Een zicht op de kerncentrale van Tarapur, met twee zwaarwaterreactoren onder druk, die elk 540 MW genereren, zichtbaar, Maharashtra, 26 februari 2014

Een interview met B.C. Pathak over de kernenergieplannen en -strategie van India
Op 17 december 2023 bereikte India’s grootste in eigen land ontwikkelde zwaarwaterreactor van 700 MWe (PHWR) – de vierde eenheid in Kakrapar, Gujarat – kritiek. Zes maanden eerder was een andere eenheid van 700 MWe in dezelfde installatie begonnen met de productie van commerciële elektriciteit. In 2024 zal naar verwachting een andere eenheid met dezelfde capaciteit in Rawatbhata, Rajasthan, in gebruik worden genomen. Achter al deze reactoren staat de Nuclear Power Corporation of India Limited (NPCIL). Haar voorzitter en gedelegeerd bestuurder B.C. Pathak vertelde aan The Hindu NPCIL dat hij van plan is om “elk jaar een kernreactor in gebruik te nemen”.
De heer Pathak is een vooraanstaande wetenschapper van het Department of Atomic Energy en heeft meer dan 30 jaar ervaring met het implementeren van kernenergieprojecten van de NPCIL, waaronder 220 MWe, 540 MWe, 700 MWe en 1,000 MWe reactoren van zowel PHWR als drukreactoren. technologieën voor waterreactoren (PWR). Hij nam zijn huidige functie bij NPCIL op zich in februari 2022. Op 13 december 2023 sprak hij met The Hindu over de kernenergieplannen en -strategie van India. Fragmenten uit het interview volgen.
Op de conferentie ‘Nuclear for Clean Energy Transition’ (in december), georganiseerd door de Indian Nuclear Society in samenwerking met de NPCIL, maakte u onderscheid tussen elektriciteitsopwekking en energie. U zei dat een groot deel van de energie momenteel uit fossiele brandstoffen komt. Kunt u dit uitbreiden?
Wereldwijd bestaat de energiesamenstelling gemiddeld uit ongeveer 20% elektriciteit en 80% energie uit steenkool, benzine, diesel, gas, bruinkool en andere componenten. Er worden pogingen gedaan om de elektriciteitssector koolstofvrij te maken door het plaatsen van zonne-energiecentrales, windenergie, hernieuwbare energiebronnen en kerncentrales. De energiesector bestaat voor 80% uit brandstof die direct wordt ingezet als molecuul of als reductiemiddel. Het is ook nodig om die sector koolstofvrij te maken.
Wereldwijd worden pogingen ondernomen om deze brandstof te vervangen door een brandstof die geen kooldioxide uitstoot. Daarom ligt de nadruk op de productie van groene waterstof. Groene waterstof zal tot op zekere hoogte helpen [bij het koolstofvrij maken].
In de toekomst kan kernenergie een belangrijke rol spelen bij de productie van waterstof, omdat kernenergie schone energie is. Waterstof, geproduceerd uit schone energiebronnen, wordt doorgaans groene waterstof genoemd. Daarom speelt kernenergie een dubbele rol: in termen van elektriciteitsopwekking en als veelbelovende potentiële schone energiebron.
Maar op dit vlak moet er wereldwijd nog veel werk worden verzet. Het zal enige tijd duren. Dat probeerde ik uit te leggen door een onderscheid te maken tussen elektriciteit en energie. Elektriciteit is eigenlijk slechts een subgroep van energie.
Tijdens de COP28-klimaatbesprekingen in Dubai kwamen veel landen overeen om hun kernenergieopwekking tegen 2050 te verdrievoudigen om een ​​netto-nuluitstoot te bereiken. Heeft India ermee ingestemd zijn geïnstalleerde nucleaire elektriciteitscapaciteit tegen 2050 te verdrievoudigen?
India heeft al een plan om de huidige geïnstalleerde kernenergiecapaciteit van 7,480 MW geleidelijk te vergroten tot 22,480 MW tussen 2031 en 2032.
