เพื่อจำกัดภาวะโลกร้อนให้อยู่ที่ 1.5 องศาเซลเซียส สหรัฐอเมริกาจำเป็นต้องเปลี่ยนผ่านระบบไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลไปสู่ระบบที่อาศัยพลังงานหมุนเวียนและการกักเก็บพลังงานเป็นหลักอย่างรวดเร็ว ขณะนี้ ผู้สนับสนุนพลังงานนิวเคลียร์กำลังกล่าวอ้างว่า เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบแยกส่วน (Small Modular Reactors – SMRs) มีความปลอดภัยมากขึ้น สะอาดขึ้น และมีต้นทุนในการก่อสร้างและดำเนินงานต่ำกว่าระบบเครื่องปฏิกรณ์แบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม เหตุผลที่สนับสนุน SMRs นั้นยังตั้งอยู่บนคำถามหลายข้อที่ยังไม่มีคำตอบ เนื่องจากขาดข้อมูลจากการใช้งานจริงของเทคโนโลยีนี้

แบบจำลองสถานการณ์การลดคาร์บอนอย่างเข้มข้นบางรูปแบบ (รวมถึงของ NRDC) แสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่รวมถึงการผลิตพลังงานใหม่ที่ใช้เทคโนโลยีที่มีความยืดหยุ่นและสามารถเรียกใช้งานได้เมื่อจำเป็น ในแง่มุมของแบบจำลองอาจมีความต้องการใช้ SMRs หรือเทคโนโลยีอื่นที่มีคุณลักษณะคล้ายกันในอีกหลายทศวรรษข้างหน้า อย่างไรก็ตาม ปัจจุบัน ยังไม่มี SMRs ใดถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกา แต่รัฐบาลกลางอาจให้การสนับสนุนทางการเงินแก่โครงการเหล่านี้เป็นมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ภายใต้กฎหมายว่าด้วยการลดอัตราเงินเฟ้อ (Inflation Reduction Act – IRA)

แม้ว่ารัฐบาลควรลงทุนในเทคโนโลยีการผลิตพลังงานคาร์บอนต่ำที่หลากหลาย แต่ควรให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีที่กำลังมีความก้าวหน้าและมีต้นทุนที่ลดลงอย่างต่อเนื่อง เช่น พลังงานหมุนเวียนและการกักเก็บพลังงาน ในทางกลับกัน ต้นทุนของพลังงานนิวเคลียร์ยังคงเพิ่มขึ้นมาโดยตลอด

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็ก(Small Modular Reactors - SMRs)คืออะไร?

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีความสามารถในการผลิตไฟฟ้าต่ำกว่า 300 เมกะวัตต์(MW) ซึ่งเล็กกว่ามากเมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั่วไปในปัจจุบันที่มีกำลังการผลิตอยู่ในช่วง 1,000 - 1,600 MW

คำว่า "แยกส่วน"(Modular) สะท้อนถึงคุณสมบัติหลักสองประการ: แทนที่จะเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่เพียงแห่งเดียว SMRs ใช้หลายยูนิต(หรือหน่วยย่อย) ร่วมกันเพื่อผลิตไฟฟ้าในระดับที่ต้องการ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยหลายส่วนถูกผลิตจากโรงงานแล้วขนส่งไปติดตั้ง ณ สถานที่ใช้งาน

การออกแบบ SMRs ครอบคลุมเครื่องปฏิกรณ์ทุกประเภทหลัก ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์หล่อเย็นด้วยน้ำ(Water-Cooled Reactors) เครื่องปฏิกรณ์หล่อเย็นด้วยก๊าซอุณหภูมิสูง (High-Temperature Gas-Cooled Reactors) เครื่องปฏิกรณ์หล่อเย็นด้วยโลหะเหลว โซเดียมและก๊าซที่ใช้สเปกตรัมของนิวตรอนเร็ว (Liquid-Metal, Sodium, and Gas-Cooled Reactors with Fast Neutron Spectrum) เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว (Molten Salt Reactors)

