НовостиМакроDeep Isolation и Halliburton объединились, чтобы адаптировать технологии бурения для решения проблемы ядерных отходов

Deep Isolation и Halliburton объединились, чтобы адаптировать технологии бурения для решения проблемы ядерных отходов

Автор: Fortune Crypto·

Ключевые выводы

  • Deep Isolation и Halliburton сотрудничают на демонстрационной площадке в центральном Техасе, тестируя захоронение контейнеров с ядерными отходами примерно на глубине 2 миль с использованием современных направленных технологий бурения, разработанных нефтяной отраслью.
  • Более 95,000 метрических тонн отработанного ядерного топлива сейчас хранятся во временных хранилищах в более чем 30 штатах США, при этом постоянного объекта захоронения не действует, а проект Yucca Mountain фактически застопорился.
  • Halliburton должна пробурить первую испытательную вертикально-горизонтальную скважину в начале следующего года, чтобы доказать, что контейнеры с отходами весом 5,000 фунтов можно размещать и извлекать на глубине в тысячи футов.
  • Федеральный Nuclear Waste Policy Act в настоящее время ограничивает лицензирование постоянного захоронения ядерных отходов площадкой Yucca Mountain, создавая серьезное регуляторное препятствие, которое пытаются решить администрация Трампа и Конгресс.
  • Deep Isolation вышла на OTCQB в июле с капитализацией почти $300 млн и недавно получила три гранта DOE для изучения ИИ-поддержки отбора площадок под захоронение отходов.
Deep Isolation и Halliburton объединились, чтобы адаптировать технологии бурения для решения проблемы ядерных отходов

В центральном Техасе, недалеко от города Кэмерон с населением 5,300 человек, грунтовая дорога ведет мимо охранных ворот с табличкой «Watch out for the cows». Предупреждение буквальное: коровы нередко перекрывают дорогу, задерживая посетителей, направляющихся к огромной нефтяной буровой установке. Сотрудник в красном комбинезоне Halliburton и шлеме добавляет еще одно предупреждение: остерегаться змей и скорпионов. «Я не пытаюсь вас напугать; это просто часть инструктажа», — говорит он.

Это Deep Borehole Demonstration Center — площадка, где работает партнерство между стартапом в сфере ядерных отходов Deep Isolation Nuclear, лидером нефтесервисного рынка Halliburton и другими участниками. Их общая цель — решить проблему утилизации ядерных отходов в США как раз к началу возрождения атомной энергетики следующего поколения, которое подпитывается строительным бумом дата-центров для ИИ, а спрос на электроэнергию уже побудил такие крупные технологические компании, как Microsoft, Amazon и Google, объявить о сделках в сфере атомной энергетики.

Партнеры намерены использовать современные направленные технологии нефтяного бурения, чтобы навсегда захоранивать радиоактивные отходы — примерно на глубине 2 миль — в специально разработанных контейнерах весом 5,000 фунтов.

«Чтобы у нас был хороший путь для новой атомной энергетики, мы должны позаботиться об отходах», — сказал CEO Deep Isolation Род Балцер. «Мы можем уйти вдвое глубже, чем типичное [горнодобывающее] хранилище ядерных отходов, а затем следовать за пластом, который не соприкасался с поверхностью уже миллион лет».

Масштаб проблемы отходов

На сегодняшний день более 95,000 метрических тонн отработанного ядерного топлива — и эта цифра растет — находятся на временном хранении примерно на 80 площадках в более чем 30 штатах, при этом постоянных объектов для захоронения нет. Атомная энергетика сейчас обеспечивает примерно 19% электроэнергии США, а значит, проблема отходов напрямую связана с существенной частью текущего энергобаланса страны — не только с будущими реакторами.

Десятилетиями продолжающаяся попытка создать спорное общенациональное хранилище отходов в пустыне Невады на Yucca Mountain в основном провалилась, и федеральные власти по-прежнему пытаются определить дальнейшие шаги. В глобальном масштабе только Финляндия получила лицензию и построила глубокое геологическое хранилище для отработанного ядерного топлива — объект Posiva в Онкало, запуск которого ожидается примерно в 2025 году, — что подчеркивает, насколько США и большинство других стран отстают в вопросе постоянного захоронения. В июле Министерство энергетики США (DOE) назвало пять штатов — Айдахо, Луизиану, Оклахому, Теннесси и Юту — финалистами для «Nuclear Lifecycle Innovation Campuses», ориентированных на переработку ядерного топлива и обращение с отходами. Даже если переработка окажется жизнеспособной, остаточные отходы все равно придется утилизировать.

