاقة على المدى الطويل من خلال مرافق الطاقة النووية المملوكة ذاتيًا أو المتعاقد عليها. وأشار مايكل جوف، نائب وزير مكتب الطاقة النووية التابع لوزارة الطاقة، في مقابلة مع وسائل الإعلام إلى أن المفاعلات التجريبية المتعددة حققت درجة الأهمية في وقت قصير، مما يدل على أن مشاريع الطاقة النووية لم تعد بحاجة إلى مشاريع "تستغرق عقودًا". وما دامت هناك سياسة وبيئة تنظيمية مناسبة، فمن الممكن تنفيذ التكنولوجيات الجديدة بسرعة نسبية.
وعلى مستوى أكثر كلية، تسعى إدارة ترامب إلى استئناف التوسع في الطاقة النووية بعد سنوات من النمو البطيء. وتهدف إلى زيادة صافي منشآت الطاقة النووية في الولايات المتحدة إلى 400 جيجاوات بحلول عام 2050، أي حوالي أربعة أضعاف المستويات الحالية. تمثل هذه خريطة طريق صعبة للغاية بالنسبة لصناعة لم تقم إلا بتشغيل عدد قليل من الوحدات الجديدة خلال ثلاثة عقود. وكان الربط الأخير بين مفاعلين كبيرين جديدين في جورجيا بالشبكة، إلى جانب الإجماع النادر بين الحزبين الجمهوري والديمقراطي في الكونجرس، والمخاوف الاجتماعية بشأن ارتفاع أسعار الكهرباء، سبباً في دفع اهتمام السوق بالمفاعلات المعيارية الصغيرة والمفاعلات الدقيقة.
حاليًا، يتم تضمين مفاعلات Unity وAalo Atomics في برنامجين مترابطين للطاقة النووية المتقدمة التابعين لوزارة الطاقة، بهدف مساعدة الشركات على الانتقال من التصميم المفاهيمي إلى التشغيل التجريبي ثم التحرك تدريجيًا نحو التسويق. ومن بينها، يشارك جهاز آلو في مشروع المفاعل التجريبي الذي تم إطلاقه العام الماضي، في حين ينتمي جهاز Deployable إلى برنامج تجريبي آخر تم إنشاؤه في مارس من هذا العام. كلاهما يركز على التحقق من التكنولوجيا والعرض الهندسي. على الرغم من أن هذه المفاعلات الصغيرة والصغيرة لم تشكل بعد تطبيقًا تجاريًا حقيقيًا لتوليد الطاقة في الولايات المتحدة، مع استمرار ارتفاع الطلب على طاقة مراكز البيانات، فقد جذبت المشاريع ذات الصلة اهتمامًا وثيقًا من مطوري البنية التحتية.
ومن أجل تسريع بناء الأجهزة التجريبية، قامت وزارة الطاقة بتقليل بعض الإجراءات الإدارية التي يُنظر إليها على أنها تبطئ تطوير الطاقة النووية في عملية الموافقة على المشروع، لكن حقوق ترخيص التشغيل التجاري لا تزال في أيدي اللجنة التنظيمية النووية (NRC). يقوم المجلس النرويجي للاجئين بتجديد إجراءاته الداخلية، مدفوعة بتوجيهات البيت الأبيض وإقرار قانون التقدم لعام 2024 الذي وافق عليه الحزبان، والذي يتطلب من الهيئات التنظيمية توفير مسار مراجعة أكثر بساطة لتصميمات المفاعلات الجديدة. وقال مسؤولون، من بينهم وزير الطاقة كريس رايت، إن فنيي المجلس النرويجي للاجئين شاركوا في مراجعة المفاعل التجريبي منذ مراحله الأولى، ويأمل جوف أن تترجم هذه المشاركة المبكرة إلى "عملية متسارعة" عندما تتقدم الشركات رسميًا للحصول على ترخيص تجاري.
تشير القاعدة المقترحة إلى أن المفاعلات المتقدمة يمكن أن يكون لها مسار أسرع للترخيص في المجلس النرويجي للاجئين في المستقبل إذا تمت مراجعتها ضمن إطار وزارة الطاقة أو الدفاع. وكشف غالاغر أن Deployable تخطط لتقديم طلب ترخيص تجاري في وقت لاحق من هذا العام بعد الانتهاء من قواعد ترخيص المفاعلات الصغيرة الجديدة، وتتوقع فترة مراجعة تتراوح بين 6 إلى 12 شهرًا تقريبًا؛ ومع ذلك، يحذر المطلعون على الصناعة من أن النجاح الفني للمشروع التجريبي لا يعني أن إمدادات الطاقة التجارية في متناول اليد. يعتقد العديد من مستشاري الطاقة والمسؤولين السابقين في وزارة الطاقة أنه على الرغم من أن هذه المشاريع التجريبية لها أهمية كبيرة على المستوى الفني ومستوى سلسلة التوريد، إلا أنها في نهاية المطاف يتم وضعها على أنها "عروض توضيحية" ولا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل التسويق على نطاق واسع.