ผู้สนับสนุน SMRs ให้เหตุผลว่าเทคโนโลยีนี้จะมีความปลอดภัยมากขึ้นและต้องการมาตรการด้านความปลอดภัยน้อยกว่าระบบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบดั้งเดิม แต่องค์กรไม่แสวงหากำไรอย่าง Natural Resources Defend Council(NDRC) มีความกังวลว่าการออกแบบบางรูปแบบของ SMRs อาจก่อให้เกิดภาระด้านสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ทำให้ปัญหาขยะนิวเคลียร์รุนแรงขึ้น และเพิ่มความเสี่ยงในการแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์

ในแง่ของความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ ผู้สนับสนุน SMRs อ้างว่าต้นทุนของเทคโนโลยีนี้จะถูกกว่าการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบเดิม เนื่องจากประโยชน์จากการผลิตในระดับอุตสาหกรรม แต่ยังไม่มีหลักฐานสนับสนุนข้ออ้างนี้เนื่องจากยังไม่มีการผลิต SMRs ในปริมาณมาก นอกจากนี้ แม้ว่า SMRs จะได้รับการสนับสนุนทางการเงินหลายพันล้านดอลลาร์ภายใต้กฎหมาย IRA แต่ก็ยังไม่สามารถแข่งขันในตลาดได้เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีที่มีต้นทุนต่ำกว่า เช่น พลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ และระบบกักเก็บพลังงาน (แบตเตอรี่)

ข้อโต้แย้งที่สนับสนุน SMRs ยังคงเป็นเพียงทฤษฎีเป็นส่วนใหญ่

เนื่องจากการพัฒนาและการใช้งาน SMRs ทั่วโลกยังมีจำกัด ข้อโต้แย้งเกี่ยวกับความปลอดภัยและความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจของเทคโนโลยีนี้จึงยังคงเป็นแนวคิดทางทฤษฎีเป็นส่วนใหญ่ แม้ว่าคณะกรรมการกำกับดูแลนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ (U.S. Nuclear Regulatory Commission – NRC) จะอนุมัติหนึ่งในหลายๆ การออกแบบ SMR แล้วก็ตาม แต่การขยายพลังงานนิวเคลียร์ผ่าน SMRs ในสหรัฐฯ อาจเกิดขึ้นได้เร็วที่สุดในช่วงทศวรรษ 2030

จากการประเมินของทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (International Atomic Energy Agency – IAEA) ในปี 2022 มี SMRs มากกว่า 80 แบบที่อยู่ในขั้นตอนการพัฒนาและการใช้งานที่แตกต่างกันใน 18 ประเทศสมาชิก IAEA(ไม่รวมสหรัฐฯ) สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ที่จะดำเนินการในสหรัฐฯ เจ้าของหรือผู้ดำเนินการต้องได้รับใบอนุญาตจาก NRC

ปัจจุบัน NRC กำลังดำเนินกระบวนการพิจารณาล่วงหน้าและการอนุมัติแบบมาตรฐานสำหรับการออกแบบของ SMRs แบบต่างๆ (ดูตาราง) ในบรรดาการออกแบบเหล่านี้ NuScale เป็นโครงการที่มีความก้าวหน้ามากที่สุดในกระบวนการขอใบอนุญาตเครื่องปฏิกรณ์และได้รับการอนุมัติเงื่อนไขจาก NRC สำหรับโมดูลขนาด 50 MW เมื่อต้นปี 2023 อย่างไรก็ตาม NuScale ได้เปลี่ยนแผนไปสู่การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 77 MW แทน ซึ่งหมายความว่า ต้องได้รับการอนุมัติและการรับรองใหม่อีกครั้ง