De 700 MWe Kakrapar-3-eenheid in Gujarat is de grootste inheemse PHWR die de NPCIL heeft gebouwd. Waarom duurde het meer dan 18 maanden om het op het elektriciteitsnet aan te sluiten nadat het kritiek was geworden? Het genereerde maandenlang zwakke macht, geen commerciële macht.
We hebben de reactor in juli 2020 kritisch gemaakt en in januari 2021 op het net aangesloten, in een tijdsbestek van zes maanden. Daarna moesten er enkele inbedrijfstellingsexperimenten worden uitgevoerd. We moesten de uitdagingen bij de inbedrijfstelling op ons nemen en die hebben we nu aangepakt. Dienovereenkomstig werd het commercieel verklaard [op 30 juni 2023] en begon het zijn commerciële vermogen van 700 MWe te genereren [op 30 augustus 2023].
Aangezien dit de eerste reactor is [die wordt opgeschaald] van de 540 MWe-reactoren in Tarapur, zullen zich ongetwijfeld uitdagingen bij de inbedrijfstelling voordoen en die hebben we aangepakt. Dit ontwerp heeft veel geavanceerde veiligheidsvoorzieningen die vergelijkbaar zijn met de beste ter wereld. Inbedrijfstelling is een soort validatie van ontwerpparameters en wordt in fasen voltooid nadat stapsgewijze toestemming is verkregen van de regelgevende instantie, d.w.z. de Atomic Energy Regulatory Board.
Wat zijn de nieuwe veiligheidsvoorzieningen in de 700 MWe-reactoren? Hebben ze een brandstofkernvanger?
Deze reactoren behoren tot de beste reactoren in deze categorie van 700 MWe. Er zijn veel veiligheidsvoorzieningen in opgenomen. In principe zou de reactor in staat moeten worden gesteld de reactiviteit te controleren. Het zou in staat moeten zijn de [brandstof] kern te koelen. Het zou in staat moeten zijn [de releases] te bevatten, indien aanwezig.
In verband hiermee hebben we veel extra veiligheidsvoorzieningen toegevoegd, zoals de bekleding in de behuizing, een passief systeem voor de verwijdering van vervalwarmte, een gefilterd ventilatiesysteem, passieve autokatalytische recombinatoren, enz.
Zoals de stalen bekleding in de Kudankulam-reactoren?
Van de vloer tot de muur… zoals in Kudankulam. We hebben elektrische doorvoersystemen geïntroduceerd in plaats van individuele kabels. Deze elektrische kabels hebben modulaire componenten, die aan de kant van de fabrikant worden gedaan, hierheen worden gebracht en geassembleerd. Dat zal de lekdichtheid van de containment verbeteren.
We hebben een passief warmteverwijderingssysteem geïntroduceerd. In het geval van een stroomstoring in het station, als er geen stroomvoorziening beschikbaar is, zorgt dit voor de koeling van de [brandstof]kern. We hebben passieve katalytische waterstofrecombinatoreenheden geïntroduceerd.
Een van de belangrijke veranderingen die we hebben aangebracht in de PHWR's van 700 MWe is feeder-interleaving. Het is waarschijnlijk voor het eerst ter wereld gemaakt. Het zorgt ervoor dat er altijd water in de reactor aanwezig is, zelfs als de toestand niet normaal is. Deze unieke eigenschap is beschikbaar in onze reactoren.
Onze reactoren van 700 MWe beschikken over alle functies die beschikbaar zijn op basis van de operationele ervaring in ons land en elders, en lessen die zijn getrokken uit gebeurtenissen die in andere delen van de wereld plaatsvonden. Ik kan zeggen dat de PHWR's van 700 MWe tot de veiligste reactoren ter wereld behoren.
U zei dat de NPCIL vanaf nu slechts PHWR's van 700 MWe zou bouwen in vlootmodus. Wat zijn de redenen voor dit besluit?