Deep Isolation считает, что у компании есть решение: бурить скважины рядом с атомными станциями — или где угодно еще — для безопасного захоронения. «Вы можете разместить это там, где отходы образуются», — сказал Балцер.

Связать две отрасли

Идея объединить технологии нефтяного бурения и обращения с ядерными отходами впервые рассматривалась около 40 лет назад, но тогда технологии и экономика проекта были неподходящими. Сейчас к ней возвращаются, отчасти благодаря достижениям энергетического сектора в бурении гораздо более длинных скважин, включая горизонтальное бурение, чтобы извлекать больше нефти из геологических пород.

Ключевая особенность подхода Deep Isolation заключается в том, что захороненные контейнеры с ядерными отходами можно извлечь в случае чрезвычайной ситуации.

Балцер рассказал Fortune, что в ядерной отрасли никто по-настоящему не осознавал масштаб технологического прогресса в нефтяном бурении за последние 10–20 лет. «Все в нефтегазе говорили: “Мы делаем это каждый день”», — сказал он. «А в ядерной отрасли все говорили: “Ничего себе, я и не знал, что это можно сделать и потом извлечь. Это потрясающе”. Мы поняли, что между отраслями был разрыв — они просто не разговаривали друг с другом».

Джесси Слоун, исполнительный вице-президент по инженерии Deep Isolation, сказал, что время имеет критическое значение по мере обострения гонки в сфере ИИ. Администрация Трампа, в конце концов, взяла обязательство увеличить производство атомной энергии в четыре раза к 2050 году.

«Нельзя этого сделать, не ответив на вопрос: “Хорошо, а что вы будете делать с отходами?”» — сказал Слоун.

Этап демонстрации

В начале следующего года Halliburton пробурит первую испытательную скважину — с использованием сверхкрупного бурового долота — чтобы уйти на тысячи футов под землю как вертикально, так и горизонтально. Затем будет продемонстрировано, что кран может снова опуститься в скважину и извлечь каждый контейнер по одному.

«Ядерное сообщество действительно хочет увидеть, как мы физически делаем что-то в масштабе и на глубине, прежде чем оно действительно поддержит это и поймет, насколько это на самом деле просто», — сказал Энди Гриффит, исполнительный директор демонстрационного центра и бывший заместитель помощника министра по ядерной энергетике в DOE.

«Даже сейчас люди говорят: “Ну, не знаю, это так рискованно. Что, если все застрянет? Что, если уплотнение не сработает?”» — продолжил Гриффит. «А люди из нефтегазовой отрасли говорят: “Это не проблема”. Но тем, кто с этим не знаком, нужно увидеть это в действии. Именно это мы здесь и делаем. Думаю, после этого они будут более открыты».

Шельфовый нефтяной бум был во многом революционизирован за счет вертикального, а затем горизонтального бурения, чтобы глубже проникать в недра и разрушать больше сланцевых пород, высвобождая находящиеся внутри жидкости. В данном случае будут применены те же методы — за исключением того, что они должны увести контейнеры с ядерными отходами дальше от поверхности и устья скважины.

Распространенное заблуждение, в том числе и в самой нефтяной отрасли, состоит в том, что вертикально-горизонтальное бурение означает форму буквы «L». На практике скважина может быть пробурена почти на 1 милю в глубину, а затем постепенно искривляться примерно на 4 градуса каждые 100 футов.

«Это очень плавный изгиб», — сказал Гриффит. «Если смотреть на изгиб в 4 градуса на 100 футов, в любом отдельном участке не видно, что он искривляется, потому что изгиб очень постепенный».

Инженерные сложности

Хотя нефтяная отрасль сейчас регулярно бурит горизонтальные скважины длиной 4 мили, воспроизвести этот результат для утилизации ядерных отходов — непростая инженерная задача.

Обычная нефтяная скважина у нижней части обычно имеет ширину около 8 дюймов. Для скважины под ядерные отходы диаметр должен составить примерно 22 дюйма — почти втрое больше стандартного. Это означает, что сначала нужно использовать более крупное буровое долото, а затем вернуться в скважину с инструментом под названием «hole opener» — как следует из названия, он расширяет диаметр.

Джейсон Форман, региональный менеджер Halliburton по Северной Америке, назвал эту задачу одновременно «интересной» и «увлекательной».

