Rolls-Royce SMR жел энергиясынан 10,000 XNUMX есе аз жерді қажет етеді, «қуат тығыздығының темір заңын» дәлелдейді

Өткен айда Rolls-Royce өзінің 2024 мегаватт шағын модульдік реакторы үшін 470 жылға қарай британ үкіметінен реттеуші мақұлдауды күтетінін айтты. және ол 2029 жылға қарай Ұлыбританияның электр желісінде қуат өндіре бастайды.

Бұл бола ма? Оны уақыт көрсетеді. Көптеген ядролық жобалар мен стартаптар өздерінің болжамды қызмет мерзімінен өтіп кетті. Бірақ Rolls-Royce-тің хабарландыруы екі себеп бойынша маңызды. Біріншіден, бұл жаһандық ядролық ренессанс іс жүзінде жүріп жатыр деген түсінікке көбірек сенімділік қосады. Екіншіден, Rolls-Royce компаниясының 470 мегаватт реакторының жаңа дизайны оның қуатты тығыздығының арқасында ядролық энергияның табиғи ортаны сақтай отырып және парниктік газдар шығарындыларын азайта отырып, ауқымды электр энергиясын өндірудің жалғыз жолы.

Неліктен? Rolls-Royce салуды жоспарлап отырған атом станцияларының қуат тығыздығы жел жобасына қарағанда 10,000 1,000 есе аз жерді және күн жобасы талап ететіннен шамамен XNUMX XNUMX есе аз жерді қажет етеді. Қуаттың таңғажайып жоғары тығыздығына байланысты жаңа атом станцияларына жер, болат, неодим, мыс және бетон сияқты ресурстар әлдеқайда аз қажет болады, бұл мен қуат тығыздығының темір заңы деп атағанымды дәлелдейді. Бір сәтте бұл туралы толығырақ.

Егер сіз орта мектепте физиканы өткізіп алсаңыз (мен жасадым), сіз қуат тығыздығы неге маңызды екенін түсінбеуіңіз мүмкін. Проблема жоқ. Міне, жылдам праймер. Энергия (джоульмен немесе Бтумен өлшенеді) - жұмыс істеу қабілеті. Қуат (ваттпен немесе ат күшімен өлшенеді) - жұмыстың орындалу жылдамдығы. Біз энергияға мән бермейміз. Біздің қалағанымыз - күш. Бізге көлікті жылжыту, теледидарды іске қосу немесе филе миньонын пісіру үшін қолданылатын энергияның (мұнай, күн, көмір немесе газ) қандай түрі міндетті түрде маңызды емес, біз тек алу үшін қажетті қуат бар екеніне мән береміз. жұмысымыз аяқталды. Мұның нәтижесі де дұрыс: бізде неғұрлым көп қуат болса, (есептеу қуаты, жылу қуаты, қозғаушы күш, пісіру қуаты) біз соғұрлым көп жұмыс істей аламыз.

Қуат тығыздығы – берілген аумақтан, көлемнен немесе массадан пайдалануға болатын энергия ағынының өлшемі. Яғни, біз шаршы метрге, литрге немесе килограммға қанша ватт ала аламыз. Бұл қуат тығыздығының темір заңына әкеледі. Мен «Темір заңы» тұжырымдамасын автордан және Колорадо университетінің профессорынан алдым Климаттың темір заңын жасаған кіші Роджер Пиелке, бұл экономикалық өсу мен климаттық әрекеттің арасында таңдау жасауға мәжбүр болғанда, саясаткерлер мен шешім қабылдаушылар әрқашан экономикалық өсуді таңдайтынын айтады.

Күш тығыздығының темір заңы - Пельке жарлығының немере ағасы. Онда былай делінген: қуат тығыздығы неғұрлым төмен болса, ресурс қарқындылығы соғұрлым жоғары болады. Егер сіз жүгері этанолы (шаршы метрге 0.1 Вт) немесе жел энергиясы (шаршы метрге 1 Вт) сияқты қуаттың төмен тығыздығы көзіне сүйенсеңіз, басқа ресурстардың үлкен кірістері арқылы бұл аз энергия ағынына қарсы тұруыңыз керек. Этанол үшін бұл сұйық отынның маңызды мөлшерін өндіру үшін жеткілікті жүгері өсіру үшін көп жерді, тыңайтқышты және дизель отынын пайдалануды білдіреді. Өткен жылы Дэйв Меррилл, Bloomberg агенттігінің ace репортері және деректер талдаушысы «Американың жалпы энергетикалық ізінің үштен екісі ... этанол үшін өсірілген жүгеріге арналған. Ол басқа барлық қуат көздерін біріктіргеннен гөрі көбірек жерді қажет етеді ». Меррилл биоотынның (негізінен жүгері этанолы) шамамен 80,000 XNUMX шаршы мильді пайдаланатынын анықтады, бұл Небраска штатынан үлкен аумақ.

