SMR ад Rolls-Royce патрабуе ў 10,000 XNUMX разоў менш зямлі, чым энергіі ветру, даказвае «жалезны закон шчыльнасці магутнасці»

У мінулым месяцы Rolls-Royce заявіла, што разлічвае атрымаць ад брытанскага ўрада адабрэнне да 2024 года для свайго малога модульнага рэактара магутнасцю 470 мегават. і што ён пачне вырабляць электраэнергію ў электрычнай сетцы Вялікабрытаніі да 2029 года.

Ці адбудзецца гэта? Час пакажа. Многія ядзерныя праекты і стартапы прайшлі запланаваныя тэрміны ўводу ў эксплуатацыю. Але аб'ява Rolls-Royce важная па дзвюх прычынах. Па-першае, гэта дадае больш упэўненасці ў тым, што глабальны ядзерны рэнесанс насамрэч ідзе. Па-другое, новы 470-мегаватны рэактар ​​Rolls-Royce паказвае, што дзякуючы сваёй непераўзыдзенай шчыльнасці магутнасці ядзерная энергія адзіны спосаб, якім мы можам вырабляць электраэнергію ў маштабе, захоўваючы прыроднае асяроддзе і зніжаючы выкіды парніковых газаў.

Чаму? Шчыльнасць магутнасці АЭС, якую плануе пабудаваць Rolls-Royce, спатрэбіцца ў 10,000 1,000 разоў менш зямлі, чым для ветравога праекта, і прыкладна ў XNUMX разоў менш зямлі, чым для сонечнага праекта. З-за іх дзіўна высокай шчыльнасці магутнасці новым АЭС спатрэбіцца значна менш рэсурсаў, такіх як зямля, сталь, неадым, медзь і бетон, што даказвае тое, што я назваў жалезным законам шчыльнасці магутнасці. Больш падрабязна пра гэта праз хвіліну.

Калі вы прапусцілі фізіку ў сярэдняй школе (я), вы можаце не зразумець, чаму шчыльнасць магутнасці мае значэнне. Няма праблем. Вось кароткі буквар. Энергія (вымяраецца ў джоўлях, або БТЕ) - гэта здольнасць выконваць працу. Магутнасць (вымяраецца ў ватах або конскіх сілах) - гэта хуткасць, з якой выконваецца праца. Нас не хвалюе энергетыка. Мы хочам улады. Нам не абавязкова, якая форма энергіі (нафта, сонца, вугаль ці газ), якая выкарыстоўваецца для перамяшчэння аўтамабіля, працы тэлевізара або падрыхтоўкі філе-міньёна, нас хвалюе толькі тое, што ў нас ёсць магутнасць, неабходная для атрымання наша праца зроблена. І вынік гэтага таксама верны: чым больш у нас магутнасці (вылічальная магутнасць, магутнасць награвання, рухальная магутнасць, магутнасць прыгатавання ежы), тым больш працы мы можам выканаць.

Шчыльнасць магутнасці - гэта мера патоку энергіі, які можа быць выкарыстаны з дадзенай плошчы, аб'ёму або масы. Гэта значыць, колькі ват мы можам атрымаць на квадратны метр, літр або кілаграм. І гэта вяртае да жалезнага закону шчыльнасці магутнасці. Канцэпцыю жалезнага права я запазычыў у аўтара і прафесара Універсітэта Каларада Роджэр Пілке-малодшы, які прыдумаў жалезны закон клімату, у якім гаворыцца, што калі палітыкі і асобы, якія прымаюць рашэнні, вымушаныя выбіраць паміж эканамічным ростам і кліматычнымі дзеяннямі, заўсёды будуць выбіраць эканамічны рост.

Жалезны закон шчыльнасці ўлады з'яўляецца стрыечным братам указа Пільке. Там напісана: чым меншая шчыльнасць магутнасці, тым вышэй рэсурсаёмістасць. Калі вы спадзяецеся на крыніцу з нізкай шчыльнасцю магутнасці, такую ​​як кукурузны этанол (0.1 Вт на квадратны метр) або энергія ветру (1 Вт на квадратны метр), вам трэба супрацьстаяць гэтаму мізэрнаму патоку энергіі з дапамогай вялікіх рэсурсаў. Для этанолу гэта азначае выкарыстанне вялікай колькасці зямлі, угнаенняў і дызельнага паліва для вырошчвання дастатковай колькасці кукурузы для атрымання значнай колькасці вадкага паліва. У мінулым годзе Дэйв Мэрыл, рэпарцёр і аналітык дадзеных Bloomberg, паведаміў, што «Дзве траціны агульнага энергетычнага следу Амерыкі прысвечаны...кукурузе, вырашчанай для атрымання этанолу. Для гэтага патрабуецца больш зямлі, чым для ўсіх іншых крыніц энергіі разам узятых». Merrill вызначыў, што біяпаліва (у асноўным кукурузны этанол) выкарыстоўвае каля 80,000 XNUMX квадратных міль, што большая, чым у штаце Небраска.

