Małoskalowe reaktory modułowe SMR z etapu koncepcji coraz szybciej przechodzą do fazy realnych wdrożeń. Choć większość projektów jest wciąż na etapie licencjonowania lub budowy, na świecie istnieje już kilka obiektów, które można określić jako komercyjnie działające lub bardzo bliskie komercyjnej eksploatacji. Zrozumienie, gdzie i w jakim zakresie komercyjne SMR zostały już uruchomione, pozwala lepiej ocenić dojrzałość technologii i jej potencjał dla polskiego rynku energetycznego.

Co to jest SMR i czym różni się od klasycznej elektrowni jądrowej?

Małoskalowy reaktor modułowy (Small Modular Reactor) to reaktor jądrowy o mniejszej mocy jednostkowej (typowo od 5 do 300 MWe), którego kluczową cechą jest modułowość: projekt zakłada seryjną produkcję w fabryce oraz możliwość łączenia kilku modułów w większe bloki. W odróżnieniu od dużych reaktorów generacji III/III+, SMR są projektowane tak, aby maksymalnie uprościć budowę, skrócić czas realizacji i obniżyć ryzyko inwestycyjne. Istotą koncepcji jest również bardzo wysoki poziom pasywnego bezpieczeństwa, co ma zwiększyć akceptację społeczną i ułatwić lokalizowanie takich jednostek bliżej odbiorców energii.

Gdzie na świecie działają już komercyjne SMR?

W dyskusjach branżowych często miesza się pojęcia „komercyjny”, „demonstracyjny” i „pilotażowy”. Dla potrzeb tego artykułu za komercyjnie działające SMR uznajemy jednostki, które:

• są trwale podłączone do sieci elektroenergetycznej lub dostarczają ciepło/napęd w regularnej eksploatacji,
• posiadają licencję właściwego dozoru jądrowego,
• są wykorzystywane nie tylko do badań, ale do rynkowej sprzedaży energii (choć często z komponentem demonstracyjnym).

W tym ujęciu zestawienie jest krótsze, niż sugerowałby medialny szum wokół SMR, ale obejmuje realnie pracujące jednostki w Rosji, Chinach, Argentynie oraz kilka rozwiązań „z pogranicza” definicji SMR.

Rosja – pływająca elektrownia Akademik Łomonosow (KLT‑40S)

Najbardziej znanym przykładem komercyjnego SMR jest rosyjska pływająca elektrownia jądrowa Akademik Łomonosow. Została zaprojektowana do zasilania odległych regionów Arktyki, gdzie budowa tradycyjnej elektrowni jest bardzo trudna technicznie i logistycznie.

Parametry techniczne i zastosowanie

Na jednostce zainstalowano dwa reaktory typu KLT‑40S, wywodzące się z napędu lodołamaczy atomowych. Każdy reaktor dysponuje mocą cieplną ok. 150 MWt, co przekłada się na ok. 35 MWe mocy elektrycznej. Łączna moc elektryczna elektrowni wynosi ok. 70 MWe, a w trybie kogeneracji możliwe jest jednoczesne dostarczanie ciepła systemowego (ok. 50–60 MWt) dla miasta Pewek na Czukotce.

Harmonogram uruchomienia – od budowy do komercyjnej pracy

Budowa statku rozpoczęła się w 2007 r. w Petersburgu. Reaktory załadowano paliwem w latach 2017–2018, a w 2019 r. jednostka została przetransportowana do docelowego portu Pewek. Podłączenie do sieci i rozpoczęcie regularnego wytwarzania energii miało miejsce na przełomie 2019 i 2020 r. Od tego momentu Akademik Łomonosow jest uznawany przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (MAEA) za komercyjnie eksploatowaną pływającą elektrownię jądrową typu SMR.

Model biznesowy i znaczenie dla rynku SMR

Elektrownia działa w oparciu o kontrakty na dostawy energii elektrycznej i ciepła do lokalnych odbiorców przemysłowych i komunalnych. Rosja rozwija koncepcję „pływających SMR” jako produktu eksportowego – w planach są kolejne jednostki z reaktorem RITM‑200M. W praktyce Akademik Łomonosow jest pełnowymiarowym „proof of concept” pokazującym, że:

• SMR mogą zastąpić stare elektrownie węglowe i dieslowskie w odległych lokalizacjach,
• pływająca platforma umożliwia produkcję w centralnej stoczni i transport do miejsca eksploatacji,
• model najmu mocy (leasing pływającej elektrowni) może być atrakcyjny dla krajów rozwijających się.