การพัฒนาโครงการ Carbon Free Power Project (CFPP) ในรัฐไอดาโฮ ขึ้นอยู่กับการอนุมัติของ NRC โดยโครงการนี้มีแผนที่จะติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ SMR NuScale VOYGR ขนาด 77 เมกะวัตต์ไฟฟ้า (MWe) จำนวน 6 เครื่อง เพื่อผลิตไฟฟ้ารวม 462 เมกะวัตต์ อย่างไรก็ตาม เมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน 2023 NuScale ประกาศยุติโครงการ CFP ซึ่งเดิมคาดว่าจะเป็น SMR โครงการแรกที่เริ่มดำเนินงานในสหรัฐฯ ผู้พัฒนาโครงการประเมินว่าต้นทุนพลังงานจากโรงไฟฟ้า CFPP จะอยู่ที่ 89 ดอลลาร์ต่อเมกะวัตต์-ชั่วโมง (MWh) ตามต้นทุนดำเนินงาน แต่การประเมินนี้รวมเงินอุดหนุน 1.4 พันล้านดอลลาร์จากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (DOE) และเงินอุดหนุนเพิ่มเติมจากกฎหมาย IRA ประมาณ 30 ดอลลาร์ต่อ MWh หากไม่มีเงินอุดหนุน ต้นทุนไฟฟ้าของโครงการ CFPP จะสูงกว่า 100 ดอลลาร์ต่อ MWh ซึ่งสูงกว่าต้นทุนพลังงานจากพลังงานลมบนบก (Onshore Wind) และพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดสาธารณูปโภค (Utility-Scale Solar) ที่เพียง 24 ดอลลาร์ต่อ MWh อย่างมีนัยสำคัญ

ข้อโต้แย้งที่สนับสนุน SMRs ไม่มีหลักฐานรองรับ

ผู้สนับสนุน SMRs อ้างว่าเทคโนโลยีนี้จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยในราคาที่แข่งขันได้ผ่านการประหยัดจากขนาด (economies of scale) และ กระบวนการก่อสร้างที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ข้ออ้างเหล่านี้ไม่สอดคล้องกับความเป็นจริง

การประหยัดจากขนาด (Economies of Scale) การศึกษาหลายฉบับระบุว่า การลดขนาดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จาก 1,000 เมกะวัตต์ลงมาเป็น SMRs จะทำให้สูญเสียประโยชน์จากขนาด (scale economies) อย่างมาก ส่งผลให้ต้นทุนค่าก่อสร้างล่วงหน้า (overnight cost) และต้นทุนดำเนินงานและบำรุงรักษา (operation and maintenance costs) เพิ่มสูงขึ้น

ผู้สนับสนุน SMRs โต้แย้งว่า สามารถชดเชยการสูญเสียประโยชน์จากขนาดด้วย “เศรษฐศาสตร์ของจำนวนมาก” (economy of multiples) เช่น การลดต้นทุนจากการใช้ระบบโมดูลาร์และการผลิตจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ไม่เคยประสบความสำเร็จในการลดต้นทุนด้วยวิธีนี้จากโครงการหรือเครื่องปฏิกรณ์ใดๆ ในอดีต

ระยะเวลาการก่อสร้าง : ผู้สนับสนุน SMRs อ้างว่า ระยะเวลาการก่อสร้างที่สั้นลงเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยลดต้นทุนของเทคโนโลยีนี้ พวกเขาให้เหตุผลว่า SMRs ใช้เวลาสร้างน้อยกว่า เนื่องจากสามารถผลิตชิ้นส่วนจากโรงงานแล้วขนส่งไปติดตั้งในสถานที่ปฏิบัติงาน อย่างไรก็ตาม ประวัติศาสตร์ของโครงการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้มักใช้เวลานานและมีความไม่แน่นอนสูง ตัวอย่างเช่น ในกรณีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Vogtle รัฐจอร์เจีย ซึ่งอนุมัติแผนขยายโรงไฟฟ้าด้วยเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 1,117 เมกะวัตต์ จำนวน 2 เครื่อง เดิมคาดว่าโครงการจะมีต้นทุนประมาณ 14 พันล้านดอลลาร์และเริ่มดำเนินการในปี 2016/2017 อย่างไรก็ตาม หนึ่งในเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวเพิ่งเดินเครื่องเต็มกำลังในปี 2023 นอกจากนี้ โครงการยังก่อสร้างไม่แล้วเสร็จและต้นทุนคาดว่าจะพุ่งสูงกว่า 35 พันล้านดอลลาร์ ซึ่งเป็นตัวอย่างของความล่าช้าและต้นทุนบานปลายในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์

