Amerikai-magyar nukleáris együttműködések lehetőségei, különös tekintettel a kis moduláris reaktor projektekre 

 Ahogy arról írtam 2024. októberi cikkemben a Portfolió hasábjain is, az Amerikai Egyesült Államokban radikális változás következett be az atomenergetikai projektek energiapolitikai és társadalmi megítélésében, amikor egy évvel ezelőtt a nagy technológiai cégek, a Google, a Microsoft és az Amazon Web Services jelentős invesztíciókat jelentett be kis moduláris reaktorokat fejlesztő cégekbe. Az első ránézésre meglepő fejlemények azóta tovább fejlődtek, és ma még inkább látható, hogy miért lényegesek ezek a fejlesztések. Írásomban azt foglalom össze, hogy az informatikai technológiai szektor és a mesterséges intelligencia alkalmazások miért hajtják fel az új atomerőművi kapacitások iránti igényeket, hogyan kapcsolódhat ez a magyar-amerikai együttműködésekhez, és mit profitálhat ebből a magyar gazdaság. 

Néhány nappal ezelőtt, 2025. október 29-én az Országos Fizikatanári Ankéton tartottam előadást, ahol ezt a témakört is érintettem, kölcsönveszek hát néhány fóliát az előadásomból. 

Az OECD Nemzetközi Energia Ügynöksége (OECD IEA) 2025 tavaszán publikált egy nagyon érdekes jelentést, amelyben azt vizsgálta, hogy a mesterséges intelligencia alkalmazások fejlesztése és üzleti elterjedése milyen hatással lehet a világ energiafelhasználására. A tanulmány kiválóan bemutatja, hogy 2022 novemberétől (a ChatGPT megjelenésétől) 2024 végéig, tehát kb. 2 év alatt az S&P 500 tőzsdei listán szereplő vállalatok piaci kapitalizációja növekedésének 65%-át mesterséges intelligencia fókuszú vállalatok értékének növekedése okozta. Ugyan az egyéb vállalatok tőzsdei értéke is növekedett, de a mesterséges intelligenciát alkalmazó cégek növekedése sokkal nagyobb volt. Meglehetősen nagy a hajtóerő tehát a technológiai szektorban, hogy a vállalatok mesterséges intelligencia alapú szolgáltatásokat kínáljanak a piac számára, vagy ilyen módszereket és alkalmazásokat építsenek be az üzleti folyamataikba. 

 A mesterséges intelligencia alkalmazása azonban energiát igényel, méghozzá sok energiát.  

A következő fólia baloldali ábrája jól mutatja, hogy a ChatGPT vagy más fejlettebb, mesterséges intelligencia alapú algoritmusok futtatása arányaiban sokkal több villamos energiát igényel szerveroldalon, mint egy egyszerű Google keresés. Fajlagosan itt 10-20 vagy akár 30-szoros növekedés várható egyetlen keresésre, ha azt mesterséges intelligencia algoritmus segítségével hajtjuk végre.  

A jobb oldali ábra a Nature folyóirat egyik cikke alapján azt mutatja, hogy 1000 darab bonyolultabb elemzést igénylő mesterséges intelligencia alapú lekérdezés a szerver oldalon annyi villamos energiát igényelhet, mint egyetlen laptop 20 órás működtetése. Ez hatalmas energia, ami a felhasználó számára direktben nem jelenik meg, ugyanakkor az energiaellátás szempontjából nagyon komoly kihívás elé állítja azokat a cégeket, amelyek az ilyen algoritmusok kiszolgálását végző szerverfarmok telepítésével és működtetésével foglalkoznak.  

