Rolls-Royce SMR ir nepieciešams 10,000 XNUMX reižu mazāk zemes nekā vēja enerģija, pierāda "dzelzs jaudas blīvuma likumu"

Pagājušajā mēnesī Rolls-Royce paziņoja, ka plāno līdz 2024. gadam saņemt Lielbritānijas valdības normatīvo apstiprinājumu savam 470 megavatu mazajam modulārajam reaktoram. un ka tas sāks ražot enerģiju Lielbritānijas elektrotīklā līdz 2029. gadam.

Vai tas notiks? Laiks rādīs. Daudzi kodolprojekti un jaunuzņēmumi ir pārsnieguši plānotos ekspluatācijas datumus. Taču Rolls-Royce paziņojums ir svarīgs divu iemeslu dēļ. Pirmkārt, tas piešķir lielāku ticamību priekšstatam, ka patiesībā notiek globāla kodolenerģijas renesanse. Otrkārt, Rolls-Royce jaunā 470 megavatu reaktora konstrukcija parāda, ka tā nepārspējamā jaudas blīvuma dēļ kodolenerģija ir vienīgais veids, kā mēs varam ražot elektroenerģiju apjomā, vienlaikus saglabājot dabisko vidi un samazinot siltumnīcefekta gāzu emisijas.

Kāpēc? Rolls-Royce plānoto kodolelektrostaciju jaudas blīvumam būs nepieciešams 10,000 1,000 reižu mazāk zemes nekā vēja projektam un aptuveni XNUMX reižu mazāk zemes nekā tas, kas būs nepieciešams saules enerģijas projektam. Pateicoties to pārsteidzoši augstajam jaudas blīvumam, jaunajām atomelektrostacijām būs nepieciešams daudz mazāk resursu, piemēram, zemes, tērauda, ​​neodīma, vara un betona, kas pierāda to, ko esmu nodēvējis par jaudas blīvuma dzelzs likumu. Vairāk par to pēc brīža.

Ja jūs vidusskolā izlaidāt fiziku (es to izdarīju), jūs, iespējams, nesapratīsit, kāpēc jaudas blīvumam ir nozīme. Nekādu problēmu. Šeit ir ātrs gruntējums. Enerģija (mēra džoulos vai Btu) ir spēja veikt darbu. Jauda (mēra vatos vai zirgspēkos) ir darba izpildes ātrums. Mums nerūp enerģija. Tas, ko mēs vēlamies, ir spēks. Mums ne vienmēr ir svarīgi, kāda veida enerģija (nafta, saule, ogles vai gāze) tiek izmantota, lai pārvietotu mūsu automašīnu, darbinātu televizoru vai pagatavotu mignon fileju, mēs rūpējamies tikai par to, lai mums būtu vajadzīgais spēks. mūsu paveiktais darbs. Un no tā izriet arī patiesība: jo vairāk mums ir jaudas (skaitļošanas jauda, ​​sildīšanas jauda, ​​dzinējspēks, gatavošanas jauda), jo vairāk darba mēs varam paveikt.

Jaudas blīvums ir enerģijas plūsmas mērs, ko var izmantot no noteikta laukuma, tilpuma vai masas. Tas ir, cik vatu mēs varam iegūt uz kvadrātmetru, litru vai kilogramu. Un tas ved atpakaļ pie varas blīvuma dzelzs likuma. Dzelzs likuma koncepciju es aizņēmos no autora un Kolorādo universitātes profesora Rodžers Pīlke jaunākais, kurš izstrādāja Dzelzs klimata likumu, kurā teikts, ka tad, kad politiķi un lēmumu pieņēmēji būs spiesti izvēlēties starp ekonomisko izaugsmi un klimata pasākumiem, viņi vienmēr izvēlēsies ekonomisko izaugsmi.

Jaudas blīvuma dzelzs likums ir Pielkes edikta brālēns. Tajā teikts: jo mazāks jaudas blīvums, jo lielāka resursa intensitāte. Ja paļaujaties uz zema jaudas blīvuma avotu, piemēram, kukurūzas etanolu (0.1 vats uz kvadrātmetru) vai vēja enerģiju (1 vats uz kvadrātmetru), šī niecīgā enerģijas plūsma ir jānovērš ar lielu citu resursu ieguldījumu. Attiecībā uz etanolu tas nozīmē izmantot daudz zemes, mēslojuma un dīzeļdegvielas, lai audzētu pietiekami daudz kukurūzas, lai saražotu nozīmīgu daudzumu šķidrās degvielas. Pagājušajā gadā Deivs Merils, ace reportieris un Bloomberg datu analītiķis, ziņoja, ka "Divas trešdaļas no Amerikas kopējās enerģijas pēdas ir veltīta ... kukurūzai, ko audzē etanola iegūšanai. Tam nepieciešams vairāk zemes nekā visiem citiem enerģijas avotiem kopā. Merrill noteica, ka biodegviela (galvenokārt kukurūzas etanols) izmanto aptuveni 80,000 XNUMX kvadrātjūdzes, kas ir lielāka nekā Nebraskas štatā.