จนถึงขณะนี้ SMR (Small Modular Reactors) ทั้งหมดที่ถูกสร้างเสร็จแล้วหรืออยู่ระหว่างการก่อสร้างในประเทศอื่น ๆ ล้วนประสบกับรูปแบบเดียวกัน นั่นคือ การล่าช้าในระยะเวลาก่อสร้างและงบประมาณบานปลาย ตัวอย่างเช่น เครื่องปฏิกรณ์ KLT-40S จำนวน 2 เครื่องในรัสเซีย ซึ่งใช้เวลาก่อสร้างถึง 12.7 ปี แทนที่จะเป็น 3.7 ปี ตามที่คาดไว้ และเครื่องปฏิกรณ์แก๊สอุณหภูมิสูง 2 เครื่องในจีน ซึ่งเดิมทีควรสร้างเสร็จใน 4 ปี แต่กลับใช้เวลาถึง 9 ปี เมื่อเปรียบเทียบกับประเทศอื่น ๆ ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์

สหรัฐอเมริกามีความหลากหลายมากกว่ามากทั้งในด้านการออกแบบโรงไฟฟ้าและวิธีการก่อสร้าง กำหนดการก่อสร้างในสหรัฐฯ ก็ยาวนานและผันผวนมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นหาก SMR ในต่างประเทศยังประสบปัญหาความล่าช้า ก็น่าจะมีแนวโน้มสูงที่จะเจออุปสรรคแบบเดียวกันในการก่อสร้างในสหรัฐอเมริกา

SMR ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ และมาพร้อมกับข้อกังวลด้านเทคนิค เศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง

แม้ว่าเทคโนโลยีนิวเคลียร์แบบใช้น้ำมวลเบา—ซึ่งใช้น้ำธรรมดาแทนน้ำมวลหนักที่มีดิวเทอเรียมในปริมาณมาก—จะไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่แนวคิดการก่อสร้างแบบแยกส่วน (modular) และรูปแบบการออกแบบที่หลากหลายของ SMR นั้นยังไม่เคยมีมาก่อนเลย ด้วยเหตุนี้ แผนการลดคาร์บอนของบริษัทพลังงาน ตลอดจนโยบายด้านสภาพภูมิอากาศในระดับรัฐและระดับประเทศที่รวม SMR ไว้ในแนวทาง จะทำให้ความก้าวหน้าทางสิ่งแวดล้อมและการตอบสนองต่อวิกฤตสภาพภูมิอากาศต้องพึ่งพาเทคโนโลยีที่ยังไม่ผ่านการทดสอบซึ่งก่อให้เกิดข้อกังวลด้านเทคนิค เศรษฐกิจ สิ่งแวดล้อม และสุขภาพของประชาชน

ประเด็นทางเทคนิคและทางเศรษฐกิจ

ห่วงโซ่อุปทาน: กลยุทธ์การผลิตแบบแยกส่วน (modularization) อาจเผชิญกับความท้าทายอย่างมากในด้านการออกใบอนุญาตและกฎระเบียบ ต้นทุนการขนส่ง โลจิสติกส์ที่ซับซ้อนมากขึ้น การบริหารจัดการซับพลายเออร์ และที่สำคัญที่สุดอาจเป็นต้นทุนการลงทุนเริ่มต้นของโรงงานและโครงสร้างพื้นฐานในห่วงโซ่อุปทานที่สูงมาก

ขาดข้อมูลด้านความปลอดภัย: การที่ไม่มีข้อมูลประสิทธิภาพเกี่ยวกับการออกแบบระบบความปลอดภัยแบบพาสซีฟของ SMR เป็นแหล่งของความไม่แน่นอนทั้งในด้านเทคนิคและกฎระเบียบ

