Rolls-Royceov SMR potrebuje 10,000-krat manj zemlje kot vetrno energijo, dokazuje "železni zakon o gostoti moči"

Prejšnji mesec je Rolls-Royce dejal, da pričakuje, da bo do leta 2024 prejel regulativno odobritev britanske vlade za svoj 470-megavatni majhen modularni reaktor in da bo začel proizvajati energijo v britanskem električnem omrežju do leta 2029.

Se bo to zgodilo? Čas bo povedal. Številni jedrski projekti in startupi so presegli predvidene datume uporabe. Toda Rolls-Royceova napoved je pomembna iz dveh razlogov. Prvič, dodaja več verodostojnosti ideji, da je globalna jedrska renesansa dejansko v teku. Drugič, Rolls-Royceova nova zasnova 470-megavatnega reaktorja kaže, da je jedrska energija zaradi svoje neprekosljive gostote moči edini način, da lahko proizvedemo električno energijo v velikem obsegu, hkrati pa ohranimo naravno okolje in zmanjšamo emisije toplogrednih plinov.

Zakaj? Gostota moči jedrskih elektrarn, ki jih namerava zgraditi Rolls-Royce, bo potrebovala 10,000-krat manj zemlje kot projekt vetra in približno 1,000-krat manj zemlje, kot jo bo zahteval sončni projekt. Zaradi svoje osupljivo visoke gostote moči bodo nove jedrske elektrarne potrebovale veliko manj virov, kot so zemlja, jeklo, neodim, baker in beton, kar dokazuje tisto, kar sem poimenoval železni zakon gostote moči. Več o tem v trenutku.

Če ste v srednji šoli preskočili fiziko (jaz sem), morda ne boste razumeli, zakaj je gostota moči pomembna. Ni problema. Tukaj je hiter primer. Energija (merjena v joulih ali Btu) je sposobnost opravljanja dela. Moč (merjena v vatih ali konjskih moči) je hitrost, s katero se delo opravi. Ne zanima nas energija. Kar hočemo, je moč. Ni nujno, da nas zanima, kakšna oblika energije (nafta, sonce, premog ali plin), ki se uporablja za premikanje našega avtomobila, zagon televizije ali kuhanje filet mignona, zanima nas le, da imamo moč, ki jo potrebujemo naše delo opravljeno. In posledica tega je tudi resnična: več kot imamo moči (računska moč, grelna moč, pogonska moč, kuhalna moč), več dela lahko opravimo.

Gostota moči je merilo pretoka energije, ki ga je mogoče izkoristiti iz dane površine, prostornine ali mase. To pomeni, koliko vatov lahko dobimo na kvadratni meter, liter ali kilogram. In to vodi nazaj do železnega zakona o gostoti moči. Koncept železnega prava sem si izposodil od avtorja in profesorja Univerze v Koloradu Roger Pielke Jr., ki je skoval železni zakon o podnebju, ki pravi, da bodo politiki in odločevalci, ko bodo prisiljeni izbirati med gospodarsko rastjo in podnebnimi ukrepi, vedno izbrali gospodarsko rast.

Železni zakon gostote moči je bratranec Pielkejevega edikta. Piše: nižja kot je gostota moči, večja je intenzivnost virov. Če se zanašate na vir nizke gostote energije, kot je koruzni etanol (0.1 vata na kvadratni meter) ali energija vetra (1 vat na kvadratni meter), morate preprečiti ta majhen pretok energije z velikimi vnosi drugih virov. Za etanol to pomeni uporabo veliko zemlje, gnojil in dizelskega goriva za pridelavo dovolj koruze za proizvodnjo pomembnih količin tekočega goriva. Lani je Dave Merrill, vrhunski poročevalec in analitik podatkov pri Bloombergu, poročal, da »Dve tretjini celotnega ameriškega energetskega odtisa je namenjena ... koruzi, pridelani za etanol. Potrebuje več zemlje kot vsi drugi viri energije skupaj." Merrill je ugotovil, da biogoriva (predvsem koruzni etanol) porabijo približno 80,000 kvadratnih milj, kar je območje večje od države Nebraska.

Vetrna energija ima enak problem kot etanol. Za proizvodnjo pomembnih količin električne energije projekti vetra zahtevajo velike površine zemlje in osupljive količine jekla, betona, bakra in redkih zemeljskih elementov. Te zahteve glede rabe zemljišč so eden od glavnih razlogov, da vetrna energija izpolnjuje tako oster odpor po vsej državi. Kot prikazujem v V bazi podatkov o zavrnitvah obnovljivih virov je približno 331 skupnosti po vsej državi od leta 2013 zavrnilo ali omejilo vetrne projekte.. Zadnja zavrnitev se je zgodila 5. maja v okrožju Crawford v Ohiu, kjer so zavrnili projekt vetra, ki ga je predlagalo podjetje Apex Clean Energy, ki je doživelo ostro nasprotovanje svojim projektom, vključno z zdaj mrtvimi Projekt Lighthouse Wind v New Yorku, ki naj bi pokrival okoli 20,000 hektarjev.