Vēja enerģijai ir tāda pati problēma kā etanolam. Lai saražotu ievērojamu daudzumu elektroenerģijas, vēja projektiem ir nepieciešami lieli zemes gabali un satriecoši daudz tērauda, ​​betona, vara un retzemju elementu. Šīs zemes izmantošanas prasības ir viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc vēja enerģija visā valstī saskaras ar tik lielu pretestību. Kā es parādu Atjaunojamo enerģijas avotu noraidīšanas datu bāze, aptuveni 331 kopiena visā valstī kopš 2013. gada ir noraidījusi vai ierobežojusi vēja projektus.. Pēdējais noraidījums notika 5. maijā Krofordas apgabalā Ohaio štatā, kurā tika noraidīts vēja projekts, ko ierosināja Apex Clean Energy — firma, kas bija piedzīvojusi sīvu pretestību saviem projektiem, tostarp jau mirušajiem. Lighthouse Wind projekts Ņujorkā, kas plānoja aptvert aptuveni 20,000 XNUMX akru.

Kā es paskaidroju savā jaunākajā grāmatā, Jautājums par varu: elektrība un valstu bagātība, un iepriekš redzamajā grafikā vēja enerģijas zemais jaudas blīvums nozīmē, ka, lai apmierinātu Amerikas pašreizējo elektroenerģijas pieprasījumu tikai ar vēja turbīnām, būtu nepieciešama zemes platība, kas ir divreiz lielāka par Kaliforniju. Tas ir absurds teritorijas apjoms, jo īpaši ņemot vērā to, ka Kalifornijā ir gandrīz neiespējami izveidot vēja enerģiju.

Kā ar saules enerģiju? Tam ir lielāks jaudas blīvums nekā etanolam vai vējam — apmēram 10 vati uz kvadrātmetru —, taču arī tam ir nepieciešams daudz materiālu, tostarp polisilīcija, tērauda un vara. Tas prasa arī daudz zemes, tāpēc daudzas kopienas visā valstī noraida Big Solar.

Tagad atgriezieties pie Rolls-Royce. Uzņēmuma 470 megavatu SMR maksās aptuveni 2.3 miljardus dolāru, un tai būs nepieciešama teritorija aptuveni 10 akru platībā. Tas nozīmē, ka jaunās spēkstacijas jaudas blīvums būs vairāk nekā 10,000 470,000,000 vatu uz kvadrātmetru. Lūk, matemātika: 40,489 11,608 90 vati dalīti ar 90 10,447 kvadrātmetriem = 2,000 XNUMX vati uz kvadrātmetru. Ja mēs pieņemam XNUMX% jaudas koeficientu (tas nozīmē, ka iekārta darbosies ar pilnu jaudu XNUMX% laika), kas nodrošina XNUMX XNUMX vatus uz kvadrātmetru. Lai būtu skaidrs, tas ir ļoti augsts skaitlis. Kā es parādu otrajā grafikā tieši iepriekš, nesen aizslēgtā Indian Point Enerģijas centra Buchanan jaudas blīvums bija aptuveni XNUMX vati uz kvadrātmetru.

Rods Adamss, vadošais kodolenerģijas analītiķis un izdevējs Atomic Insights un Atomic Show aplādes vadītājs ir vēss Rolls-Royce reaktorā. Viņš teica, ka uzņēmumam ir nauda un valdības atbalsts, kas ļautu tam gūt panākumus un izveidot jauno SMR. "Tas ir tehniski sarežģīts uzņēmums ar gadu desmitiem ilgu pieredzi sarežģītu mašīnu, tostarp lidmašīnu dzinēju un zemūdeņu atomelektrostaciju, būvniecībā," viņš man teica ceturtdien.

Vēl viena pozitīva zīme: Lielbritānijas premjerministrs Boriss Džonsons ļoti apskauj kodolenerģiju. Šī mēneša sākumā, apmeklējot Anglijas Hārtlpūlas atomelektrostaciju, viņš sacīja, ka kodolenerģijai ir "absolūti izšķiroša nozīme, lai mūs atradinātu no fosilā kurināmā, tostarp Krievijas naftas un gāzes". Viņš arī teica, ka Apvienotā Karaliste būvēs daudz reaktoru. "Tā vietā, lai ik pēc desmitgades tiktu uzcelta jauna, mēs to uzcelsim katru gadu, nodrošinot mājas ar tīru, drošu un uzticamu enerģiju."

Protams, Boriss saka daudz ko. Un jā, mēs jau iepriekš esam dzirdējuši par globālās kodolenerģijas nozares atsitieniem. Bet šoreiz patiesībā var būt savādāk. Vairāki faktori, tostarp globālās dabasgāzes un ogļu cenu kāpums (Ņūkāslas etalons šobrīd ir aptuveni 400 USD par tonnu) un milzīgā nenoteiktība Putina iebrukuma Ukrainā dēļ, rada kodolenerģijas sektoram cerību un kapitāla pieplūdumu. Bet atcerieties, ka tas nav tikai Rolls-Royce. Šā mēneša sākumā NuScale Power (ticker: SMR) gadā tika atklāts Ņujorkas biržā. Francija ir paziņojusi, ka tā veicinās savu kodolrūpniecību.

Šīs norises ir labas ziņas dabiskajai videi, mūsu putniem, sikspārņiem, kukaiņiem un, jā, arī cilvēkiem. Tā vietā, lai ainavu izjauktu enerģijas izplešanos, kas saistīta ar vēja un saules projektiem, jaunā kodolenerģija sola piegādāt īpaši lieljaudas blīvuma reaktorus, kas saudzē dabu un ienes mūsu elektrotīklos vairāk bezoglekļa sulas. Rolls Royce ir ne tikai tehnoloģija, kas ir labāka par vēju vai sauli. Tam ir 10,000 XNUMX reižu labāka tehnoloģija.