Dit heb ik niet precies gezegd. De elektriciteitsbehoefte in ons land is enorm. Onze in eigen land gebouwde grootste reactor is 700 MWe. Voor grote capaciteitsuitbreiding gaan we door met de PHWR's van 700 MWe. Indien nodig kunnen we echter kiezen voor PHWR's van 220 MWe, die zich evenzeer hebben bewezen.
Dus soms, en niet nu, kunnen er vanuit de industrie vraag zijn naar kleinere reactoren. Wij zijn er klaar voor. Maar met reactoren van 700 MWe krijgen we schaalvoordelen.
Tot nu toe bouwden we twee of vier reactoren tegelijk. Maar nu zijn er momenteel negen reactoren in aanbouw. Tien reactoren zijn bezig met verschillende pre-projectactiviteiten. Er bevinden zich dus 19 reactoren in verschillende stadia van implementatie.
Zijn er nu 19 reactoren in aanbouw?
Ja, zoals ik al zei, bevinden 19 reactoren zich in verschillende stadia van implementatie. NPCIL is in staat deze vele reactoren in gebruik te nemen. Om onze elektriciteitsopwekkingscapaciteit op te voeren, is het beter om voor een vloot van reactoren tegelijk te kiezen. Maar we staan ​​open voor reactoren van 220 MWe en 700 MWe. De uiteindelijke noodzaak is om het nucleaire aandeel in het land op zijn vroegst te vergroten.
Zullen deze reactoren van 220 MWe kleine modulaire reactoren (SMR's) zijn? De trend is om voor SMR's te gaan, maar tot nu toe is er niets gebouwd.
Een kleine reactor van 220 MWe is op zich geen kleine modulaire reactor. Maar ja, we kunnen voor SMR's kiezen op basis van onze ervaring met het ontwerpen van krachtreactoren. Tegenwoordig beschikken we over de bewezen technologie van 220 MWe en deze kunnen op zijn vroegst worden ingezet. De maakindustrie is er volwassen voor. Als er behoefte is aan 220 MWe, kan deze worden geïnstalleerd.
Een groot aantal eenheden van 700 MWe is momenteel in aanbouw. Maar we staan ​​ook open voor eenheden van 220 MWe.
Wanneer zal Rajasthan Atomic Power Station-7 (RAPS-7) van 700 MWe kritisch worden?
Ik verwacht de ingebruikname van RAPS-7 volgend jaar.
Hoe is de beschikbaarheid van natuurlijk uranium in het land? Voor zover ik weet zijn er geen nieuwe mijnen geopend. Als er in het land niet voldoende natuurlijk uranium beschikbaar is, zult u dan de inheemse reactoren van 700 MWe onder de bescherming van de Internationale Organisatie voor Atoomenergie (IAEA) plaatsen, zodat ze uranium uit het buitenland kunnen halen?
Wij voorzien geen enkel probleem voor de brandstofvoorziening voor onze kernreactoren.
Wat is het probleem met de reactor van de Madras Atomic Power Station -1 (MAPS-1) in Kalpakkam? Het is al lange tijd gesloten.
MAPS-1 is een zeer oude reactor. MAPS-1 en -2 hebben lange tijd naar tevredenheid gefunctioneerd. MAPS-2 werkte op bijna 230 MWe. [De capaciteit bedraagt ​​220 MWe]. Omdat het oude eenheden zijn, zijn er leeftijdsgerelateerde problemen. Wij spreken ze aan. Er moet een kleine upgrade worden uitgevoerd. Ik verwacht dat MAPS-1 dit boekjaar online komt.
De TAPS-1 en -2 reactoren in Tarapur zijn oudere reactoren en zijn al meer dan 50 jaar in bedrijf…
Ja, TAPS-1 en -2 zijn de oudste operationele kernreactoren ter wereld. Momenteel zijn beide gesloten en worden er levensverlengings- en upgradewerkzaamheden uitgevoerd. Volgend jaar komt het eerste exemplaar online.
Wat is de laatste vooruitgang op Kudankulam-3,4, 5 en 6? Verrijkte uraniumbrandstofbundels bereikten onlangs Kudankulam vanuit Rusland.
