Rolls-Royce'un SMR'si Rüzgar Enerjisinden 10,000 Kat Daha Az Arazi Gerekiyor, 'Güç Yoğunluğunun Demir Yasası'nı Kanıtlıyor

Geçen ay Rolls-Royce, 2024 megavatlık küçük modüler reaktörü için İngiliz hükümetinden 470 yılına kadar düzenleyici onay almayı beklediğini söyledi. ve 2029 yılına kadar İngiltere'nin elektrik şebekesinde elektrik üretmeye başlayacağını söyledi..

Bu olacak mı? Zaman gösterecek. Birçok nükleer proje ve girişim, öngörülen hizmet içi tarihlerini aştı. Ancak Rolls-Royce'un duyurusu iki nedenden dolayı önemlidir. İlk olarak, aslında küresel bir nükleer rönesansın sürmekte olduğu fikrine daha fazla inandırıcılık katıyor. İkincisi, Rolls-Royce'un yeni 470 megavatlık reaktör tasarımı, emsalsiz güç yoğunluğu nedeniyle nükleer enerjinin doğal çevreyi korurken ve sera gazı emisyonlarını azaltırken uygun ölçekte elektrik üretebilmemizin tek yolu.

Neden? Niye? Rolls-Royce'un inşa etmeyi planladığı nükleer santrallerin güç yoğunluğu, bir rüzgar projesinden 10,000 kat daha az araziye ve bir güneş projesinin gerektireceğinden yaklaşık 1,000 kat daha az araziye ihtiyaç duyacak. Şaşırtıcı derecede yüksek güç yoğunlukları nedeniyle, yeni nükleer santraller toprak, çelik, neodimyum, bakır ve beton gibi çok daha az kaynağa ihtiyaç duyacak ve bu da Güç Yoğunluğunun Demir Yasası olarak adlandırdığım şeyi kanıtlıyor. Birazdan bunun hakkında daha fazlası.

Lisede fiziği atladıysanız (yaptım), güç yoğunluğunun neden önemli olduğunu anlamayabilirsiniz. Sorun değil. İşte hızlı bir başlangıç. Enerji (joule veya Btu cinsinden ölçülür) iş yapabilme yeteneğidir. Güç (watt veya beygir gücü olarak ölçülür), işin yapılma hızıdır. Enerjiyi önemsemiyoruz. Bizim istediğimiz güç. Arabamızı hareket ettirmek, televizyonumuzu çalıştırmak veya fileto mignonumuzu pişirmek için hangi tür enerjinin (petrol, güneş, kömür veya gaz) kullanıldığını ille de umursamıyoruz, sadece ihtiyacımız olan güce sahip olmamızla ilgileniyoruz. işimiz bitti. Ve bunun sonucu da doğrudur: Sahip olduğumuz daha fazla güce (bilgisayar gücü, ısıtma gücü, hareket gücü, pişirme gücü) daha fazla iş yapabiliriz.

Güç yoğunluğu, belirli bir alan, hacim veya kütleden yararlanılabilen enerji akışının ölçüsüdür. Yani metrekare, litre veya kilogram başına kaç watt alabiliyoruz. Bu da Güç Yoğunluğunun Demir Yasasına geri dönüyor. Demir Yasası kavramını yazar ve Colorado Üniversitesi profesöründen ödünç aldım. İklimin Demir Yasasını icat eden Roger Pielke Jr.Bu, ekonomik büyüme ve iklim eylemi arasında seçim yapmak zorunda kaldıklarında, politikacıların ve karar vericilerin her zaman ekonomik büyümeyi seçeceğini söylüyor.

Güç Yoğunluğunun Demir Yasası, Pielke'nin fermanının kuzenidir. Diyor ki: güç yoğunluğu ne kadar düşükse, kaynak yoğunluğu o kadar yüksek. Mısır etanol (metrekare başına 0.1 watt) veya rüzgar enerjisi (metrekare başına 1 watt) gibi düşük güç yoğunluklu bir kaynağa güveniyorsanız, diğer kaynakların büyük girdileriyle bu değersiz enerji akışını etkisiz hale getirmeniz gerekir. Etanol için bu, anlamlı miktarda sıvı yakıt üretecek kadar mısır yetiştirmek için çok fazla toprak, gübre ve dizel yakıt kullanmak anlamına gelir. Geçen yıl, Bloomberg'in önde gelen muhabiri ve veri analisti Dave Merrill, "Amerika'nın toplam enerji ayak izinin üçte ikisi etanol için yetiştirilen mısıra adanmıştır. Diğer tüm güç kaynaklarının toplamından daha fazla arazi gerektirir.” Merrill, biyoyakıtların (çoğunlukla mısır etanolü) Nebraska eyaletinden daha büyük bir alan olan yaklaşık 80,000 mil kare kullandığını belirledi.