การยอมรับของสังคม: ดังที่กล่าวไว้ด้านล่าง ข้อเสนอด้านกฎระเบียบสำหรับโรงไฟฟ้า SMR อาจผ่อนคลายข้อกำหนดเกี่ยวกับเขตวางแผนฉุกเฉินรัศมี 10 และ 50 ไมล์รอบโรงไฟฟ้าซึ่งเมื่อพิจารณาว่า SMR ยังเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ไม่เคยผ่านการใช้งานมาก่อน ชุมชนในพื้นที่อาจมองว่าระดับความเสี่ยงเช่นนี้เป็นสิ่งที่ไม่อาจยอมรับได้

ภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้น: การลดจำนวนบุคลากรด้านการควบคุมและความปลอดภัยในโรงไฟฟ้า SMR อย่างมีนัยสำคัญเพื่อประหยัดต้นทุนอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการโจมตีทางไซเบอร์และภัยคุกคามทางกายภาพ

ความไม่ยืดหยุ่นในการดำเนินงาน: ในโลกที่พลังงานหมุนเวียนมีบทบาทสำคัญ ความสามารถในการปรับกำลังการผลิตตามความต้องการ (load following) ถือเป็นปัจจัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใดๆ ในสหรัฐฯ ที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพทางเทคนิคในการทำ load following หรือสามารถดำเนินการได้อย่างคุ้มค่าทางเศรษฐกิจเมื่อไม่เดินเครื่องเต็มกำลัง

ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของประชาชน

ความเสี่ยงจากรังสีในสิ่งแวดล้อม: เตาปฏิกรณ์ SMR แบบใช้น้ำมวลเบายังคงใช้วัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เช่นเดียวกับเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบใช้น้ำหล่อเย็นทั่วไป ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนต้นทางในการเตรียมยูเรเนียมสำหรับใช้ในเตาปฏิกรณ์ และขั้นตอนปลายทางในการจัดการ เตรียม และกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้วที่ยังมีรังสีสูง วัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์นี้ก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านรังสีในสิ่งแวดล้อมจากการปล่อยสารปนเปื้อนซึ่งเป็นอันตรายต่อสุขภาพของทั้งประชาชนและคนทำงานในระบบดังกล่าว

วัฐจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

ข้อกังวลที่เกี่ยวข้องกับคนทำงาน รวมถึงการได้รับรังสีทั้งจากภายในและภายนอกระหว่างการบำรุงรักษาชิ้นส่วนหลักในช่วงปฏิบัติการและช่วงไฟดับ การตรวจสอบและซ่อมแซมเครื่องกำเนิดไอน้ำ การทำงานในบริเวณสระเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว การเติมเชื้อเพลิง การจัดการของเสีย การล้างปนเปื้อนของอุปกรณ์ และการทำความสะอาดคราบสารรั่วไหล

ความเสี่ยงจากรังสีต่อประชาชนขึ้นอยู่กับการกำหนดเขตวางแผนฉุกเฉิน (EPZs) อย่างเหมาะสม ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีมาตรการป้องกันประชาชนจากการได้รับรังสี ปัจจุบัน คณะกรรมการกำกับดูแลกิจการนิวเคลียร์แห่งสหรัฐฯ (NRC) กำหนด EPZ สองประเภท รอบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แต่ละแห่ง ได้แก่ (1) เขตการสัมผัสรังสีจากพลูม (plume exposure pathway) ครอบคลุมรัศมีประมาณ 10 ไมล์จากเตาปฏิกรณ์ โดยมีแผนปฏิบัติการเพื่อป้องกันหรือจำกัดปริมาณรังสีที่อาจได้รับ เช่น จากการสูดดมหรือสัมผัสของเสียกัมมันตรังสี (2) เขตการสัมผัสรังสีจากการบริโภค (ingestion exposure pathway) ครอบคลุมรัศมีประมาณ 50 ไมล์จากเตาปฏิกรณ์ โดยมีแผนปฏิบัติการเพื่อหลีกเลี่ยงหรือจำกัดการได้รับรังสีจากการกินหรือดื่มสิ่งที่ปนเปื้อนสารกัมมันตรังสี

