Şahin Ardıyok & Büşra Nazlı Yaldır
Nükleer enerji kullanılarak elde edilen ilk elektrik 1951’de Idaho’daki Deneysel Üretken Reaktöründe üretilmişti. 70 yıl sonra Idaho’nun ilk Küçük Modüler Reaktör’e (Small Modular Reactors, “SMR”) ev sahipliği yapacağı duyuruldu[1]. SMR tasarımı Amerika Birleşik Devletleri (“ABD”) tarafından onaylanan ilk şirket unvanını taşıyan NuScale, Idaho’da ilk SMR enerji santralinin kurulması için 2029’u hedef gösteriyor. Reaktörler 23 metre uzunluğunda, 4.5 metre çapında ve 77 megawatt elektrik üretecek şekilde tasarlanmış.
Türkiye’nin Nisan 2016’da imzaladığı ve Ekim 2021’de onayladığı, iklim krizi ile mücadele kapsamında küresel bir ortaklık örneği olan Paris Anlaşması’nın temel amacı sera gazı emisyonlarının azaltılması. Bu amaca ulaşmada nükleer enerjinin yeri ve önemi dikkat çekiyor[2]. NASA da 2018’de Kızıl Gezegen Mars’ta kurmayı hedeflediği uzay üssünü mini nükleer reaktörlerle desteklemeyi planladığını duyurmuştu[3]. Görülüyor ki hem Dünya’mız hem de komşu gezegen Mars için yapılan gelecek planlamalarında nükleer enerjiye olan ilgi üst düzeyde. ABD ve Kanada gibi nükleer enerjide öncü devletler de dâhil olmak üzere hâlihazırda dünya çapında yaklaşık 50 farklı SMR tasarımı bulunuyor[4]. SMR kelimesi tüm küçük reaktör tasarımlarını kapsayacak şekilde kullanılmakla beraber, geliştirilen SMR teknolojileri arasında belirgin farklılıklar var. Bu kapsamda nükleer enerji endüstrisini bir adım öteye taşıyacağı düşünülen SMR’lere gelin birlikte göz atalım.
SMR’lere Genel Bir Bakış
10 ila 300 megawatt arasında değişen elektrik üretim kapasitesine sahip nükleer reaktörler şeklinde tanımlanan SMR’ler[5] üretim sonrası kullanıma hazır ve sera gazı emisyonuna sebebiyet vermeyen güvenilir enerji kaynağı olarak görülüyor. SMR’ler tek üniteli kurulabileceği gibi çok modüllü santraller şeklinde de oluşturulabilir. SMR’lerin avantajları arasında doğrudan emisyona yol açmaması, iklim koşullarından etkilenmeden enerji üretiyor olması, elektriğin yanında su ve ısı da üretebilmesi ve aynı zamanda az alan kaplaması sayılıyor. SMR’lerin inşaat maliyetleri ve süreleri de, dolayısıyla ön yatırım ihtiyacı da, tabii ki doğaları gereği diğer nükleer santrallere göre daha az.
Ne var ki, SMR teknolojisi henüz emekleme aşamasında olduğu için geleneksel nükleer santrallere kıyasla üretilen enerji miktarı ve üretim maliyeti açısından bazı rekabetçi endişeler barındırıyor[6]. Aynı zamanda ölçek ekonomisini telafi etmek için SMR tasarımlarının, geleneksel nükleer reaktörlere kıyasla daha yüksek seviyelerde modülerleştirme, tasarım basitleştirme ve standardizasyona sahip olması gerektiği ileri sürülüyor[7].
