ท่ามกลางความท้าทายด้านพลังงานของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ทั้งความต้องการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ข้อจำกัดด้านพื้นที่ และแรงกดดันในการลดการปล่อยคาร์บอน เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ (Small Modular Reactors: SMR) กำลังถูกจับตามองในฐานะเทคโนโลยีใหม่ที่มีศักยภาพสูงต่อการพัฒนาที่ยั่งยืน
ในงานสัมมนา POWERING SOUTHEAST ASIA THROUGH 2050 จัดโดย MIT Sloan “ศ. ไมเคิล ชอร์ต” (Michael Short) จากภาควิชาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมนิวเคลียร์แห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ได้ร่วมแบ่งปันมุมมองที่น่าสนใจเกี่ยวกับ SMR ว่า จะเป็นคำตอบที่เหมาะสมสำหรับเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ รวมถึงประเทศไทยหรือไม่
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบเดิม "ไม่ตอบโจทย์" ภูมิภาคนี้
“ศ.ชอร์ต” ชี้ให้เห็นว่า อุปสรรคใหญ่ที่สุดของนิวเคลียร์แบบเดิม (ขนาดใหญ่) ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้คือ ความหนาแน่นของประชากรและการขาดแคลนพื้นที่ สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม จำเป็นต้องมีเขตวางแผนฉุกเฉิน (Emergency Planning Zone - EPZ) ที่กว้างขวาง
ยกตัวอย่างในสิงคโปร์ หากสร้างโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ เขตอันตรายนี้จะครอบคลุมพื้นที่ที่ประชาชนอาศัยอยู่หนาแน่น หรือแม้กระทั่งล้ำข้ามพรมแดนไปยังประเทศเพื่อนบ้าน นอกจากนี้ ภูมิศาสตร์ที่มีลักษณะเป็นภูเขาหรือหน้าผายังทำให้การหาพื้นที่ราบขนาดใหญ่เพื่อก่อสร้างเป็นไปได้ยาก ย้อนกลับไปในปี 2012 ทั้งไทยและสิงคโปร์ต่างเคยมีการถกเถียงและสรุปในเวลานั้นว่า นิวเคลียร์ไม่เหมาะกับประเทศเพราะไม่มีที่ตั้งที่เหมาะสม
SMR คือทางออก เนื่องจากมีคุณสมบัติที่แตกต่างจากโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ในหลายมิติ ดังนี้
- ความปลอดภัยที่ขยายตัวแบบซูเปอร์ลิเนียร์ (Super-linear scaling): เมื่อเครื่องปฏิกรณ์มีขนาดเล็กลง ระยะความปลอดภัยจะลดลงอย่างมหาศาล จากเดิมที่ต้องมีรัศมีเขตฉุกเฉินถึง 16 กิโลเมตรสำหรับโรงไฟฟ้าขนาด 1,000 เมกะวัตต์ แต่สำหรับ SMR เขตนี้อาจลดเหลือเพียงแค่ขอบรั้วของโรงไฟฟ้าเท่านั้น สิ่งนี้ทำให้สามารถติดตั้งโรงไฟฟ้าใกล้แหล่งอุตสาหกรรมหรือพื้นที่ที่มีคนอาศัยอยู่ได้มากขึ้นโดยไม่เป็นอันตราย
- นวัตกรรมเชื้อเพลิง Pebbles: SMR บางรุ่นเปลี่ยนจากการใช้แท่งเชื้อเพลิงแบบเดิมมาเป็น "เม็ดเชื้อเพลิง" ที่หุ้มด้วยเกราะเซรามิก เกราะนี้ทำหน้าที่กักเก็บสารกัมมันตภาพรังสีไว้ภายใน ซึ่งเป็นปราการความปลอดภัยอีกชั้นหนึ่งที่ช่วยลดความซับซ้อนของระบบ
- ต้นทุนที่ถูกลงจากการผลิตในโรงงาน: ปัญหาของนิวเคลียร์ขนาดใหญ่คือต้องสร้างขึ้นเฉพาะหน้างาน ซึ่งใช้เวลานานและงบบานปลาย แต่ SMR สามารถผลิตส่วนประกอบจากโรงงานและสั่งซื้อกังหันไอน้ำ ได้จากแคตตาล็อกมาตรฐานอุตสาหกรรมทั่วไป หากมีการผลิตเป็นจำนวนมาก (20-30 เครื่อง) ต้นทุนอาจลดลงได้ถึงครึ่งหนึ่ง
บทบาท SMR ต่อไทยและอาเซียน
“ศ.ชอร์ต” ระบุว่า ในอนาคตอันใกล้ ประเทศในอาเซียนที่เคยเป็นผู้ส่งออกพลังงานอย่างมาเลเซียจะเริ่มเปลี่ยนสถานะเป็นผู้นำเข้า เช่นเดียวกับไทยและสิงคโปร์ที่เป็นผู้นำเข้าพลังงานอยู่แล้ว SMR จึงไม่ได้มีไว้แค่ผลิตไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังสามารถ ผลิตไฮโดรเจนสะอาด การใช้ความร้อนสูงจาก SMR (800 องศาเซลเซียสขึ้นไป) จะช่วยให้การผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้ามีต้นทุนต่ำลงอย่างมาก
นอกจากนั้น ยังทำน้ำจืดจากน้ำทะเล โดยความร้อนที่เหลือจากการผลิตไฟฟ้าสามารถนำมาขับเคลื่อนกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลได้ ซึ่งสำคัญมากสำหรับพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำ และลดคาร์บอนในภาคอุตสาหกรรม เพราะสามารถตั้ง SMR ไว้ใกล้กับนิคมอุตสาหกรรมปิโตรเคมีเพื่อส่งผ่านความร้อนและไอน้ำแทนการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล
การกัดกร่อนและรังสี ความท้าทายที่ต้องก้าวข้าม
อย่างไรก็ตาม การนำ SMR มาใช้ในไทยและภูมิภาคนี้ยังมีข้อควรระวังทางเทคนิค “ศ.ชอร์ต” อธิบายว่า เมื่อเราย่อส่วนทุกอย่างให้เล็กลง อุปกรณ์ต่าง ๆ จะต้องอยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดรังสีมากขึ้น ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหา การกัดกร่อน และความเสียหายจากรังสีในระดับที่รุนแรงกว่าเดิม
ขณะนี้ที่ MIT กำลังเร่งศึกษาวิจัยเพื่อแก้ปัญหานี้ โดยการใช้ลำแสงโปรตอนจำลองสภาวะการทำงานจริง ซึ่งผลการวิจัยเบื้องต้นพบสิ่งที่น่าประหลาดใจว่า ในบางกรณี รังสีอาจช่วยให้วัสดุทนทานต่อการกัดกร่อนในเกลือหลอมละลายได้ดีขึ้น ซึ่งจะเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้งานได้ยาวนานและคุ้มค่า
“แม้จะมีความท้าทายด้านเทคนิคที่ต้องวิจัยต่อ แต่ยุคของ SMR ได้มาถึงแล้ว โดยมีการทดสอบและเริ่มใช้งานจริงในจีนและแคนาดา สำหรับประเทศไทยที่มีข้อจำกัดด้านพื้นที่และความต้องการพลังงานสะอาดที่เพิ่มสูงขึ้น SMR อาจเป็นเทคโนโลยีที่เปลี่ยนอนาคตพลังงานของชาติให้มีความยืดหยุ่นและยั่งยืนได้จริงในศตวรรษหน้า”