การออกแบบวิธีการที่เหมาะสมสำหรับเขตวางแผนฉุกเฉิน (EPZs) ของ SMR เป็นองค์ประกอบสำคัญของการเตรียมความพร้อมและการรับมือเหตุฉุกเฉินอย่างเป็นรูปธรรม ผู้พัฒนาโรงไฟฟ้า SMR บางรายอ้างว่าเทคโนโลยี SMR มีคุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่ก้าวหน้า และควรได้รับการผ่อนปรนให้มีขนาดเขต EPZ ที่เล็กลง เช่น บริษัท NuScale ได้เสนอให้กำหนดเขต EPZ อยู่เพียงแค่แนวรั้วความปลอดภัยของโรงงาน โดยให้เหตุผลว่ามาตรการนี้ให้ระดับการปกป้องประชาชนเทียบเท่ากับรัศมี 10 ไมล์ ล่าสุด คณะกรรมการที่ปรึกษาด้านความปลอดภัยของเตาปฏิกรณ์ (Advisory Committee on Reactor Safeguards) ของ NRC อนุมัติวิธีคำนวณเขต EPZ ตามที่ NuScale เสนอ ซึ่งจะส่งผลสำคัญต่อการขอใบอนุญาตสำหรับ SMR ในอนาคต

การจัดการและกำจัดกากนิวเคลียร์: งานวิจัยในปี 2022 ที่นำโดยศูนย์ความมั่นคงระหว่างประเทศและความร่วมมือแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ระบุว่า SMR ยิ่งทำให้ความท้าทายในการจัดการและกำจัดกากนิวเคลียร์รุนแรงขึ้น และแบบเตาปฏิกรณ์ SMR ส่วนใหญ่จะเพิ่มปริมาณกากนิวเคลียร์ที่ต้องจัดการและกำจัดมากกว่าปฏิกรณ์แบบดั้งเดิมถึง 2 ถึง 30 เท่าในกรณีศึกษา ขณะเดียวกัน นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติอาร์กอนน์ (Argonne National Laboratory) ก็เพิ่งเผยแพร่งานศึกษาที่เปรียบเทียบปริมาณกากนิวเคลียร์จาก SMR ซึ่งมีกำหนดจะเริ่มใช้งานภายในทศวรรษนี้ กับกากนิวเคลียร์จากเตาปฏิกรณ์แรงดันน้ำขนาดใหญ่แบบอ้างอิง (large pressurized water reactor – PWR)

ผลการศึกษาพบว่าปริมาณกากนิวเคลียร์จาก SMR มีขนาดใกล้เคียงกับกากนิวเคลียร์จากเตาปฏิกรณ์แรงดันน้ำแบบดั้งเดิม (PWR) งานวิจัยเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า การจัดการและกำจัดกากนิวเคลียร์จาก SMR เป็นประเด็นด้านความปลอดภัยที่สำคัญ เนื่องจากของเสียบางประเภทยังคงมีสารกัมมันตรังสีตกค้างเป็นระยะเวลานาน

ความเสี่ยงด้านการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์: อุปสรรคสำคัญที่สุดในการที่รัฐหรือกลุ่มที่ไม่ใช่รัฐจะสามารถพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ได้ คือการเข้าถึงวัสดุนิวเคลียร์ เช่น ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงหรือพลูโตเนียม ความเสี่ยงด้านการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์จากการใช้งาน SMR ในอนาคต จะขึ้นอยู่กับว่าระบบ SMR สามารถบูรณาการด้านความปลอดภัย การรักษาความมั่นคงทางกายภาพ มาตรการป้องกัน และการควบคุมและตรวจสอบวัสดุนิวเคลียร์เข้าไว้ในกระบวนการออกแบบได้ดีเพียงใด SMR ที่ไม่ใช่แบบใช้น้ำมวลเบา หรือแบบที่ใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำในระดับสูง (high-assay low-enriched uranium – HALEU) จะเพิ่มความเสี่ยงทั้งด้านผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์จากพลังงานนิวเคลียร์อย่างมีนัยสำคัญ