Kot pojasnjujem v svoji najnovejši knjigi, Vprašanje moči: elektrika in bogastvo narodov, na zgornji sliki pa nizka gostota energije vetrne energije pomeni, da bi za izpolnjevanje obstoječega povpraševanja po električni energiji v Ameriki samo z vetrnimi turbinami potrebna površina kopnega, dvakrat večja od Kalifornije. To je absurdna količina ozemlja, zlasti glede na to, da je v Kaliforniji skoraj nemogoče zgraditi vetrno energijo.

Kaj pa sončna energija? Ima večjo gostoto moči kot etanol ali veter - približno 10 vatov na kvadratni meter -, vendar tudi zahteva veliko vložkov materiala, vključno s polisilicijem, jeklom in bakrom. Zahteva tudi veliko zemlje, zato številne skupnosti po vsej državi zavračajo Big Solar.

Zdaj pa nazaj k Rolls-Royceu. 470-megavatni SMR podjetja bo stal približno 2.3 milijarde dolarjev in bo zahteval približno 10 hektarjev površine. To pomeni, da bo imela nova elektrarna gostota moči več kot 10,000 vatov na kvadratni meter. Tukaj je matematika: 470,000,000 vatov, deljeno s 40,489 kvadratnih metrov = 11,608 vatov na kvadratni meter. Če predpostavimo 90-odstotni faktor zmogljivosti (kar pomeni, da bo elektrarna 90 odstotkov časa delovala s polno močjo), to doseže 10,447 vatov na kvadratni meter. Da bo jasno, je to zelo visoka številka. Kot prikazujem na drugi grafiki neposredno zgoraj, je bila gostota moči nedavno zaprtega Indian Point Energy Center v Buchananu približno 2,000 vatov na kvadratni meter.

Rod Adams, vodilni analitik jedrske energije in založnik Atomski vpogledi in voditelj podcasta Atomic Show, je bikovski glede reaktorja Rolls-Royce. Dejal je, da ima podjetje denar in vladno podporo, ki bi mu morala omogočiti uspeh in gradnjo novega SMR. "To je tehnično izpopolnjeno podjetje z desetletnimi izkušnjami pri gradnji zapletenih strojev, vključno z letalskimi motorji in jedrskimi elektrarnami za podmornice," mi je povedal v četrtek.

Še en pozitiven znak: britanski premier Boris Johnson močno objema jedrsko energijo. V začetku tega meseca je med obiskom angleške jedrske elektrarne Hartlepool dejal, da je jedrska jedrska jedrska jedrska elektrarna "absolutno ključnega pomena, da se odvadimo od fosilnih goriv, ​​vključno z rusko nafto in plinom." Povedal je tudi, da bo Združeno kraljestvo gradilo veliko reaktorjev. "Namesto novega vsako desetletje bomo vsako leto zgradili enega, ki bo napajal domove s čisto, varno in zanesljivo energijo."

Seveda Boris pove marsikaj. In da, za oživitev svetovnega jedrskega sektorja smo že slišali. Toda tokrat je lahko v resnici drugače. Več dejavnikov, vključno z naraščajočimi svetovnimi cenami zemeljskega plina in premoga (referenčna vrednost Newcastla je zdaj približno 400 dolarjev na tono) ter velika negotovost zaradi Putinove invazije na Ukrajino, dajejo sektorju jedrske energije naval upanja in kapitala. Vendar ne pozabite, da ne gre samo za Rolls-Royce. V začetku tega meseca, NuScale Power (oznaka: SMR) stopil v javnost na newyorški borzi. Francija je dejala, da bo okrepila svojo jedrsko industrijo.

Ta razvoj je dobra novica za naravno okolje, za naše ptice, netopirje, žuželke in, da, za ljudi. Namesto širjenja energije, ki uničuje pokrajino, ki prihaja z vetrnimi in sončnimi projekti, nova jedrska doba obljublja dobavo reaktorjev z izjemno visoko gostoto moči, ki prihranijo naravi in ​​prinesejo več brezogljičnega soka v naša električna omrežja. Rolls Royce nima le tehnologije, ki je boljša od vetrne ali sončne. Ima tehnologijo, ki je 10,000-krat boljša.