Elveţienii şi suedezii de la ABB anunţă că vor moderniza centrala de la Cernavodă din România pentru a-i extinde durata de viaţă cu 30 de ani

Centrala de la Cernavodă e singura centrală nucleară a României şi are cea mai importantă contribuţie de energie furnizată în sistemul energetic naţional, asigurând circa 18-20% din toată electricitatea consumată anual în România. Ea a fost concepută iniţial pentru a avea 4 reactoare, după care conceptul a fost ajustat la 5 reactoare în total. În acest moment, însă, doar 2 unităţi sunt operaţionale, acordurile pentru construcţia unităţilor 3 şi 4 fiind semnate abia în 2024. Deşi centrala nu are încă toată unităţile programate iniţial construite şi funcţionale, durata de viaţă a unităţii 1 a ajuns a termenul recomandat de exploatare şi acest reactor necesită intervenţii profunde pentru a putea opera mai departe. Ieri compania elveţiano-suedeză ABB a anunţat că inginerii săi vor fi profund implicaţi în modernizarea centralei de la Cernavodă, pentru a-i extinde durata de viaţă cu 30 de ani.

Foto: Camera de control de la Unitatea 1 de la Cernavodă

Primele studii pentru construcţia centralei de la Cernavodă datează cu anul 1976, la ele participând canadienii de la AECL, producători ai reactoarelor CANDU. În 1979 a fost semnat şi primul contract cu ei pentru unitatea 1, iar italienii de la Ansaldo au fost contractaţi pentru partea circuitelor clasice cu abur şi integrarea turbinei, producţia căreia a fost comandată la GE. Lucrările de construcţie au decurs într-un ritm alert în anii următori, iar deja în 1984 se luase decizia de principiu de a dimensiona centrala la 5 unităţi în total, iar fiind aprobată oficial de guvern în 1990. Această a 5-a unitate e controversată, întrucât au existat studii care enunţau o lipsă de condiţii obiective pentru ca centrala să poată opera cu 5 unităţi, numărul de 4 fiind cel optim.

Reactoarele CANDU din unităţile 1 şi 2 au 700 MWe de putere brută şi 650 MWe de putere netă electrică produsă. Astăzi se poate lăsa impresia că centrala funcţionează de mai mult timp decât o face de fapt, or, Unitatea 1 a fost pornită în anul 1996, în aprilie având loc pornirea şi inaugurarea reactorului, în iulie având loc sincronizarea cu sistemul energetic naţional, în octombrie fiind atinsă puterea nominală şi în decembrie fiind declară funcţionalitatea deplină. Unitatea 2 a intrat în funcţiune abia 11 ani mai târziu, în 2007.

Astfel, unitatea 1 are deja 30 de ani de când funcţionează, iar conform recomandărilor producătorului, reactorul CANDU are o durată de viaţă recomandată de 210.000 ore efective deplină, ceea ce, la un factor de capacitate estimat de 80%, ar însemna aproximativ 30 de ani. Reactorul de la Cernavodă a funcţionat exemplar, însă, la un factor de capacitate de peste 90%, ceea ce înseamnă că orele recomandate au fost atinse într-un timp mai restrâns. Totuşi, după o inspecţie profundă, s-a constatat că e sigur ca reactorul să funcţioneze până în 2027, când ar trebui oprit şi ar urma să intre într-un proces de retehnologizare profundă, pentru a putea funcţiona încă 30 de ani înainte, în faza doi a ciclului său de viaţă.

Ce se uzează cel mai mult într-un reactor CANDU şi necesită înlocuirea după 30 de ani? E o întrebare crucială, întrucât durata de viaţă de 30 ani e mai scurtă decât cea a altor reactoare construite în aceeaşi ani sau a reactoarelor mai noi. Ei bine, reactoarele mai uzuale sunt de tip PWR, adică folosesc apă presurizată, şi folosesc un singur vas de presiune uriaş cu întregul miez efectiv în interior. În el se conţine atât combustibilul nuclear, cât şi apa uşoară cu rol dublu, de agent de răcire şi de moderator al reacţiei, presiunea interioară fiind imensă, de circa 155 bari. Apa de aici e numită uşoară” pentru că e în starea sa fizică şi chimică normală.

Foto: Instalarea vasului de presiune uriaş, de 500 tone, în interiorul unui reactor PWR obişnuit în timpul construcţiei sale

Reactoarele CANDU, însă, sunt reactoare de tip PHWR, adică presurizate, cu apă grea, iar noţiunea de apă grea vine de la faptul că în ea cei doi atomi de hidrogen sunt înlocuiţi de deuteriu, un izotop al hidrogenului creat în urma reacţiilor de fisiune nucleară, foarte util mai nou în experimentele de fuziune nucleară. Apa grea, cu acest deuteriu în conţinutul său, e cea care, în acest reactor, asigură şi rolul de moderator, şi cel de agent de răcire. Şi acest specific derivă, de fapt, din construcţia diferită a unui reactor CANDU, care nu are un vas imens mare sub presiune, ci 380 de vase verticale mici, subţiri, care devin efectiv canale de presiune, toate aceste canale traversând vasul calandrie mare, care le conţine. Doar reactoarele CANDU şi altele PHWR au un asemenea vas calandrie, deci. Asta îi permite reactorului ca presiunea mare să fie menţinută în cele 380 de canale individuale, în timp ce vasul calandrie care le conţine operează la presiune mult mai joasă. Iar un alt avantaj imens e că un reactor CANDU poate fi realimentat în timpul funcţionării sale prin introducerea treptată de combustibil în fiecare din aceste canale, în timp ce un reactor PWR trebuie oprit.