Globálisan a szerverfarmok működtetése 2024-ben a világ teljes villamosenergia-fogyasztásának 1,5%-át tették ki, de itt a következő években radikális növekedés várható. Az egyre nagyobb és egyre koncentráltabb szerverfarmok működtetése a mostani éves 400 TWh villamos energia helyett akár 1000 TWh-t meghaladó villamosenergia-mennyiséget is igényelhet 2030-ra. Márpedig a szerverfarmokat folyamatosan el kell látni energiával, 0-24-ben, az év 365 napján. A felhasználók nem akarják lekérdezéseiket a nap- és/vagy szélenergia rendelkezésre állásához kötni, így a szerverfarm üzemeltetők arra készülnek, hogy a rendszereiket folyamatosan el tudják látni zsinórárammal.  Ez a szerverfarm működtetés bizonyos helyszíneken komoly lokális villamosenergiaigény-növekedést generál: Európában pl. Írország jelenlegi áramfogyasztásának 20%-a szerverfarmok működtetésére fordítódik, míg az USA Virginia állama (mint egy kiemelt szerverfarm helyszín) áramfogyasztásának 25%-át fordítja ilyen célokra. Az USA-ban van olyan adatközpont, aminek a villamos teljesítmény-igénye közel 5000 MW! (Csak viszonyításképpen, a paksi atomerőmű mostani 4 blokkjának együttes teljesítménye 2000 MW, és Magyarország éves villamosenergia-igényének több, mint harmadát biztosítja. 5000 MW zsinórtermelés gyakorlatilag megegyezik hazánk éves villamosenergia-igényével.) 

A nagy abszolút számok és a nagy növekedési potenciál nyilván arra sarkallja a technológiai cégeket, hogy megoldást találjanak erre a kihívásra, és hosszú távon biztosítsák a szerverfarmok olcsó, karbonsemleges zsinórárammal való ellátását. Márpedig ha karbonsemleges és zsinóráramról beszélünk, akkor ott érdemben csak az atomenergia jöhet szóba.  

Emiatt számos technológiai cég, pl. a Google, az Amazon és a Microsoft is jelentős atomenergetikai beruházásokba kezdett az USA-ban. Üzembe helyeznek korábban leállított atomerőművet, új blokkok építésében gondolkodnak, de egyes cégek kis moduláris reaktorok (small modular reactor, SMR technológiák) fejlesztésébe is beszálltak kockázati tőke befektetőként, hogy biztosítsák maguknak a technológiai elsőbbséget.   

Miért SMR-ek?

Egyrészről a nagy, 1000 MWe teljesítményű reaktorok piacára belépni nagyon bonyolult. Néhány nagy gyártó maradt csak ezen a világpiacon (az amerikai Westinghouse, a francia EdF-Framatome, az orosz Rosatom, a dél-koreai KHNP-KEPCO és kínai cégek). De szembe kell nézni azzal, hogy a nagy atomerőművek építési piacára belépni nagy befektetést és komplex kompetenciákat igényel, a nagyberendezések gyártásához szükséges nehézipari kapacitásokat pedig az USA, de számos nyugat-európai ország is elveszítette (a franciákat kivéve). A nagy erőmű építések hosszú időigénye komoly üzleti és finanszírozási kockázatokat rejteget. Egyszerűbbnek és finanszírozhatóbbnak tűnik kis moduláris reaktorok fejlesztésébe fektetni, ha egy energetikai mérnöki cég fejével gondolkodunk. A kis moduláris reaktorok a tőkepiac számára is attraktívak, mert hihetőbb, hogy egy új kis reaktor technológiából a piacon értékesíthető erőmű lesz, mint egy nagy erőmű esetében. Hogy ez a hiedelem aztán majd beváltja-e a reményeket, az egy más kérdés, de minden esetre a helyzet az, hogy mintegy 100 különböző SMR projekt fejlesztése forog jelenleg a nagyvilágban, számos start-up cég alakult a területen, miközben hasonló intenzitású fejlesztés a nagy atomerőművek területén nem látszik.  

Ahogy arról korábban írtam már, SMR-nek a nemzetközi terminológia szerint tipikusan a 10 MWe feletti és 300 MWe alatti villamos teljesítményű modulárisan építhető reaktorokat nevezzük (bár a teljesítményhatárok nem jelentenek szigorú korlátot).  

