Rolls-Roycen SMR tarvitsee 10,000 XNUMX kertaa vähemmän maata kuin tuulienergia, todistaa "voimatiheyden rautalain"

Viime kuussa Rolls-Royce sanoi saavansa Britannian hallitukselta viranomaishyväksynnän vuoteen 2024 mennessä 470 megawatin pienelle modulaariselle reaktorilleen. ja että se alkaa tuottaa sähköä Britannian sähköverkossa vuoteen 2029 mennessä.

Tapahtuuko niin? Aika kertoo. Monet ydinprojektit ja startup-yritykset ovat ylittäneet suunnitellut käyttöpäivänsä. Mutta Rolls-Roycen ilmoitus on tärkeä kahdesta syystä. Ensinnäkin se lisää uskottavuutta ajatukselle, että maailmanlaajuinen ydinvoiman renessanssi on itse asiassa meneillään. Toiseksi Rolls-Roycen uusi 470 megawatin reaktorisuunnittelu osoittaa, että sen ylivoimaisen tehotiheyden ansiosta ydinenergia on ainoa tapa tuottaa sähköä mittakaavassa samalla kun suojelemme luontoa ja vähennämme kasvihuonekaasupäästöjä.

Miksi? Rolls-Roycen rakentamien ydinvoimaloiden tehotiheys tarvitsee 10,000 1,000 kertaa vähemmän maata kuin tuuliprojekti ja noin XNUMX XNUMX kertaa vähemmän maata kuin aurinkoprojekti vaatii. Hämmästyttävän korkean tehotiheytensä vuoksi uudet ydinvoimalat tarvitsevat paljon vähemmän resursseja, kuten maata, terästä, neodyymiä, kuparia ja betonia, mikä todistaa sen, mitä olen kutsunut tehotiheyden rautalakiksi. Siitä lisää hetken kuluttua.

Jos jätit fysiikan väliin lukiossa (minä tein), et ehkä ymmärrä, miksi tehotiheydellä on merkitystä. Ei ongelmaa. Tässä nopea pohjustus. Energia (jouleina tai Btu:na mitattuna) on kykyä tehdä työtä. Teho (mitattuna watteina tai hevosvoimaina) on nopeus, jolla työ tehdään. Emme välitä energiasta. Haluamme valtaa. Emme välttämättä välitä siitä, minkälaista energiaa (öljyä, aurinkoa, hiiliä tai kaasua) käytetään automme liikuttamiseen, television pyörittämiseen tai filee-mignonien keittämiseen, välitämme vain siitä, että meillä on tarvittava voima. työmme tehty. Ja seuraus tästä on myös totta: mitä enemmän meillä on tehoa (laskentatehoa, lämmitystehoa, käyttövoimaa, ruoanlaittotehoa), sitä enemmän voimme tehdä työtä.

Tehon tiheys on energiavirran mitta, joka voidaan valjastaa tietystä alueesta, tilavuudesta tai massasta. Eli kuinka monta wattia pystymme saamaan neliömetriä, litraa tai kilogrammaa kohti. Ja se johtaa takaisin tehotiheyden rautalakiin. Lainasin Iron Law -konseptin kirjailijalta ja Coloradon yliopiston professorilta Roger Pielke Jr., joka loi ilmaston rautalain, jossa sanotaan, että kun poliitikot ja päättäjät joutuvat valitsemaan talouskasvun ja ilmastotoimien välillä, he valitsevat aina talouskasvun.

Valtiheyden rautalaki on Pielken käskyn serkku. Siinä sanotaan: mitä pienempi tehotiheys, sitä suurempi resurssiintensiteetti. Jos luotat matalan tehotiheyden lähteeseen, kuten maissietanoliin (0.1 wattia neliömetriä kohti) tai tuulienergiaan (1 watti neliömetriä kohti), sinun on torjuttava tämä vähäinen energiavirta suurilla muiden resurssien panoksilla. Etanolin osalta tämä tarkoittaa, että käytetään paljon maata, lannoitteita ja dieselpolttoainetta, jotta viljellään tarpeeksi maissia, jotta saadaan aikaan mielekkäitä määriä nestemäistä polttoainetta. Viime vuonna Bloombergin ässä-toimittaja ja data-analyytikko Dave Merrill raportoi, että "Kaksi kolmasosaa Amerikan kokonaisenergiajalanjäljestä on omistettu...maissille, jota kasvatetaan etanolia varten. Se vaatii enemmän maata kuin kaikki muut voimanlähteet yhteensä. Merrill päätti, että biopolttoaineet (pääasiassa maissietanoli) käyttävät noin 80,000 XNUMX neliökilometriä, mikä on suurempi alue kuin Nebraskan osavaltio.

Tuulivoimalla on sama ongelma kuin etanolilla. Merkittävän sähkön tuottamiseen tuuliprojektit vaativat valtavia maa-alueita ja huikeita määriä terästä, betonia, kuparia ja harvinaisia ​​maametallia. Nämä maankäyttövaatimukset ovat yksi tärkeimmistä syistä, miksi tuulienergia kohtaa niin kovaa vastusta kaikkialla maassa. Kuten näytän Uusiutuvan energian hylkäystietokanta, noin 331 yhteisöä eri puolilla maata on hylännyt tai rajoittanut tuuliprojekteja vuodesta 2013 lähtien. Viimeisin hylkäys tapahtui 5. toukokuuta Crawford Countyssa Ohiossa, jossa hylättiin Apex Clean Energyn ehdottama tuuliprojekti, joka oli nähnyt kiivaa vastustusta hankkeitaan, mukaan lukien nyt kuolleet. Lighthouse Wind -projekti New Yorkissa, jonka oli tarkoitus kattaa noin 20,000 XNUMX hehtaaria.