Энергія ветру мае такую ​​ж праблему, як і этанол. Для вытворчасці значнай колькасці электраэнергіі ветраным праектам патрэбныя вялізныя ўчасткі зямлі і ашаламляльныя аб'ёмы сталі, бетону, медзі і рэдказямельных элементаў. Гэтыя патрабаванні да землекарыстання з'яўляюцца адной з галоўных прычын, чаму ветравая энергія сустракае такое жорсткае супраціўленне па ўсёй краіне. Як я паказваю ў База дадзеных аб аднаўляльных крыніцах адмовы, прыкладна 331 суполка па ўсёй краіне адхіліла або абмежавала праекты ветраных рэсурсаў з 2013 года. Апошняя адмова адбылася 5 мая ў акрузе Кроўфард, штат Агаё, дзе быў адхілены праект ветру, прапанаваны Apex Clean Energy, фірмай, якая бачыла жорсткую апазіцыю сваім праектам, у тым ліку цяпер мёртвым. Праект Lighthouse Wind у Нью-Ёрку, які збіраўся ахапіць каля 20,000 XNUMX акраў.

Як я тлумачу ў сваёй апошняй кнізе, Пытанне магутнасці: электраэнергія і багацце народаў, а на малюнку вышэй, нізкая шчыльнасць энергіі ветру азначае, што для задавальнення існуючага попыту Амерыкі на электраэнергію толькі з дапамогай ветраных турбін спатрэбіцца плошча сушы, удвая большая за Каліфорнію. Гэта абсурдная колькасць тэрыторыі, асабліва з улікам таго, што ў Каліфорніі практычна немагчыма пабудаваць ветраэнергію.

Што наконт сонечнай энергіі? Ён мае больш высокую шчыльнасць магутнасці, чым этанол або вецер - каля 10 Вт на квадратны метр - але ён таксама патрабуе вялікай колькасці матэрыялаў, уключаючы полікрэмній, сталь і медзь. Гэта таксама патрабуе шмат зямлі, вось чаму шматлікія суполкі па ўсёй краіне адмаўляюцца ад Big Solar.

Вернемся да Rolls-Royce. Кампанія SMR магутнасцю 470 мегават будзе каштаваць каля 2.3 мільярда долараў і спатрэбіцца ўчастак плошчай каля 10 акраў. Гэта азначае, што магутнасць новай электрастанцыі будзе больш за 10,000 470,000,000 Вт на квадратны метр. Вось матэматыка: 40,489 11,608 90 Вт падзяліць на 90 10,447 квадратных метраў = 2,000 XNUMX Вт на квадратны метр. Калі выказаць здагадку, што каэфіцыент магутнасці XNUMX% (гэта значыць, што станцыя будзе працаваць на поўную магутнасць XNUMX% часу), то атрымаецца XNUMX XNUMX Вт на квадратны метр. Каб было зразумела, гэта вельмі высокая лічба. Як я паказваю на другім малюнку непасрэдна вышэй, шчыльнасць магутнасці нядаўна зачыненага энергічнага цэнтра Indian Point у Б'юкенене склала каля XNUMX Вт на квадратны метр.

Род Адамс, вядучы аналітык па ядзернай энергетыцы і выдавец Atomic Insights і вядучы падкаста Atomic Show, настроены на рэактар ​​Rolls-Royce. Ён сказаў, што кампанія мае грошы і дзяржаўную падтрымку, якія павінны дазволіць ёй дасягнуць поспеху і пабудаваць новы SMR. «Гэта тэхнічна складаная кампанія з шматгадовым вопытам стварэння складаных машын, уключаючы авіяцыйныя рухавікі і атамныя электрастанцыі для падводных лодак», — сказаў ён мне ў чацвер.

Яшчэ адзін станоўчы знак: прэм'ер-міністр Вялікабрытаніі Барыс Джонсан моцна абдымае ядзерную. Раней у гэтым месяцы, наведваючы ангельскую атамную электрастанцыю Хартлпул, ён сказаў, што ядзерная ядзерная ядзерная станцыя «абсалютна важная для адвучэння нас ад выкапнёвага паліва, у тым ліку расійскай нафты і газу». Ён таксама сказаў, што Вялікабрытанія будзе будаваць шмат рэактараў. «Замест новага кожнае дзесяцігоддзе мы збіраемся будаваць яго кожны год, забяспечваючы дамы чыстай, бяспечнай і надзейнай энергіяй».

Праўда, Барыс шмат чаго гаворыць. І так, мы ўжо чулі пра адскок у сусветным ядзерным сектары. Але на гэты раз можа быць па-іншаму. Некалькі фактараў, у тым ліку рост глабальных цэн на прыродны газ і вугаль (эталон у Ньюкасла цяпер складае каля 400 долараў за тону), а таксама велізарная нявызначанасць з-за ўварвання Пуціна ва Украіну, даюць сектару ядзернай энергетыкі прыліў надзеі і капіталу. Але памятайце, што гэта не толькі Rolls-Royce. Раней у гэтым месяцы NuScale Power (цікер: SMR) быў адкрыты на Нью-Йоркскай фондавай біржы. Францыя заявіла, што будзе развіваць сваю ядзерную прамысловасць.

Гэтыя падзеі з'яўляюцца добрай навіной для прыроднага асяроддзя, для нашых птушак, кажаноў, насякомых і, так, для людзей. Замест шкоднага ландшафту энергазабеспячэння, якое адбываецца з ветравымі і сонечнымі праектамі, новая ядзерная эра абяцае паставіць рэактары звышвысокай магутнасці, якія шкадуюць прыроду і прынясуць больш нулявога соку ў нашы электрычныя сеткі. У Rolls Royce ёсць не проста тэхналогія, лепшая за ветравую або сонечную. Ён мае тэхналогію, якая ў 10,000 XNUMX разоў лепшая.