«Мы бурим скважины по всему миру в различных комбинациях сложностей и делаем это каждый день», — сказал Форман Fortune. «Этот проект собирает их все вместе, и это делает его уникальным вызовом».

«Это сочетание глубины, к которой мы идем, отклонения ствола, горизонтальной скважины, диаметра ствола и абразивной породы, через которую мы проходим», — продолжил он. «Все это вместе создает уникальную задачу, которую, насколько мы знаем, раньше еще не решали».

Бурение скважин для этих 15-футовых контейнеров с ядерными отходами стоит дорого. Но Deep Isolation делает ставку на то, что экономика окажется значительно выгоднее, чем строительство гигантских хранилищ вроде Yucca Mountain.

Форман признал, что Halliburton сравнительно недавно работает в ИИ- и ядерной отраслях, но подчеркнул, что по сути речь по-прежнему идет о «строительстве скважин». Ядерная энергетика — это «еще один источник энергии», а Halliburton работает в энергетическом бизнесе, сказал он. «С нашей точки зрения, это скважина. В этом рынке они выходят в сферу, в которой Halliburton живет и дышит».

История компании и рост интереса

Deep Isolation была основана десять лет назад Лиз Мюллер и ее отцом-физиком Ричардом Мюллером. В 2018 году они пригласили Балцера, давнего руководителя в сфере ядерных отходов, присоединиться к ним.

В 2024 году Лиз Мюллер передала должность CEO Балцеру — как раз в момент, когда набирался импульс, — чтобы запустить сестринскую компанию Deep Fission, которая также разрабатывает малые модульные ядерные реакторы, предназначенные для подземной эксплуатации.

В июле Deep Isolation вышла на внебиржевой венчурный рынок OTCQB с капитализацией почти $300 млн. Однако компании по-прежнему необходимо завершить демонстрационный проект, привлечь дополнительный капитал и разобраться с регуляторными вопросами, прежде чем она сможет масштабироваться, признал Балцер.

«После 25 лет работы на завершающем этапе ядерного топливного цикла с отходами я еще никогда не видел такого уровня интереса», — сказал Балцер.

В прошлом месяце DOE выбрало Deep Isolation для трех грантов вместе с Lawrence Berkeley National Laboratory и University of South Carolina в рамках инициативы администрации Трампа «Genesis Mission», направленной на использование ИИ для «энергетического доминирования». В этих проектах изучается ИИ-моделирование для оптимального отбора и проектирования площадок под захоронение ядерных отходов.

Регуляторные и политические препятствия

Несмотря на этот прогресс, самым серьезным препятствием может оказаться федеральный Nuclear Waste Policy Act, который фактически запрещает выдачу лицензий на постоянное захоронение ядерных отходов за пределами Yucca Mountain — проекта, который сейчас практически нежизнеспособен. Администрация Трампа и Конгресс активно обсуждают возможные решения. С 2015 года DOE также продвигает процесс выбора площадок на основе согласия сообщества, предлагая территориям добровольно принять промежуточные хранилища, однако эта инициатива пока не привела к появлению лицензированной площадки.

Путь вперед не прост. Хотя отношение к атомной энергетике снова становится более благоприятным, многие сообщества по-прежнему скептически относятся к размещению у себя атомных станций, не говоря уже об объектах по захоронению ядерных отходов. Именно поэтому концентрировать хранение отходов в сельских районах Невады долгое время считалось наименее конфликтным вариантом.

Кроме того, безопасность подхода Deep Isolation еще предстоит окончательно доказать, даже если на бумаге концепция выглядит убедительно.

Международные перспективы и сроки

Балцер признал, что Deep Isolation, возможно, придется реализовать свой первый коммерческий проект за пределами США. Компания активно взаимодействует с Болгарией и другими потенциальными партнерами. Первый проект — где бы он ни был расположен — вряд ли начнет работу раньше начала 2030-х годов. Этот срок все еще может совпасть с ожидаемым возрождением атомной энергетики, если к тому времени в США будет реформирована регулирующая система.

«Мы хотим привезти сюда наши сообщества, наших регуляторов, дать им все проверить и посмотреть, как это работает», — сказал Балцер.

А пока посетители Deep Borehole Demonstration Center в центральном Техасе могут увидеть все своими глазами — если не забудут по дороге следить за коровами, змеями и скорпионами.

Эта статья впервые была опубликована на Fortune.com