สรุป

ผู้สนับสนุนเทคโนโลยี SMR อ้างว่า SMR จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยและแข่งขันได้โดยอาศัยการออกแบบระบบความปลอดภัยแบบพาสซีฟ การผลิตแบบแยกส่วน (modularization) และขนาดโรงไฟฟ้าที่เล็กลง นอกจากนี้ยังให้เหตุผลว่า แม้จะไม่ได้ประโยชน์จากขนาดที่ใหญ่เหมือนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไป แต่ก็สามารถทดแทนด้วย “เศรษฐศาสตร์ของจำนวน” (economies of multiples)

อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ยังไม่เคยมีประวัติความสำเร็จในการทำตามคำกล่าวอ้างเหล่านี้ SMR อาจได้รับการสนับสนุนทางการเงินภายใต้กฎหมาย IRA (Inflation Reduction Act) ของสหรัฐฯ แต่ถึงแม้จะมีเงินอุดหนุน เทคโนโลยี SMR ก็ยังไม่สามารถแข่งขันในตลาดไฟฟ้าได้อย่างสมเหตุสมผล เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนที่มีราคาถูกกว่าและผ่านการพิสูจน์แล้ว หาก SMR จะมีบทบาทใด ๆ ในอนาคต เทคโนโลยีนี้จะต้องสามารถรับมือกับความท้าทายหลัก ได้แก่ ต้นทุน ความเสี่ยงจากรังสีในสิ่งแวดล้อม กากนิวเคลียร์ และการแพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ หากไม่สามารถตอบโจทย์เหล่านี้ได้ โอกาสที่เทคโนโลยีจะประสบความสำเร็จย่อมมีน้อยมาก