Kuten selitän viimeisimmässä kirjassani, Kysymys vallasta: sähkö ja kansojen vauraus, ja yllä olevassa kuvassa tuulienergian alhainen tehotiheys tarkoittaa, että Amerikan nykyisen sähköntarpeen tyydyttäminen pelkästään tuuliturbiineilla vaatisi kaksi kertaa Kalifornian kokoa suuremman maa-alueen. Se on järjetön määrä aluetta, varsinkin kun otetaan huomioon, että Kaliforniassa on lähes mahdotonta rakentaa tuulivoimaa.

Entä aurinkoenergia? Sen tehotiheys on suurempi kuin etanolilla tai tuulella - noin 10 wattia neliömetriä kohti -, mutta se vaatii myös paljon materiaalipanoksia, kuten polypiitä, terästä ja kuparia. Se vaatii myös paljon maata, minkä vuoksi lukuisat yhteisöt eri puolilla maata hylkäävät Big Solarin.

Nyt takaisin Rolls-Royceen. Yhtiön 470 megawatin SMR maksaa noin 2.3 miljardia dollaria ja vaatii noin 10 hehtaarin alueen. Tämä tarkoittaa, että uuden voimalaitoksen tehotiheys on yli 10,000 470,000,000 wattia neliömetriä kohti. Tässä on matematiikka: 40,489 11,608 90 wattia jaettuna 90 10,447 neliömetrillä = 2,000 XNUMX wattia neliömetriä kohti. Jos oletetaan XNUMX % kapasiteettikerroin (eli laitos toimii täydellä teholla XNUMX % ajasta), joka toimii XNUMX XNUMX wattia neliömetriä kohti. Selvyyden vuoksi se on erittäin korkea luku. Kuten näytän toisessa kuvassa suoraan yllä, Buchananissa äskettäin suljetun Indian Point Energy Centerin tehotiheys oli noin XNUMX XNUMX wattia neliömetriä kohti.

Rod Adams, johtava ydinenergia-analyytikko ja julkaisija Atomic Insights ja Atomic Show -podcastin isäntä, on nousujohteinen Rolls-Royce-reaktorissa. Hän sanoi, että yrityksellä on rahaa ja valtion tuki, jonka pitäisi mahdollistaa sen menestyminen ja uuden SMR:n rakentaminen. "Se on teknisesti pitkälle kehitetty yritys, jolla on vuosikymmenten kokemus monimutkaisten koneiden rakentamisesta, mukaan lukien lentokoneiden moottoreita ja ydinvoimaloita sukellusveneisiin", hän kertoi minulle torstaina.

Toinen myönteinen merkki: Britannian pääministeri Boris Johnson halaa ydinvoimaa. Aiemmin tässä kuussa vieraillessaan Englannin Hartlepoolin ydinvoimalassa hän sanoi, että ydinvoima on "ehdottoman tärkeä, jotta voimme vierottaa meidät pois fossiilisista polttoaineista, mukaan lukien venäläinen öljy ja kaasu". Hän sanoi myös, että Iso-Britannia rakentaa paljon reaktoreita. "Joka vuosikymmenen välein rakennettavan uuden sijasta aiomme rakentaa sellaisen joka vuosi, joka tuottaa kodit puhtaalla, turvallisella ja luotettavalla energialla."

Boris sanoo varmasti paljon. Ja kyllä, olemme kuulleet maailmanlaajuisen ydinalan elpymisestä ennenkin. Mutta tällä kertaa voi itse asiassa olla erilainen. Useat tekijät, mukaan lukien maakaasun ja hiilen maailmanmarkkinahintojen huimat nousut (Newcastlen vertailuarvo on nyt noin 400 dollaria tonnilta) ja valtava epävarmuus Putinin hyökkäyksestä Ukrainaan, antavat ydinenergiasektorille toivoa ja pääomaa. Mutta muista, se ei ole vain Rolls-Royce. Aiemmin tässä kuussa NuScale Power (ticker: SMR) listautui New Yorkin pörssiin. Ranska on sanonut vahvistavansa ydinteollisuutta.

Tämä kehitys on hyvä uutinen luonnonympäristölle, linnuillemme, lepakoillemme, hyönteisillemme ja kyllä, ihmisille. Tuuli- ja aurinkoprojektien mukanaan tuoman maiseman pilaavan energian leviämisen sijaan uusi ydinvoimakausi lupaa toimittaa supersuuritehotiheyksisiä reaktoreita, jotka säästävät luontoa ja tuovat lisää hiilidioksidipäästöjä sähköverkkoihimme. Rolls Roycella ei ole vain tuuli- tai aurinkovoimaa parempaa tekniikkaa. Siinä on 10,000 XNUMX kertaa parempi tekniikka.