Chiny – pierwsze komercyjnie uruchomione SMR HTR‑PM

Drugim faktycznie komercyjnym projektem SMR jest chiński wysokotemperaturowy reaktor chłodzony gazem HTR‑PM (High Temperature Reactor – Pebble-bed Module), zlokalizowany w elektrowni jądrowej Shidao Bay (prowincja Shandong). Jest to projekt o ogromnym znaczeniu technologicznym, ponieważ reprezentuje inną linię rozwojową niż lekkowodne reaktory PWR/BWR.

Charakterystyka HTR‑PM

Instalacja HTR‑PM składa się z dwóch modułów reaktora (każdy po ok. 250 MWt) zasilających jedną turbinę o mocy 210 MWe. Reaktory wykorzystują paliwo w postaci tzw. kulek (pebbles) z mikrocząsteczkami TRISO, otoczonymi wieloma warstwami ochronnymi. Chłodziwem jest hel, a temperatura wyjściowa może przekraczać 700°C, co otwiera drogę do zastosowań przemysłowych, takich jak produkcja wodoru czy ciepła technologicznego.

Od projektu badawczego do komercyjnej produkcji energii

Pierwszy reaktor HTR‑PM osiągnął stan krytyczny w 2021 r., a w 2023 r. obiekt wszedł w fazę regularnej produkcji energii elektrycznej dla sieci. W odróżnieniu od wielu „demonstratorów” zachodnich, HTR‑PM pracuje jako normalna jednostka w systemie elektroenergetycznym, z komercyjną sprzedażą energii. MAEA i chiński regulator traktują go jako pierwszy na świecie komercyjny wysokotemperaturowy SMR.

Znaczenie HTR‑PM dla globalnego rynku SMR

Chiński program SMR jest elementem szerszej strategii ekspansji jądrowej. HTR‑PM pełni rolę technologicznego „otwieracza rynku” dla:

• przyszłych modułowych jednostek HTR o mniejszej mocy (np. 100–200 MWe),
• aplikacji przemysłowych – szczególnie w sektorach trudnych do dekarbonizacji, jak chemia ciężka czy hutnictwo,
• eksportu technologii SMR do krajów rozwijających się, które potrzebują elastycznych, bezemisyjnych źródeł ciepła procesowego.

W kontekście polskiego przemysłu HTR‑PM jest często przywoływany jako referencja dla projektów wysokotemperaturowych reaktorów procesowych, które mogłyby w przyszłości zasilać krajowe rafinerie, zakłady chemiczne czy huty.

Rosyjskie reaktory RITM – granica między SMR a napędem okrętowym

Szczególną kategorią są rosyjskie reaktory RITM‑200, zainstalowane na lodołamaczach atomowych nowej generacji (np. Arktika, Sibir, Ural). Każda jednostka napędowa ma moc ok. 175 MWt, co daje 55–60 MWe mocy elektrycznej. Z technicznego punktu widzenia są to typowe SMR: mała moc, modułowa konstrukcja, fabryczna produkcja, pasywne systemy bezpieczeństwa.

Czy reaktory okrętowe można uznać za komercyjne SMR?

W literaturze fachowej trwa dyskusja, czy reaktory okrętowe (wojskowe i cywilne) należy formalnie klasyfikować jako SMR. Istnieją argumenty za:

• spełniają kryteria mocy i modułowości,
• są licencjonowane i eksploatowane od dekad,
• mają udokumentowaną niezawodność w trudnych warunkach.

oraz przeciw:

• pełnią funkcję napędową, a nie klasycznego źródła energii dla sieci,
• środowiska regulacyjne i standardy bezpieczeństwa są częściowo odmienne.

Jeśli przyjmiemy szeroką definicję, lodołamacze z reaktorami RITM‑200 są jednymi z najbardziej dojrzałych i faktycznie komercyjnie wykorzystywanych SMR, generując przychód z usług żeglugowych w Arktyce.