Hâlihazırda dört temel tasarım modeline[8] sahip SMR’lerin çalışma prensibi diğer nükleer enerji santralleri ile aynı. Nükleer santraller ise temelde diğer buhar türbinli elektrik santralleri gibi elektrik üretiyor. Buhar türbinli elektrik santralleri arasındaki esas fark kendini türbinleri çeviren su buharının ısı kaynağında gösterir. Diğer enerji santrallerinde suyu ısıtmak için kömür, petrol veya gaz yakılırken, nükleer enerji santrallerinde ısı kendi kendini idame ettiren bir zincirleme reaksiyondan (self sustaining chain reaction) geliyor. Geleneksel nükleer santral modellerinden bahsederken tarihsel yaşanmışlıklardan kaynaklanan bir takım çekinceleri de ortaya koymak gerekir. Barış dışı amaçlarla kullanımın yanı sıra, nükleer enerji uygun değerlendirme ve önlem gerektiren radyolojik kazalar ve radyoaktif atık yönetimi gibi belirli riskleri bünyesinde barındırıyor. Bu doğrultuda, kimi ülkeler, nükleer vaka ve kaza risklerini göz ardı edemeyerek radyoaktif atıkların bertarafına ilişkin uzun vadeli sorunlar nedeniyle nükleer enerjiyi tercih etmiyor[9]. Bu çekincelere rağmen SMR’ler birçok ülkenin gündeminde ve gelecek yıllarda da bu şekilde kalmaya devam edeceğe benziyor. Peki, dünyada neler oluyor?
Dünya’dan Gelişmeler
SMR’ler nükleer enerji santrallerinin yerleşik olduğu Kanada ve ABD’de de ve ayrıca Avrupa, Orta Doğu, Afrika ve Güneydoğu Asya’daki nükleer enerji endüstrisiyle yeni tanışan ülkelerde ilgi çekmeye devam ediyor[10]. Dünya genelindeki yaklaşıma göre SMR ve Ar-Ge çalışmalarına ilişkin yatırımlar kamu-özel sektör ortaklıkları aracılığıyla teşvik ediliyor.
Eylül 2019’da bir Fransız konsorsiyumu Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu (International Atomic Energy Agency, “IAEA”) Genel Konferansı’nda her biri 170 megawatt kapasitesinde toplam 340 megawattlık hafif su reaktörü SMR tasarımının geliştirildiğini duyurmuştu. Arjantin, Çin ve Kore gibi birçok ülke de SMR teknolojileri geliştiriyor. Polonya, Endonezya ve Ürdün gibi nükleer enerjide yeni kabul edilen ülkeler yüksek sıcaklık reaktörlerinin geliştirilmesi için fizibilite çalışmalarına devam ediyor. Suudi Arabistan da SMR’ler kullanarak tuzdan arındırma (nuclear desalination) çalışmaları yürütüyor. Birleşik Krallık 2050 emisyon hedefi doğrultusunda SMR’lere gereken mali desteği sağlamaktan çekinmiyor.
Rusya Mayıs 2020’de “Akademik Lomonosov” adlı dünyanın ilk yüzer 35 megawatt kapasiteli iki SMR’den oluşan nükleer güç santralini faaliyete geçirmişti[11]. Akademik Lomonosov, Bering Boğazı ile bölünen Pasifik ve Kuzey Kutbu okyanusları kıyısındaki Rusya’nın en kuzey bölgelerinden biri olan Çukotka’da bulunuyor. Bu da aslında SMR’lerin en zor coğrafi koşularda bile elektrik üretebileceğine işaret etmekte.
Türkiye tarafında da SMR’lere yönelik gelişmeler bulunuyor. 2020 yılında EUAS International ICC ile İngiliz Rolls-Royce, SMR’ler kapsamında Türkiye’nin teknik, ekonomik ve hukuki alt yapısı ile üretim imkânlarını değerlendirmiş ve bir mutabakat zaptı imzalamıştı[12].
Hukuki Altyapı Nasıl Etkilenecek? [13]
Öncelikle belirtmek gerekir ki, literatürde SMR’lerin uluslararası nükleer sorumluluk sözleşmeleri kapsamında olduğu kabul edilse de, Akademik Lomonosov örneği gibi yüzer/taşınabilir nükleer enerji santrallerine ilişkin olarak ayrı bir değerlendirme yapılması gerektiği ileri sürülüyor. Bazı kaynaklar şu anki uluslararası nükleer sözleşmelerin SMR’ye ilişkin yeni teknoloji ve kavramlara uygun hale getirilmesi gerekeceğine işaret ediyor. Örneğin, geleneksel nükleer santrallerini esas alan lisanslama çerçevelerinin yeni teknoloji SMR’lere uygun hale getirilmesi gerekiyor.