كما لا يمكن تجاهل التحديات التقنية والصناعية. على سبيل المثال، تعتمد بعض أنواع المفاعلات المتقدمة على وقود اليورانيوم عالي التركيز ومنخفض الوفرة (HALEU)، ولا يوجد لدى الولايات المتحدة حاليًا أي مصادر إمداد تجارية ناضجة تقريبًا لهذا الوقود. إذا لم يكن من الممكن إنشاء نظام وقود مستقر، فسيكون من الصعب على الشركات بناء وتشغيل وحدات المفاعلات الصغيرة على دفعات. وفي الوقت نفسه، تتمتع بعض الأجهزة الأصغر بقدرة محدودة على استخدام جهاز واحد وقد لا تكون قادرة على تلبية جميع احتياجات مراكز البيانات الكبيرة بشكل مستقل، وتحتاج إلى تشغيلها مع شبكة الطاقة أو أشكال الطاقة الأخرى.
وأشار جيمس ريتشاردز، مدير الاقتصاد وتطوير المشاريع في تحالف الابتكار النووي، إلى أنه لا يزال هناك الكثير من الشكوك والصعوبات في كيفية "الارتقاء" من وحدة تجريبية واحدة أو بضع وحدات تجريبية إلى الإنتاج على نطاق واسع. وأكد أنه يتعين على الشركات تحويل الخبرات المتراكمة في المرحلة التجريبية إلى قدرات إنتاجية صناعية قابلة للتكرار، وهذه العملية ليست مؤكدة. ويشكل التمويل أيضاً أحد الاختناقات الرئيسية: فالمشروع التجريبي لوزارة الطاقة في حد ذاته لا يوفر أموال البناء، وتحتاج الشركات إلى زيادة نفقاتها الرأسمالية التي يمكن أن تصل بسهولة إلى مليارات الدولارات. حتى على المستوى الجزئي أو الصغير، لا تزال ضغوط التكلفة ثقيلة جدًا.
لم يتلق المفاعل التجريبي القابل للنشر تمويلًا فيدراليًا مباشرًا، مما أثار الشكوك لدى بعض مجموعات السلامة والبيئة. ووصف إدوين ليمان، مدير سلامة الطاقة النووية في اتحاد العلماء المعنيين، المشروع التجريبي بأنه "تمرين أداء يفتقر إلى الدعم المالي". وهو يعتقد أنه بدون آلية تمويل عام مطابقة، فإن نقص الأموال يظل "العقبة الأولى" في عملية نشر المفاعل. كما أعربت بعض المنظمات المؤيدة للطاقة النووية عن آراء مختلفة حول تركيز السياسة، معتقدة أن الحكومة بالغت في التركيز على هدف الأهمية التجريبية وقد تنحرف عن استراتيجية تنشيط الطاقة النووية الأوسع.
على سبيل المثال، وصف مركز أبحاث يسار الوسط "الطريق الثالث" تركيز وزارة الطاقة القوي على المشاريع التجريبية بأنه "انحراف غير ضروري" عن الرؤية الأكبر للطاقة النووية، مشيراً إلى أن الحكومة أعدت أكثر من 17 مليار دولار في هيئة قروض فيدرالية لمشاريع الطاقة النووية واسعة النطاق، والتي من الممكن من الناحية النظرية أن تعزز بشكل مباشر بناء وحدات كبيرة. وتعتقد الوكالة أن العمليات الحرجة يمكن أن توفر بيانات قيمة عن أنواع الوقود الجديدة وأنواع المفاعلات الجديدة، ولكنها لا تشكل "حدثًا خارقًا" من منظور تجاري. وفي هذا الصدد، أكد جوف أن الأهمية الحاسمة ليست سوى "الخطوة الأولى" في سلسلة طويلة. إذا كانت السياسة تركز فقط على الأهمية الحاسمة نفسها، فهي في الواقع "في غير موضعها". ولكن كنقطة انطلاق، فإنها تضع الأساس للتشغيل اللاحق والتوسع والتحسين الصناعي.
وعلى الرغم من تحفظاته، يظل جوف متفائلاً بشأن دخول المفاعلات المتقدمة إلى مزيج الطاقة الأمريكي هذا العقد. وكشف أن العديد من الشركات المشاركة في البرنامج التجريبي لوزارة الطاقة قد بدأت بالفعل مناقشات أولية مع مطوري مراكز البيانات، وألمح إلى أنه قد يتم الإعلان عن التعاون ذي الصلة في شكل مشاريع في المستقبل القريب - مثل استهداف مركز بيانات محدد لشركة لنشر مفاعلات صغيرة أو صغيرة مطابقة لإمدادات الطاقة. ومن وجهة نظره، فإن الانتقال من الأهمية الحرجة إلى تشغيل مراكز البيانات وشبكات الطاقة فعليًا "قد يكون مسألة السنوات القليلة المقبلة فقط". ومع ذلك، فإن قدرتها على تجاوز عتبات متعددة من التكنولوجيا والتنظيم ورأس المال ستظل هي المفتاح لنجاح أو فشل هذا الجيل الجديد من الطاقة النووية.