De bouwwerkzaamheden in deze reactoren vorderen goed. Er is daar een groot [personeelsbestand] werkzaam, bijvoorbeeld zo'n 10,000 mensen. We verwachten dat deze reactoren geleidelijk online zullen komen. Voor deze projecten krijgen wij materiaal uit de Russische Federatie.
Wat de brandstof betreft, gebruiken we eenheden 1 en 2 volgens een brandstofcyclus van elf maanden. Nu de nieuwe brandstof is toegevoegd aan Kudankulam-eenheid 11, werkt deze met een brandstofcyclus van 1 maanden. Het betekent dat zodra we het nieuwe type brandstof laden, de reactor achttien maanden onafgebroken zal werken.
We krijgen regelmatig brandstoftoevoer. Beide reactoren werken op goede capaciteitsfactoren. Deze eenheden genereren een flink aantal miljoen eenheden schone elektriciteit voor het land.
De PWR's die wij hebben ontwikkeld en die verrijkt uranium als brandstof gebruiken, drijven onze twee nucleair aangedreven onderzeeërs aan. Zullen we commerciële PWR's bouwen? Er komt een grote uraniumverrijkingsfabriek in Chitradurga in Karnataka.
Wat NPCIL betreft, hebben we vooral de opdracht om aan de PHWR's te werken. Maar de NPCIL heeft nu ervaring met de bouw, inbedrijfstelling, exploitatie en onderhoud van reactoren van het type VVER-1000 [in Kudankulam], wat nuttig zal zijn bij het werken aan PWR-technologie.
Waarom is er zoveel vertraging bij de uitvoering van de kernenergieprojecten in Jaitapur in Maharashtra en Kovvada in Andhra Pradesh, waar de Fransen en de Amerikanen reactoren zouden bouwen? Houden ze vol dat ze geen schadevergoeding zullen betalen als er ongelukken gebeuren?
Er zijn besprekingen gaande met het EDF [van Frankrijk] en Westinghouse [van de VS] over technische kwesties voor Jaitapur en Kovvada.
De regering van West-Bengalen heeft gezegd dat zij niet zal toestaan ​​dat er in Haripur een kernenergieproject komt. Heeft u een alternatieve locatie voor Haripur gevonden?
Locatieselectie voor de vestiging van een kerncentrale is een voortdurende activiteit. Dienovereenkomstig worden de potentiële locaties geïdentificeerd en geëvalueerd in overeenstemming met de wettelijke codes en handleidingen op hun geschiktheid.
Homi Bhabha had een kernenergieprogramma in drie fasen voor India voor ogen: de PHWR's in de eerste fase, de kweekreactoren die plutonium gebruikten in de tweede, en de reactoren die thorium als brandstof gebruikten in de derde. Waarom de vertraging van zoveel jaren bij de bouw van de geavanceerde zwaarwaterreactor van 300 MWe, die thorium en uranium-233 als brandstof zal gebruiken?
Kernenergie is een evoluerende technologie. Er vinden veel veranderingen plaats. Mijn ervaring is dat je in de kernenergie langzaam en gestaag moet gaan. We hebben de technologie volwassen gemaakt in de eerste fase van ons driefasige kernenergieprogramma. We gaan de tweede fase in. Zodra we die technologie volwassen hebben, gaan we de derde fase in. Het zou een geleidelijk proces moeten zijn...
Ik denk niet dat er enige vertraging is. Wij zijn op de goede weg. Ons driefasenprogramma is het beste ter wereld. Het is zelfvoorzienend. Voor de eerste fase is alles beschikbaar voor de Indiase PHWR's.
Zodra we naar de derde fase gaan, hoeven we niet eens meer brandstof [van buitenaf] te halen. Alles zal beschikbaar zijn in India. Het idee is dat we zelfvoorzienend moeten zijn op het gebied van energiezekerheid. Dit is een geleidelijk proces en een opeenvolgend proces.