Жел энергиясының этанол сияқты проблемасы бар. Маңызды көлемде электр қуатын өндіру үшін жел жобалары кең аумақтарды және болат, бетон, мыс және сирек жер элементтерінің таңқаларлық көлемдерін қажет етеді. Жерді пайдалану талаптары жел энергиясының бүкіл ел бойынша осындай қатаң қарсылыққа жауап беруінің басты себептерінің бірі болып табылады. Мен көрсеткендей Жаңартылатын қуат көздерінен бас тарту деректер базасы, бүкіл ел бойынша шамамен 331 қауымдастық 2013 жылдан бері жел жобаларын қабылдамады немесе шектеді.. Ең соңғы бас тарту 5 мамырда Кроуфорд округінде (Огайо штаты) болды, ол өз жобаларына, соның ішінде қазір өлгендерді қоса алғанда, қатты қарсылық көрсеткен Apex Clean Energy фирмасы ұсынған жел жобасын қабылдамады. Нью-Йорктегі Lighthouse Wind жобасы шамамен 20,000 XNUMX акр аумақты қамтитын болды.

Мен соңғы кітабымда түсіндіріп отырғанымдай, Қуат туралы сұрақ: электр және халықтар байлығы, және жоғарыдағы сызбада жел энергиясының төмен қуат тығыздығы Американың электр энергиясына деген сұранысын тек жел турбиналары арқылы қанағаттандыру үшін Калифорниядан екі есе үлкен жер көлемін қажет ететінін білдіреді. Калифорнияда жел энергиясын салу дерлік мүмкін еместігін ескерсек, бұл сандырақ аумақ.

Күн энергиясы туралы не деуге болады? Ол этанолға немесе желге қарағанда қуаттың тығыздығы жоғары – бір шаршы метрге шамамен 10 ватт, бірақ ол да полисилиций, болат және мыс сияқты көптеген материалды енгізуді қажет етеді. Ол сондай-ақ көп жерді қажет етеді, сондықтан Елдегі көптеген қауымдастықтар Big Solar-дан бас тартады.

Енді Rolls-Royce дегенге қайта келу. Компанияның 470 мегаваттық SMR шамамен 2.3 миллиард доллар тұрады және шамамен 10 акр алаңды қажет етеді. Бұл жаңа электр станциясының қуат тығыздығы бір шаршы метрге 10,000 470,000,000 ватттан асатынын білдіреді. Міне, математика: 40,489 11,608 90 ватт 90 10,447 шаршы метрге бөлінген = шаршы метрге 2,000 XNUMX ватт. Егер біз XNUMX% қуаттылық коэффициентін алсақ (зауыт уақыттың XNUMX% толық қуатта жұмыс істейді) шаршы метрге XNUMX XNUMX ватт құрайды. Түсінікті болу үшін бұл өте жоғары көрсеткіш. Тікелей жоғарыдағы екінші сызбада көрсеткенімдей, Бьюкенандағы жақында жабылған Үндістандық нүкте энергетикалық орталығының қуат тығыздығы шаршы метрге шамамен XNUMX ватт болды.

Род Адамс, жетекші ядролық энергия талдаушысы және баспагер Атомдық түсініктер және Atomic Show подкастының жүргізушісі, Rolls-Royce реакторына сенімді. Оның айтуынша, компанияда табысқа жетуге және жаңа SMR салуға мүмкіндік беретін ақша мен үкіметтің қолдауы бар. «Бұл күрделі машиналарды, соның ішінде ұшақ қозғалтқыштарын және сүңгуір қайықтарға арналған атом электр станцияларын жасауда ондаған жылдар бойы тәжірибесі бар техникалық жағынан күрделі компания», - деді ол бейсенбіде маған.

Тағы бір жағымды белгі: Ұлыбритания премьер-министрі Борис Джонсон ядроны қатты құшақтап жатыр. Осы айдың басында Англияның Хартлпул атом электр станциясына барған кезде ол ядролық «бізді қазба отынынан, соның ішінде ресейлік мұнай мен газдан арылту үшін өте маңызды» деді. Ол сондай-ақ Ұлыбритания көптеген реакторлар салатынын айтты. «Он жылда бір жаңасының орнына біз жыл сайын үйлерді таза, қауіпсіз және сенімді энергиямен қуаттандыратын боламыз».

Әрине, Борис көп нәрсені айтады. Иә, біз жаһандық ядролық сектордағы қайта өрлеу туралы бұрын да естігенбіз. Бірақ бұл жолы, шын мәнінде, басқаша болуы мүмкін. Бірнеше факторлар, соның ішінде табиғи газ мен көмірдің әлемдік бағасының шарықтауы (Ньюкаслдағы эталон қазір тоннасына шамамен 400 доллар) және Путиннің Украинаға басып кіруіне байланысты үлкен белгісіздік атом энергетикасы секторына үміт пен капиталды арттыруда. Бірақ есіңізде болсын, бұл тек Rolls-Royce емес. Осы айдың басында NuScale Power (тикер: SMR) Нью-Йорк қор биржасында айналымға шықты. Франция өзінің ядролық өнеркәсібін арттыратынын мәлімдеді.

Бұл оқиғалар табиғи орта үшін, құстарымыз, жарқанаттар, жәндіктер және иә, адамдар үшін жақсы жаңалық. Жаңа ядролық дәуір жел мен күн жобаларымен келетін ландшафтты әлсірететін энергияның кеңеюінің орнына табиғатты аямайтын және электр желілеріне нөлдік көміртегі шырынын әкелетін өте жоғары қуатты реакторларды жеткізуге уәде береді. Rolls Royce желден немесе күннен жақсырақ технологияға ие емес. Оның технологиясы 10,000 XNUMX есе жақсырақ.