Az SMR-ekkel kapcsolatos alapvető elvárás, hogy a nagy atomerőműveknél sokkal gyorsabban, akár 3-4 év alatt megépíthetőek legyenek. Ennek alapvető célja, hogy a projekt finanszírozási kockázatai és költségei sokkal kisebbek legyenek, és a létesítmény a beruházói döntést követően gyorsabban legyen üzembe helyezhető. A gyorsabb építés záloga, hogy az erőmű modulokból legyen összeépíthető, hogy a tevékenység jelentős része egy gyártóműbe vihető legyen, ahol a gyártás-összeszerelés folyamata hatékonyabb és kontrollálhatóbb. Ezzel a telephelyi építési tevékenység idő- és munkaigénye jelentősen csökkenthető. A modularitás másik előnye, hogy a létesítmény jobban skálázható, és üzemeltetése során is rugalmasabb lehet, mint egy nagy létesítmény.  

Az SMR-eknél tervezési cél, hogy a reaktorberendezésbe integráljanak olyan berendezéseket (pl. a keringető szivattyúkat, a gőzfejlesztő berendezéseket), amelyek a nagy erőműveknél külön berendezések. Az integrált kialakítás előnye, hogy a reaktorberendezés telephelyre kiszállítva már készen van, nem kell az összehegesztésével a telephelyen foglalkozni. Az integrált kialakítás adott esetben a hűtési funkció természetes áramlással történő megoldását is lehetővé teszi, így az üzemeltetés, valamint az üzemzavarok kezelése is új mérnöki alapokra helyezhető. 

A modularitás aspektusai

A moduláris kialakítás azt is lehetővé teszi, hogy 100-300 MWe teljesítményű egységekből többet egymás mellé telepítve akár egy nagyobb erőmű  is megépíthető, ha az adott telephelyen erre van szükség.  

Az amerikai nuScale koncepció 77 MWe egységekből áll, a reaktorok egymás mellé kerülnek egy nagy vizes medencébe, az egyes reaktormodulokhoz különálló turbina egységek kapcsolódnak. A reaktortartályok vizes környezete lehetővé teszi, hogy akár egy üzemzavari helyzetet is le tud kezelni a berendezés emberi beavatkozás nélkül, akár napokon keresztül. Ez nagyon robusztus kialakítást tesz lehetővé.  

A dél-koreai iSMR koncepció is egymás mellé helyezett reaktormodulokból áll, itt az egyes reaktorok nem víz alatt helyezkednek el, száraz aknákban, de a nuScale-hez hasonlóan egymás mellett vannak elhelyezve.  

Egy másik amerikai koncepció, a GE-Hitachi Vernova BWRX-300 reaktora 300 MWe teljesítményű egységekből áll. Itt az egyes reaktorblokkok teljesen különállóak, önálló erőművek, de a 300 MWe egységekből több is elhelyezhető egy adott telephelyen (úgy képzeljük ezt el ezek egymás melletti elhelyezését, mint a mostani paksi blokkokat; egyébként a 300 MWe nem is sokkal kisebb, mint egy mostani paksi VVER-440 blokk 500 MWe teljesítménye).  

Mi hajtja ezeket a fejlesztéseket?

Több dolog is felsorolható: 

• Ahogy fentebb említettem, szükség van a karbonsemleges zsinóráramra a gazdaság számos területén. 
• A technológiai szektorban van szabad pénz kutatás-fejlesztésre, és szükség van új energiaellátási megoldásokra, így a nukleáris innováció szükségszerűsége jól indokolható a tőkepiacokon. 
• Olyan technológiák kellenek, amelyek gyorsabban telepíthetőek, mint a nagy atomerőművek. Egy naperőmű 1,5 év alatt megépíthető. Egy kombinált ciklusú gázturbinás erőmű 4 év alatt felépíthető. Ehhez kellene felzárkóznia az SMR projekteknek.  
• A fosszilis energiahordozók kivezetésével, ezen belül is a szén kivezetésével számos barna mezős ipari telephely ellehetetlenül világszerte. Márpedig ezek az erőművek nagyon sok helyszínen az ipar gerincét adják, villamos energiával és hővel látva el a helyi ipari üzemeket és a lakosságot. Az erőmű és a körülötte lévő ipar munkát ad a lakosságnak és adóbevételeket biztosít az önkormányzatoknak, valamint a központi kormányzatnak. Ezeknek a szénerőműveknek a végleges leállítása sok régió ellehetetlenülését okozná. Az USA-ban 2025 végéig közel 30.000 MWe szénerőművi kapacitást állítottak le. Emiatt is folynak intenzív vizsgálatok az USA-ban is, hogy hogyan lehet a szénerőműveket SMR-ekkel kiváltani (ld. a lenti diát). 

