США планируют утроить мощности атомной энергетики к 2050 году. Но у этих планов есть проблема: для работы реакторам нужен уран, а его добыча ограничена и сильно зависит от нескольких стран.
Цена так называемого желтого кека — необработанного уранового сырья — за последние пять лет выросла на 75%, по данным Управления энергетической информации США. При этом внутри США нет крупных запасов урана. Зато огромный ресурс находится буквально вокруг страны — в океане.
Тем временем американская компания Fluxnium разработала технологию извлечения урана прямо из морской воды. Это потенциальный запас топлива для атомной энергетики на десятки тысяч лет, сообщает TechCrunch.
В океане миллиарды тонн урана
По оценкам Fluxnium, в морской воде растворено более 4 млрд метрических тонн урана. Этого количества, по оценке компании, хватило бы примерно на 50 000 лет.
«Это примерно в тысячу раз больше, чем все известные запасы урана в твердых породах вместе взятые», — рассказал основатель и CEO Fluxnium Джефф Грин.
Проблема в том, что уран в океане находится в очень низкой концентрации. Поэтому обычные способы добычи здесь не работают: извлечение металла из огромных объемов воды было слишком дорогим.
Fluxnium считает, что нашла способ сделать этот процесс экономически оправданным.
Волокна, которые собирают уран из воды
Технология компании основана на специальных полимерных волокнах, которые притягивают растворенный в морской воде уран.
Химическая технология была разработана в национальных лабораториях Министерства энергетики США. Fluxnium получила лицензию на нее, а затем занялась улучшением самих волокон и способом их размещения в океане.
Главным достижением компания считает увеличение площади поверхности волокон. Чем больше площадь, тем больше урана они могут собрать из воды. Благодаря этому Fluxnium удалось снизить стоимость извлечения по сравнению с первоначальными испытаниями в национальной лаборатории.
Когда технологию впервые демонстрировали в лаборатории, добыча обходилась более чем в $200 за фунт урана, что более чем вдвое дороже нынешней цены у западных поставщиков.
Система работает почти как морская ферма
Принцип работы довольно простой. Волокна собирают в длинные плетеные линии, которые отправляют в море и подвешивают к буям. По сути, конструкция напоминает фермы, на которых выращивают морские водоросли.
Через 30–60 дней линии возвращают на берег. Там уран извлекают из волокон. При этом процесс не создает токсичных отходов, которые остаются после традиционной добычи руды. Каждую линию можно использовать несколько раз.
После извлечения уран очищают и превращают в желтый кек, концентрат, который затем можно продавать обычным участникам цепочки поставок ядерного топлива.
Проблема — не только в количестве урана
Для американской атомной энергетики важна не только доступность топлива, но и стабильность поставок.
Урановые месторождения распределены по миру неравномерно. По словам Грина, значительная часть мировых поставок приходится на Казахстан, Узбекистан, Россию, Намибию, Нигер и Китай. Это создает геополитические риски, особенно если спрос на ядерную энергетику резко вырастет.
«Если спрос будет расти так, как сейчас прогнозируется, у нас структурно не будет хватать урана», — сказал Грин.
Разработка, способная добывать его из океана, могла бы частично решить эту проблему, поскольку морская вода не привязана к отдельным месторождениям или странам.
Fluxnium выходит из тени
До сих пор Fluxnium практически не рассказывала о своей работе. Теперь компания выходит из режима скрытой разработки и привлекает финансирование для дальнейшего развития технологии.
Недавно стартап привлек $7 млн. Раунд финансирования возглавил Congruent Ventures, среди участников также были Active Impact Investments и Constellation Energy, оператор крупнейшего в США парка атомных электростанций.
Для Fluxnium момент оказался особенно удачным: американская атомная энергетика переживает новый подъем, а крупные технологические компании инвестируют в ядерные стартапы в поисках дополнительных источников электроэнергии для своих дата-центров.
Теперь все упирается в стоимость
Fluxnium не утверждает, что изобрела совершенно новый способ добычи урана. По словам Грина, отдельные элементы технологии уже использовались в разных формах.
Главная задача компании — сделать весь процесс достаточно дешевым для промышленного применения.
Большая часть затрат связана с производством специальных волокон и их размещением в океане. Поэтому Fluxnium продолжает оптимизировать конструкцию волокон, их производство и весь процесс извлечения урана.
Если компании удастся добиться конкурентоспособной себестоимости, океан может превратиться из практически недоступного источника урана в новый элемент мировой цепочки поставок ядерного топлива.