Argentyna – CAREM‑25 jako prekursor komercyjnego SMR

Argentyński projekt CAREM‑25 jest jednym z pierwszych na świecie projektów SMR lekkowodnych, rozwijanych przez kraj spoza „tradycyjnego klubu jądrowego”. Jest to reaktor PWR o mocy ok. 32 MWe (100 MWt), zintegrowany (integral), tzn. w obudowie ciśnieniowej znajdują się wytwornice pary i główne elementy obiegu pierwotnego.

Status budowy i perspektywa komercyjnej eksploatacji

Budowa prototypu CAREM‑25 w lokalizacji Atucha rozpoczęła się w 2014 r. Projekt napotykał jednak opóźnienia finansowe i organizacyjne. Według aktualnych danych rządowych, reaktor ma zostać ukończony i uruchomiony w drugiej połowie dekady. Pierwsza jednostka ma charakter demonstracyjno‑komercyjny: będzie łączyć funkcję obiektu referencyjnego z rzeczywistą produkcją energii dla argentyńskiej sieci. Docelowo planowane są większe wersje (CAREM‑60, CAREM‑125) kierowane na eksport.

Dlaczego CAREM jest istotny dla rynku SMR?

CAREM jest często wymieniany w analizach rynku SMR, ponieważ:

• to pierwszy projekt zintegrowanego reaktora PWR tego typu w fazie zaawansowanej budowy,
• Argentyna planuje go komercjalizować jako kompaktową elektrownię dla odległych regionów i średnich systemów elektroenergetycznych,
• projekt ma wysoki poziom lokalnego wkładu technologicznego, co pokazuje, że SMR mogą być szansą na rozwój własnego przemysłu jądrowego w krajach rozwijających się.

Inne funkcjonujące jednostki zbliżone do SMR

Poza opisanymi wyżej flagowymi przykładami istnieje kilka obiektów, które nie zawsze są formalnie klasyfikowane jako SMR, ale z punktu widzenia technologii i doświadczeń eksploatacyjnych są dla rynku SMR niezwykle istotne.

Reaktory badawcze wykorzystywane komercyjnie

Na świecie działa kilkadziesiąt reaktorów badawczych, które poza działalnością naukową świadczą komercyjne usługi w zakresie:

• produkcji radioizotopów medycznych,
• napromieniowywania materiałów,
• testowania paliw jądrowych.

Choć ich główną funkcją nie jest wytwarzanie energii elektrycznej, technologicznie są to małe reaktory, z których część ma konfigurację i parametry bliskie planowanym SMR. Doświadczenia eksploatacyjne (np. w zakresie zarządzania paliwem, bezpieczeństwa, obsługi awarii) są bezpośrednio wykorzystywane przy projektowaniu nowych reaktorów modułowych.

Jednostki wojskowe i okręty podwodne

Reaktory napędowe okrętów podwodnych i lotniskowców USA, Rosji, Francji czy Wielkiej Brytanii to de facto bardzo zaawansowane SMR pracujące w ekstremalnych warunkach. Z uwagi na tajność programów wojskowych i inny reżim regulacyjny nie zalicza się ich do komercyjnych SMR, jednak wiedza z ich eksploatacji jest fundamentem obecnych projektów cywilnych małych reaktorów modułowych, zwłaszcza w zakresie:

• miniaturyzacji systemów,
• długich cykli pracy bez przeładunku paliwa,
• niezawodności i odporności na wstrząsy czy zalanie.

Które kraje są najbliżej uruchomienia kolejnych komercyjnych SMR?

Choć faktycznie działających komercyjnych SMR jest na razie kilka, globalny pipeline projektów jest bardzo bogaty. W ciągu najbliższych 5–10 lat kolejne państwa dołączą do grona użytkowników małych reaktorów modułowych.

Kanada – BWRX‑300 i inne projekty

Kanada jest jednym z liderów przygotowań do wdrożenia SMR w energetyce systemowej. Najbardziej zaawansowany projekt to BWRX‑300 firmy GE Hitachi, planowany w elektrowni jądrowej Darlington (Ontario Power Generation). Reaktor ma moc 300 MWe, jest uproszczoną, zmodernizowaną wersją sprawdzonych reaktorów wrzących BWR. Kanadyjski dozór CNSC prowadzi z producentem przegląd projektu (VDR), a równolegle trwają przygotowania do budowy. Pierwsza jednostka ma ruszyć w latach 30. jako pełnoprawny blok komercyjny.