Ugyanakkor van itt egy nagyon fontos kérdés, ami a kis-közepes országok számára, mint amilyen hazánk is, tulajdonképpen az első számú kérdés: az engedélyezés rendszere!

Az SMR-ek elterjedésének kulcsa ugyanis a hatékony engedélyezési rendszer! 

Mit értek ez alatt? Az SMR technológiák akkor fognak tudni elterjedni, ha nem az Európában most megszokott módon engedélyezzük őket, hanem úgy, ahogy az pl. az USA-ban vagy éppen az Egyesült Királyságban lehetséges. Szükség van arra, hogy egy erőművi konstrukcióra típusengedélyt lehessen szerezni, adott esetben még azelőtt, hogy egy konkrét erőmű építési projekt, konkrét telephellyel eldőlt volna. Ha a típust engedélyeztetni tudja a technológia szállítja vagy a jövőbeli működtető (engedélyes), majd a megszerzett engedély birtokában indulhat meg az erőmű építése, akkor maga az építési projekt már mentesítve van attól a kockázattól, hogy esetleg amiatt csúszik a projekt, mert a részletes tervezést az építés során végzik, és ebben a folyamatban felmerül valamilyen műszaki-engedélyezési probléma. Ha van típusengedélyezés és a részletes műszaki tervezést lebonyolítják az erőmű építésének megkezdése előtt, akkor az engedélyezési műszaki problémákat is rendezni lehet, még az építés megkezdése előtt, így a beruházást érintő nagyobb pénzügyi kockázatok jelentésen csökkenthetők. 

Ebből a sémából az is következhet, hogy ha egyszer egy típus egy adott országban típusengedélyt kapott és nem változtatnak a terveken, akkor ténylegesen sorozatgyártás is lehetséges. A sorozatgyártást úgy is érteni kell, hogy akár több telephelyre ugyanazt az erőművet lehessen megépíteni, a tervek és a típusengedély módosítása nélkül.  

Ebben az engedélyezési sémában, a típusengedélyezésben, továbbá az egyben kiadott nagyobb engedélyezési csomagokban az Amerikai Egyesült Államokban nagyon sok tapasztalat gyűlt össze, így lehet tőlük tanulni. Az amerikai-magyar nukleáris együttműködés egyik kulcseleme lehet az ezzel kapcsolatos tudásátadás, és az amerikai engedélyezési tapasztalatok hazai hasznosítása.  

Milyen SMR-ek jöhetnek szóba Magyarország számára?  

A világ SMR fejlesztési tájképe nagyon színes, az OECD Nukleáris Energia Ügynöksége közel 100 különböző SMR koncepciót jegyez. Ezek mind a teljesítmény, mind a működési hőmérséklet, mind a fejlettségi-megtervezettségi szint szempontjából rendkívül diverz képet mutatnak.  

Az alábbi ábra ezt a diverz tájképet szemlélteti. A magas hőmérsékletű reaktorok bizonyosan lényeges szerepet játszhatnak majd az ipari (vegyipari, nehézipari stb.) hőigények kiszolgálásában, de engedélyezésük, tesztelésük és létesítésük bonyolultabb lesz. Emiatt inkább az várható, hogy rövid-középtávon a könnyűvíz hűtésű és könnyűvíz moderálású reaktoron alapuló SMR-ek fognak először elterjedni, és az olvadt fémmel, magas hőmérsékletű gázzal vagy éppen sóolvadékkal hűtött (egzotikus hűtőközeggel működtetett) reaktorok széles körű alkalmazása később fog megtörténni.  