อ้างอิง
1 An Act to Provide for Reconciliation Pursuant to Title II of S. Con. Res. 14, H.R. 5376, 117th Cong. (2022), https://www.congress.gov/117/bills/hr5376/BILLS-
117hr5376eas.pdf.
2 Advanced Reactors Information System, “ARIS Related Publications,” International Atomic Energy Agency, accessed September 5, 2023, https://aris.iaea.org/
sites/Publications.html.
3 Nuclear Regulatory Commission, “NuScale Small Modular Reactor Design Certification,” Federal Register, January 19, 2023, https://www.federalregister.gov/
documents/2023/01/19/2023-00729/nuscale-small-modular-reactor-design-certification.
4 Department of Public Utilities, “Carbon Free Power Project (CFPP) - Small Modular Nuclear Reactor (SMR),” Los Alamos County, accessed September 15, 2023,
https://www.losalamosnm.us/government/departments/utilities/energy_resources/CFPP.
5 David Schlissel, “NuScale Power, the Canary in the Small Modular Reactor Market,” Utility Dive, March 21, 2023, https://www.utilitydive.com/news/nuscale-
power-small-modular-reactor-smr-ieefa-uamps/645554/.
6 George Bilicic and Samuel Scroggins, “2023 Levelized Cost Of Energy+,” Lazard, April 12, 2023, https://www.lazard.com/research-insights/2023-levelized-cost-
of-energyplus/.
7 NuScale, “Our Products and Services,” accessed September 5, 2023, https://nuscale-prod-53zw1fnq7-nuscale-power.vercel.app/.
8 Holtec International, “SMR,” accessed September 15, 2023, https://holtecinternational.com/products-and-services/smr/.
9 GE Hitachi, “BWRX-300 Small Modular Reactor,” accessed September 15, 2023, https://nuclear.gepower.com/build-a-plant/products/nuclear-power-plants-
overview/bwrx-300.
10 U.S. Nuclear Regulatory Commission, “Xe-100,” accessed September 15, 2023, https://www.nrc.gov/reactors/new-reactors/advanced/licensing-activities/pre-
application-activities/xe-100.html.
11 Fatih Aydogan et al., “Quantitative and Qualitative Comparison of Light Water and Advanced Small Modular Reactors,” Journal of Nuclear Engineering and
Radiation Science 1, no. 041001 (September 16, 2015), https://doi.org/10.1115/1.4031098.
12 “Southern Delays Startup of New Georgia Nuclear Reactors, Boosts Costs,” Reuters, February 17, 2022, https://www.reuters.com/business/energy/southern-
delays-startup-new-georgia-nuclear-reactors-boosts-costs-2022-02-17/.
13 PR Newswire, “Vogtle Unit 3 Reaches 100 Percent Energy Output for the First Time,” Yahoo! Finance, May 29, 2023, https://finance.yahoo.com/news/vogtle-unit-
3-reaches-100-120700525.html.
14 Patty Durand, “Georgia’s Plant Vogtle Is a $35B Boondoggle. We Need New and Better Solutions for a Carbon-Free Grid,” Utility Dive, May 18, 2023,
https://www.utilitydive.com/news/georgia-power-plant-vogtle-boondoggle-small-modular-reactor-carbon-free-grid/650456/.
15 Mycle Schneider et al., The World Nuclear Industry Status Report 2022 (HTML), November 18, 2022, https://www.worldnuclearreport.org/The-World-Nuclear-
Industry-Status-Report-2022-HTML.html.
16 Chris Lewis et al., Small Modular Reactors: Can Building Nuclear Power Become More Cost-Effective?, March 2016, Ernst & Young, https://www.researchgate.net/
publication/321715136_Small_modular_reactors_Can_building_nuclear_power_become_more_cost-effective.
17 Leonard Loflin, Advanced Nuclear Technology: Using Technology for Small Modular Reactor Staff Optimization, Improved Effectiveness, and Cost Containment,
Electric Power Research Institute, March 21, 2016, https://www.epri.com/research/products/000000003002007071.
18 U.S. Energy Information Administration, “Nuclear Explained: The Nuclear Fuel Cycle,” last modified July 12, 2022, https://www.eia.gov/energyexplained/nuclear/
the-nuclear-fuel-cycle.php.
19 Joseph John Bevelacqua, Health Physics: Radiation-Generating Devices, Characteristics, and Hazards (Hoboken, NJ: Wiley, 2016), https://www.wiley.com/en-us/
Health+Physics%3A+Radiation+Generating+Devices%2C+Characteristics%2C+and+Hazards-p-9783527694341.
20 Mikko Ilvonen, Review of SMR Siting and Emergency Preparedness, VTT Technical Research Centre of Finland, January 28, 2022, https://cris.vtt.fi/ws/portalfiles/
portal/59169116/ILVONEN_EcoSMR_EPZ_Signed_VTT_R_01612_20.pdf.
21 Peter Knollmeyer, “NuScale Small Modular Reactor – The Future of Energy Is Here,” Fluor, streamed live on January 13, 2022, YouTube video, https://www.
youtube.com/watch?v=JhrxFCtCPUo&ab_channel=Fluor.
22 Joy L. Rempe, “Safety Evaluation for NuScale Topical Report, TR-0915-17772, ‘Methodology for Establishing the Technical Basis for Plume Exposure Emergency
Planning Zones at NuScale Small Modular Reactor Plant Sites,’ Revision 3” (memo to Daniel H. Dorman), U.S. Nuclear Regulatory Commission, Advisory
Committee on Reactor Safeguards, October 19, 2022, https://adamswebsearch2.nrc.gov/webSearch2/main.jsp?AccessionNumber=ML22287A155.
23 Lindsay M. Krall, Allison M. Macfarlane, and Rodney C. Ewing, “Nuclear Waste from Small Modular Reactors,” PNAS 119, no. 23 (May 31, 2022),
https://doi.org/10.1073/pnas.2111833119.
24 Jared Sagoff, “Argonne Releases Small Modular Reactor Waste Analysis Report,” Argonne National Laboratory, news release, November 18, 2022,
https://www.anl.gov/article/argonne-releases-small-modular-reactor-waste-analysis-report.
25 Office of Nuclear Energy, “What Is High-Assay Low-Enriched Uranium (HALEU)?,” U.S. Department of Energy, April 7, 2020, https://www.energy.gov/ne/articles/
what-high-assay-low-enriched-uranium-haleu.
เรียบเรียงจาก NDRC’s Issue Brief “SMALL MODULAR NUCLEAR REACTORS:
MORE QUESTIONS THAN ANSWERS”, December 2023.