Stany Zjednoczone – od NuScale do nowych projektów

W USA najszerzej znanym projektem był NuScale Power Module, który w 2020 r. jako pierwszy SMR uzyskał certyfikację NRC (amerykańskiego dozoru). Planowana elektrownia CFPP w Idaho została jednak w 2023 r. anulowana z powodu wzrostu kosztów. Mimo to certyfikowany projekt pozostaje aktywem rynkowym, a NuScale zabiega o kontrakty eksportowe. Równolegle rozwijane są inne koncepcje SMR, m.in.:

• reaktory wysokotemperaturowe (X‑energy Xe‑100),
• reaktory sodowe (TerraPower Natrium),
• kompaktowe reaktory mikromodułowe (Ultra Safe Nuclear MMR).

Według aktualnych planów pierwsze amerykańskie SMR w realnej eksploatacji komercyjnej mogą pojawić się po 2030 r., głównie na terenach przemysłowych i w bazach wojskowych.

Europa – Wielka Brytania, Francja, kraje nordyckie

W Europie najdalej poszła Wielka Brytania, gdzie rozwijany jest projekt Rolls‑Royce SMR (ok. 470 MWe). Rząd brytyjski uruchomił proces Generic Design Assessment, który ma doprowadzić do licencjonowania kilku konkurencyjnych projektów SMR. Równolegle własne koncepcje rozwijają Francja (Nuward), Czechy (projekt CEZ – potencjalnie BWRX‑300), Szwecja i Finlandia (mikroreaktory dla ciepłownictwa). Na razie są to jednak projekty przedinwestycyjne, bez fizycznie pracujących jednostek.

Jak definiować „komercyjność” SMR – kwestia regulacyjna i rynkowa

Odpowiedź na pytanie, gdzie działają już komercyjne SMR, wymaga precyzyjnego zdefiniowania pojęcia „komercyjny”. W praktyce rynku energii kluczowe są trzy kryteria:

• czy reaktor pracuje na licencji komercyjnej, a nie wyłącznie badawczej,
• czy wytwarzana energia jest sprzedawana na warunkach rynkowych lub w ramach regulowanych taryf,
• czy aktywa zostały sfinansowane z zamiarem długoterminowej eksploatacji komercyjnej, a nie jako jednorazowa instalacja demonstracyjna.

Z tego punktu widzenia za najbardziej dojrzałe przykłady komercyjnych SMR można uznać: Akademika Łomonosowa, chiński HTR‑PM i – przy szerszej definicji – lodołamacze RITM‑200. CAREM‑25 oraz większość projektów zachodnich pozostaje jeszcze w fazie przejścia od demonstracji do pełnej komercjalizacji.

Znaczenie istniejących komercyjnych SMR dla Polski

Dla polskiego sektora energetycznego i przemysłowego istniejące na świecie komercyjne SMR pełnią rolę kluczowych projektów referencyjnych. Przy planowaniu krajowych wdrożeń (np. w sektorze chemicznym, hutniczym, ciepłowniczym) inwestorzy, banki i regulatorzy będą zadawać kilka fundamentalnych pytań:

• czy dana technologia ma już referencję w realnej eksploatacji,
• jak długo pracuje, jaka jest jej dostępność i profil bezpieczeństwa,
• jakie są rzeczywiste koszty budowy i eksploatacji w porównaniu do założeń.

Odpowiedzi na te pytania można dziś uzyskać głównie analizując doświadczenia rosyjskie (KLT‑40S, RITM‑200) i chińskie (HTR‑PM). Dla krajów członkowskich UE kluczowe będzie jednak pojawienie się komercyjnych SMR w jurysdykcjach o podobnym otoczeniu regulacyjnym – stąd tak duże zainteresowanie rozwojem BWRX‑300 w Kanadzie czy projektami Rolls‑Royce SMR w Wielkiej Brytanii.