A fentieket is szem előtt tartva mindenképpen részletes értékelést érdemelnek az alábbi reaktorok: 

Az amerikai GE Hitachi Vernova által fejlesztett BWRX-300 típusú forralóvizes reaktor, amelynek prototípusa jelenleg már épül a kanadai Darlington atomerőmű telephelyén. A 4 blokkosra tervezett létesítmény első blokkja épül jelenleg, a teljes projekt költség- és ütemterve szerepel az alábbi ábrán.  

Az amerikai nuScale egy ún. integrált nyomottvizes reaktor, ami kompakt kialakításával és innovatív hűtési megoldásaival tűnt ki a mezőnyből. Az első demonstrációs projektet az USA-ban törölték, így nem valószínű, hogy ez lesz az első SMR Észak Amerikában. 

A Rolls-Royce SMR technológiát az Egyesült Királyságban fejlesztik, szerepel a brit atomenergetikai programban a short-list-en. 470 MWe blokkjaival fejlett villamosenergia-rendszerekbe is jól integrálható lesz. Fontos előnye, hogy európai típus, európai beszállítói lánccal, meghatározó szerepet játszhat az európai nukleáris lendületbe hozásában.  

Sok más típust is említeni lehetne, de ide beemelem még a dél-koreai fejlesztésű iSMR-t, mert a dél-koreai nehézipar megkerülhetetlen ma a fejlett világ atomenergetikájában. Az ország nem csak a saját reaktorok fejlesztésében és exportjában tűnik ki, hanem abban is, hogy amerikai nagy atomerőművek és SMR-ek főberendezéseit valójában Dél-Koreában tervezik legyártani.  

Mit profitálhat Magyarország egy amerikai-magyar nukleáris együttműködésből?

Az új technológiák fejlesztésében rengeteget.  

Az SMR-ek fejlesztéséből és alkalmazásából nem szabad kimaradni. Itt is ki kell építeni a beszállítói láncot, és mivel ezek kisebb létesítmények, a berendezéseik gyártása – megfelelő ipari felkészülés esetében – könnyebben lehet lokalizálható, mint a nagyerőműveké. Sok ilyen projekt várható, így aki időben beszáll ebbe az üzletbe, számos kapcsolódó projektben szerezhet meghatározó beszálllítói részesedést.  

Ahogy fentebb említettem, fontos lehetőség az amerikai nukleáris engedélyezési tapasztalatok hasznosítása.  

Európában a Westinghouse nagy atomerőművi blokkokkal új projekteket fog indítani, az ezekben való részvétel jó lehetőség lehet a magyar gazdaság, a magyar nukleáris szakmai számára is. És nem utolsó sorban említeni kell a friss atomerőművi üzemanyag gyártást-szállítást és a kiégett üzemanyagok átmeneti tárolását, amelyben USA vállalatok jelentős tapasztalatokkal, kompetenciákkal és kapacitásokkal bírnak. 

Megjegyzések:

2025. október 29-én az Országos Fizikatanári Ankéton tartottam előadást, ahol ezt a témakört is érintettem. A képek egy részét az előadásomból kölcsönöztem. A képek elkészítésében Biró Bence kollégám volt segítségemre, köszönet érte!

Jelen blogbejegyzés szerkesztett formában először a portfolio.hu-n jelent meg 2025. november 6-án, még Orbán Viktor és Donald Trump személyes találkozója előtt. A bejegyzés vagy annak részei csak a portfolio.hu-ra és a jelen blogbejegyzésre való hivatkozással idézhetők. 

 Az SMR boom témájáról beszélgettem Somodi-Solymos Eszterrel a SpiritFM Generátor című műsorában 2025. júliusában, amelynek videója itt tekinthető meg.