Foto: Vasul calandrie dintr-un reactor CANDU

Această diferenţă constructivă face ca şi combustibilul nuclear necesar să fie diferit. Un reactor PWR funcţionează cu apă uşoară care absoarbe mulţi neutroni în procesul de operare, iar asta induce necesitatea de a folosi uraniu îmbogăţit U-235, la aproximativ 3-5%. Reactoarele CANDU, însă, au deja apă grea cu deuteriu în ea, care nu absoarbe aproape deloc neutroni, iar asta face posibilă operarea fără uraniu îmbogăţit, în locul lui fiind folosit uraniul natural, la 0,7% izotop fisionabil. E un avantaj de independenţă strategică şi energetică uriaş, întrucât prepararea combustibilului pentru un reactor CANDU e mult mai simplu şi e făcută în România, în timp ce un reactor PWR putea face ţara dependentă de puţinele ţări care produc uraniu îmbogăţit. Şi, bineînţeles, există şi un avantaj major de cost.

Foto: Producţie de combustibil nuclear în România

Ei bine, anume aceste 380 tuburi interne reprezintă partea cea mai complexă a reactorului, dar tot ele dau avantajul de a putea fi schimbate, resetând în mare parte „ceasul” reactorului, or, ele sunt componentele cele mai puternic iradiate şi cele mai supuse uzurii. Şi aceste 380 de turburi, cu tot cu 380 de canale de combustibil către ele şi 760 conducte feeder cu alte elementele aferente vor fi înlocuite în cadrul modernizării profunde de la Cernavodă.

Proiectul e dirijat tot de Ansaldo, cei care au muncit şi în faza de construcţie la Cernavodă, iar asta e un avantaj major, întrucât există experienţa proprie şi o cunoaştere profundă a tuturor sistemelor care s-au instalat iniţial. Doar că, pe lângă înlocuirea acestor componente esenţiale din reactor, se vor face mult mai multe lucrări de modernizare la Cernavodă, începând de la ranforsarea elementelor de protecţie şi structură din jurul reactorului, până la modernizarea bazinelor de combustibil uzat şi implementarea noilor sisteme de gestiune a eventualelor incidente. Vor fi înlocuite şi toate cele 4 generatoare diesel de rezervă, întrucât cele vechi şi-au atins durata maximă de viaţă şi trebuie înlocuite cu altele noi, chiar dacă orele de funcţionare ale celor vechi nu au fost foarte mari.

Turbina cu abur va primi de asemenea o retehnologizare majoră, derulată de Arabelle Solutions. Vor fi înlocuite efectiv componente interne majore, rotor, diafragme şi primele 4 trepte ale turbinei de înaltă presiune. Şi sistemul electrohidraulic de control al turbine va fi înlocuit. Actualul sistem e un GE Mark II, care nu mai e produs din 1988. Se va trece la un Mark Vie mult mai modern.

Iar aici întră în rol şi elveţienii şi suedezii de la ABB, care vor reface întregul sistem electric şi control al electronic al unităţii 1, creierul care echilibrează producţia şi gestionează livrarea în reţea şi elementele de siguranţă ale centralei. Unitatea 1 va beneficia astfel de un sistem ABB Ability System 800xA, care acoperă funcţie de control distribuit al tuturor modulelor centralei, funcţia de management al incidentelor şi deconectări de urgenţă, dar şi protecţie de securitate cibernetică. Acelaşi sistem va gestiona şi generatoarele de rezervă. Odată cu asta, Unitatea 1 va renunţa la cele două calculatoare principale redundante de control, care au o durată de viaţă depăşită şi care reprezentau una din cele mai mari vulnerabilităţi, întrucât nu mai existau componente electronice pentru actualizarea lor separată.

Cei de la ABB nu au fost aleşi întâmplători aici, or, unitatea 2, inaugurată mult mai târziu, a beneficiat de sisteme similare ABB de la acel moment, care şi-au demonstrat fiabilitatea exemplară.

Toată modernizarea de la Cernavodă era estimată iniţial să coste aproximativ 1,9 miliarde euro fără TVA, dar actualizările ulterioare plasează costul realist la aproape 3 miliarde de euro, cu recomandarea de a avea şi o rezervă de 0,5 miliarde pentru inflaţie şi devieri de preţuri. E o sumă mare, dar e circa 2 ori mai mică decât construcţia unei centrale noi. Iar dacă luăm în considerare că un reactor CANDU de la Cernavodă produce anual circa 5,1 TWh de electricitate, cei 30 de ani de durată de viaţă pe care-i va câştiga datorită modernizării vor însemna circa 153 TWh de electricitate produsă constant. Doar dacă am luat în considerare un preţ de doar 50 euro/MWh, această cantitate de energie s-ar traduce în 7,65 miliarde de euro. Însă în ultimii ani Cernavodă a livrat electricitate în sistem la peste 100 euro/MWh, ceea ce ar dubla suma de mai sus. Deci, e clar că situaţia actuală cu preţul uriaş la electricitatea livrată nu e neapărat dictată de costuri mari de operare. Iar acel combustibil mai simplu folosit de Cernavodă s-a tradus în prima jumătate de an 2026 în doar 5,3 euro/MWh, conform rapoartelor Nuclearelectrica.

Ei bine, toate aceste renovări despre care vorbim derulează acum pe părţile care nu sunt foarte intrusive în activitate, iar în toamna anului viitor, la 30 septembrie 2027, Unitatea 1 de la Cernavodă ar urma să fie oprită total pentru modernizările profunde. Modernizarea va dura 3 ani, până în 2030, iar faza a doua a ciclului de viaţă la unitatea 1, de 30 de ani suplimentari, va însemna o funcţionare garantată între 2030 şi 2060.