Główne wnioski z dotychczasowej eksploatacji SMR

Analiza dostępnych danych o eksploatacji komercyjnych SMR pozwala sformułować kilka wniosków istotnych dla decydentów i inwestorów:

• SMR sprawdzają się szczególnie dobrze w odległych, słabo skomunikowanych regionach, gdzie koszt alternatywnych źródeł energii jest bardzo wysoki,
• pływająca platforma lub reaktor okrętowy umożliwia seryjną produkcję w jednym miejscu i ograniczenie prac na miejscu użytkowania,
• wysokotemperaturowe reaktory gazowe (jak HTR‑PM) są obiecującą technologią dla dekarbonizacji przemysłu ciężkiego i produkcji wodoru niskoemisyjnego,
• projekty SMR wymagają stabilnego, przewidywalnego otoczenia regulacyjnego – opóźnienia i zmiany reguł gry łatwo niwelują zakładane korzyści kosztowe.

FAQ

Gdzie obecnie działają komercyjne SMR podłączone do sieci?

Obecnie za faktycznie działające komercyjne SMR najczęściej uznaje się trzy grupy obiektów. Po pierwsze rosyjską pływającą elektrownię Akademik Łomonosow z dwoma reaktorami KLT‑40S, dostarczającą energię i ciepło do miasta Pewek na Czukotce. Po drugie chiński wysokotemperaturowy reaktor modułowy HTR‑PM w Shidao Bay, który od 2023 r. produkuje energię elektryczną dla sieci. Po trzecie, przy szerszej definicji, reaktory RITM‑200 na lodołamaczach atomowych, gdzie SMR pracują komercyjnie w żegludze arktycznej.

Czy w Europie działają już jakieś komercyjne reaktory SMR?

Na terenie Europy nie funkcjonuje jeszcze ani jeden w pełni komercyjny reaktor SMR dostarczający energię do sieci. Istnieje szereg projektów w fazie planowania i projektowania, m.in. Rolls‑Royce SMR w Wielkiej Brytanii, francuski Nuward czy potencjalne instalacje BWRX‑300 w Czechach i Polsce. Część państw nordyckich analizuje również mikroreaktory dla ciepłownictwa i przemysłu. Jednak wszystkie te przedsięwzięcia są na etapie licencjonowania, studiów wykonalności lub negocjacji finansowania, więc pierwszych europejskich SMR można spodziewać się dopiero po 2030 roku.

Jakie doświadczenia z działających SMR są najważniejsze dla Polski?

Dla Polski kluczowe są doświadczenia z rosyjskiej elektrowni Akademik Łomonosow oraz chińskiego HTR‑PM, ponieważ pokazują one realne profile pracy komercyjnych SMR. Z Akademika Łomonosowa można zaczerpnąć wnioski dotyczące zasilania odległych regionów i integracji z systemami ciepłowniczymi. HTR‑PM jest z kolei ważną referencją dla wysokotemperaturowych reaktorów przemysłowych, zdolnych do zasilania hut, rafinerii czy zakładów chemicznych. Analiza tych projektów pomaga ocenić ryzyka, koszty i wymagania regulacyjne przed budową SMR w Polsce.

Czy reaktory okrętowe i lodołamacze można traktować jako SMR?

Reaktory napędowe okrętów i lodołamaczy, takie jak RITM‑200, spełniają wiele technicznych kryteriów SMR: są małoskalowe, modułowe, produkowane seryjnie i eksploatowane komercyjnie. Z drugiej strony pracują w innym reżimie regulacyjnym, a ich podstawową funkcją jest napęd jednostki pływającej, a nie zasilanie sieci. Dlatego część ekspertów zalicza je do „funkcjonalnych SMR”, podkreślając ich znaczenie jako źródła doświadczeń eksploatacyjnych, ale odróżnia od klasycznych lądowych elektrowni SMR planowanych dla energetyki i przemysłu.

Kiedy można się spodziewać większej liczby komercyjnych SMR na świecie?

Analizy rynku wskazują, że druga fala komercyjnych SMR pojawi się w latach 30. Obecnie w fazie zaawansowanego przygotowania są m.in. kanadyjski BWRX‑300 w Darlington, amerykańskie projekty X‑energy i TerraPower, brytyjski Rolls‑Royce SMR oraz argentyński CAREM‑25. Pierwsze jednostki będą pełnić podwójną rolę – referencyjną i komercyjną – co oznacza, że kluczowe będą ich rzeczywiste koszty i dostępność. Jeśli projekty te potwierdzą zakładane parametry, w połowie lat 30. można oczekiwać gwałtownego wzrostu liczby zamówień na reaktory SMR na całym świecie.