Bahsedildiği üzere henüz emekleme aşamasında olan SMR teknolojisindeki temel sorun, her ne kadar geleneksel nükleer santraller ile “benzer çalışma koşullarına ve yakıt düzenlemelerine”[14] sahip olsa da, uygulamadaki deneyim eksikliğidir. Bu da güvenliğe ilişkin onay sürecini zorlaştırabilir. Bu kapsamda, Kanada veya Finlandiya SMR’lerin gelişimini engellemeyecek lisans politikası üzerinde çalışmalarını sürdürüyor.
Değerlendirmemiz
Görülen o ki, SMR’ler nükleer enerjiyi çok daha yaygın hale getirebilecek kapasiteye sahip yeni bir teknoloji olarak enerji sahnesine giriş yapıyor. İklim krizinin ciddiyeti ve üst düzey farkındalık göz önüne alındığında, karbon emisyonlarına sebebiyet vermeyen ve nispeten mobilite kolaylığı sağlayan SMR’ler bazı çekincelerle de olsa dünya çapında ses getirmeye başlamasıyla dikkat çekiyor. Nükleer enerji endüstrisinin yeniden canlanmasının önünü açan SMR’lere ve özellikle yakın gelecekteki olası politika değişikliklerine ilişkin gelişmeleri takip edip sizlerle paylaşmaya devam edeceğiz.
[1] https://www.cnet.com/home/energy-and-utilities/could-small-nuclear-reactors-be-the-future-of-energy/, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[2] https://www.dunyaenerji.org.tr/kucuk-moduler-reaktorler-zorluklar-ve-firsatlar-raporu-ozeti/, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[3] https://www.hurriyet.com.tr/teknoloji/nasadan-cop-kutusu-buyuklugunde-nukleer-reaktor-40716883, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[4] https://www.cnet.com/home/energy-and-utilities/could-small-nuclear-reactors-be-the-future-of-energy/, Erişim tarihi:26.10.2021.
[5] https://www.dunyaenerji.org.tr/kucuk-moduler-reaktorler-zorluklar-ve-firsatlar-raporu-ozeti/, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[6] https://www.haberturk.com/mersin-haberleri/78009979-kucuk-nukleer-santraller-en-zor-cografyada-bile-elektrik-uretebiliyorlar, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[7] https://www.dunyaenerji.org.tr/kucuk-moduler-reaktorler-zorluklar-ve-firsatlar-raporu-ozeti/, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[8] Hafif su reaktörleri, hızlı nötron reaktörleri, grafit kontrollü reaktörler ve erimiş tuz reaktörleri
[9] https://unece.org/climate-change/press/international-climate-objectives-will-not-be-met-if-nuclear-power-excluded, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[10] https://www.iea.org/reports/nuclear-power, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[11] https://rosatomnewsletter.com/tr/2020/06/29/fnpp-in-operation/, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[12] https://www.rolls-royce.com/media/press-releases/2020/19-03-2020-rr-and-turkey-euas-international-icc-agree-study-for-compact-nuclear-power-stations.aspx, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[13] Bu bölüm “Küçük Modüler Reaktörler: Zorluklar ve Fırsatlar Raporu Özeti” esas alınarak hazırlanmıştır. Konuya ilişkin daha detaylı açıklamalar için bkz: https://www.dunyaenerji.org.tr/kucuk-moduler-reaktorler-zorluklar-ve-firsatlar-raporu-ozeti/, Erişim tarihi: 26.10.2021.
[14] https://www.dunyaenerji.org.tr/kucuk-moduler-reaktorler-zorluklar-ve-firsatlar-raporu-ozeti/, Erişim tarihi: 26.10.2021.