Rüzgar enerjisi, etanol ile aynı soruna sahiptir. Rüzgar projeleri, anlamlı miktarda elektrik üretmek için geniş araziler ve şaşırtıcı hacimlerde çelik, beton, bakır ve nadir toprak elementleri gerektirir. Bu arazi kullanımı gereksinimleri, rüzgar enerjisinin ülke genelinde bu kadar şiddetli bir dirençle karşılaşmasının ana nedenlerinden biridir. içinde gösterdiğim gibi Yenilenebilir Reddetme Veritabanı, ülke genelinde yaklaşık 331 topluluk 2013'ten bu yana rüzgar projelerini reddetti veya kısıtladı. En son reddetme, 5 Mayıs'ta Ohio, Crawford County'de meydana geldi ve şu anda ölü olanlar da dahil olmak üzere projelerine şiddetli muhalefet gören Apex Clean Energy tarafından önerilen bir rüzgar projesini reddetti. New York'ta yaklaşık 20,000 dönümlük bir alanı kaplayacak olan Lighthouse Wind projesi.

Son kitabımda açıkladığım gibi, Bir Güç Sorunu: Elektrik ve Ulusların Zenginliğive yukarıdaki grafikte, rüzgar enerjisinin düşük güç yoğunluğu, Amerika'nın mevcut elektrik talebini yalnızca rüzgar türbinleriyle karşılamak için Kaliforniya'nın iki katı büyüklüğünde bir arazi alanı gerektireceği anlamına gelir. Bu, özellikle Kaliforniya'da rüzgar enerjisi inşa etmenin neredeyse imkansız olduğu düşünüldüğünde, saçma bir bölge.

Peki ya güneş enerjisi? Etanol veya rüzgardan daha yüksek güç yoğunluğuna sahiptir - metrekare başına yaklaşık 10 watt - ama aynı zamanda polisilikon, çelik ve bakır dahil olmak üzere çok sayıda malzeme girdisi gerektirir. Aynı zamanda çok fazla arazi gerektirir, bu yüzden ülke çapında çok sayıda topluluk Big Solar'ı reddediyor.

Şimdi Rolls-Royce'a dönelim. Şirketin 470 megavatlık SMR'si yaklaşık 2.3 milyar dolara mal olacak ve yaklaşık 10 dönümlük bir alan gerektirecek. Bu, yeni santralin metrekare başına 10,000 watt'ın üzerinde bir güç yoğunluğuna sahip olacağı anlamına geliyor. İşte matematik: 470,000,000 watt bölü 40,489 metrekare = metrekare başına 11,608 watt. Metrekare başına 90 watt'a ulaşan %90 kapasite faktörünü (yani tesisin %10,447 tam güçte çalışacağını) varsayarsak. Açık olmak gerekirse, bu çok yüksek bir rakam. Doğrudan yukarıdaki ikinci grafikte gösterdiğim gibi, yakın zamanda kapatılan Buchanan'daki Indian Point Energy Center'ın güç yoğunluğu metrekare başına yaklaşık 2,000 watt'tı.

Önde gelen bir nükleer enerji analisti ve yayıncısı olan Rod Adams, Atom İçgörüleri ve Atomic Show podcast'inin sunucusu Rolls-Royce reaktöründe yükselişte. Şirketin başarılı olmasına ve yeni SMR'yi inşa etmesine izin verecek paraya ve hükümet desteğine sahip olduğunu söyledi. Perşembe günü bana “Uçak motorları ve denizaltılar için nükleer santraller de dahil olmak üzere karmaşık makineler inşa etme konusunda onlarca yıllık deneyime sahip, teknik olarak sofistike bir şirket” dedi.

Bir başka olumlu işaret: İngiltere Başbakanı Boris Johnson nükleere kocaman sarılıyor. Bu ayın başlarında İngiltere'deki Hartlepool nükleer santralini ziyaret ederken nükleerin "bizi Rus petrolü ve gazı da dahil olmak üzere fosil yakıtlardan uzaklaştırmak için kesinlikle çok önemli" olduğunu söyledi. Ayrıca İngiltere'nin çok sayıda reaktör inşa edeceğini söyledi. "Her on yılda bir yeni bir tane yapmak yerine, her yıl bir tane inşa ederek evlere temiz, güvenli ve güvenilir enerji sağlayacağız."

Emin olmak için, Boris çok şey söylüyor. Ve evet, daha önce küresel nükleer sektördeki toparlanmayı duyduk. Ama bu sefer, aslında, farklı olabilir. Doğal gaz ve kömür için yükselen küresel fiyatlar (Newcastle kriteri şu anda ton başına yaklaşık 400 $ seviyesinde) ve Putin'in Ukrayna'yı işgalinden kaynaklanan büyük belirsizlik dahil olmak üzere çeşitli faktörler, nükleer enerji sektörüne bir umut ve sermaye dalgası veriyor. Ama unutmayın, bu sadece Rolls-Royce değil. Bu ayın başlarında, NuScale Power (ticker: SMR) New York Menkul Kıymetler Borsası'nda halka açıldı. Fransa nükleer endüstrisini güçlendireceğini söyledi.

Bu gelişmeler doğal çevre, kuşlarımız, yarasalarımız, böceklerimiz ve evet, insanlar için iyi haber. Yeni nükleer çağ, rüzgar ve güneş projeleriyle birlikte ortaya çıkan manzarayı bozan enerji yayılımı yerine, doğayı koruyan ve elektrik şebekelerimize daha fazla sıfır karbon suyu getiren süper yüksek güç yoğunluklu reaktörler sunmayı vaat ediyor. Rolls Royce sadece rüzgar veya güneşten daha iyi bir teknolojiye sahip değil. 10,000 kat daha iyi bir teknolojisi var.