Το Γεγονός ότι ο Mικρός Αρθρωτός Αντιδραστήρας (SMR) της Rolls-Royce Χρειάζεται 10.000 Φορές Λιγότερη Γη από την Αιολική Ενέργεια, Αποδεικνύει τον "Σιδηρούν Νόμο της Πυκνότητας Ισχύος”
Μετάφραση: Απολλόδωρος
27 Μαΐου 2022 | Robert Bryce | Διαβάστε το εδώ
Τον περασμένο μήνα, η Rolls-Royce δήλωσε ότι αναμένει να λάβει ρυθμιστική έγκριση από τη βρετανική κυβέρνηση μέχρι το 2024 για τον μικρό αρθρωτό αντιδραστήρα της ισχύος 470 μεγαβάτ και ότι θα αρχίσει να παράγει ενέργεια στο ηλεκτρικό δίκτυο της Βρετανίας μέχρι το 2029.
Θα συμβεί αυτό; Ο χρόνος θα δείξει. Πολλά πυρηνικά έργα και νεοσύστατες εγκαταστάσεις έχουν ξεπεράσει τις προβλεπόμενες ημερομηνίες λειτουργίας τους. Αλλά η ανακοίνωση της Rolls-Royce είναι σημαντική για δύο λόγους. Πρώτον, προσθέτει περισσότερη αξιοπιστία στην άποψη ότι μια παγκόσμια πυρηνική αναγέννηση είναι, στην πραγματικότητα, σε εξέλιξη. Δεύτερον, ο νέος σχεδιασμός αντιδραστήρα 470 μεγαβάτ της Rolls-Royce δείχνει ότι λόγω της αξεπέραστης πυκνότητας ισχύος της, η πυρηνική ενέργεια είναι ο μόνος τρόπος για να παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια σε κλίμακα, διατηρώντας παράλληλα το φυσικό περιβάλλον και μειώνοντας τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Γιατί; Η πυκνότητα ισχύος των πυρηνικών σταθμών που σχεδιάζει να κατασκευάσει η Rolls-Royce θα χρειαστεί 10.000 φορές λιγότερη γη από ένα αιολικό έργο και περίπου 1.000 φορές λιγότερη γη από αυτή που θα απαιτηθεί για ένα ηλιακό έργο. Λόγω της εκπληκτικά υψηλής πυκνότητας ισχύος τους, τα νέα πυρηνικά εργοστάσια θα χρειάζονται πολύ λιγότερους πόρους, όπως γη, χάλυβα, νεοδύμιο, χαλκό και σκυρόδεμα, γεγονός που αποδεικνύει αυτό που έχω ονομάσει Σιδηρούν Νόμο της Πυκνότητας Ισχύος. Περισσότερα σε αυτό σε λίγο.
Αν παραλείψατε τη φυσική στο λύκειο (εγώ το έκανα), ίσως να μην καταλαβαίνετε γιατί η πυκνότητα ισχύος έχει σημασία. Κανένα πρόβλημα. Ακολουθεί μια σύντομη εισαγωγή. Η ενέργεια (μετρούμενη σε τζάουλ, ή Btu) είναι η ικανότητα εκτέλεσης έργου. Η ισχύς (μετρούμενη σε βατ ή ιπποδύναμη) είναι ο ρυθμός με τον οποίο γίνεται η εργασία. Δεν μας ενδιαφέρει η ενέργεια. Αυτό που θέλουμε είναι η ισχύς. Δεν μας ενδιαφέρει απαραίτητα ποια μορφή ενέργειας (πετρέλαιο, ήλιος, άνθρακας ή φυσικό αέριο) χρησιμοποιείται για να κινήσουμε το αυτοκίνητό μας, να λειτουργήσει η τηλεόρασή μας ή να μαγειρέψουμε το φιλέτο μας, μας ενδιαφέρει μόνο να έχουμε την ισχύ που χρειαζόμαστε για να κάνουμε τη δουλειά μας. Και το επακόλουθο είναι επίσης αληθές: όσο περισσότερη ενέργεια έχουμε (υπολογιστική ενέργεια, θερμαντική ενέργεια, κινητήρια ενέργεια, μαγειρική ενέργεια) τόσο περισσότερη δουλειά μπορούμε να κάνουμε.
Η πυκνότητα ισχύος είναι το μέτρο της ροής ενέργειας που μπορεί να αξιοποιηθεί από μια δεδομένη επιφάνεια, όγκο ή μάζα. Δηλαδή, πόσα βατ μπορούμε να πάρουμε ανά τετραγωνικό μέτρο, λίτρο ή κιλό. Και αυτό οδηγεί πίσω στον Σιδηρούν Νόμο της Πυκνότητας Ισχύος. Δανείστηκα την έννοια του σιδερένιου νόμου από τον συγγραφέα και καθηγητή του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Roger Pielke Jr. ο οποίος επινόησε τον Σιδηρούν Νόμο του Κλίματος, ο οποίος λέει ότι όταν αναγκάζονται να επιλέξουν μεταξύ οικονομικής ανάπτυξης και δράσης για το κλίμα, οι πολιτικοί και οι υπεύθυνοι λήψης αποφάσεων θα επιλέγουν πάντα την οικονομική ανάπτυξη.
Ο Σιδηρούς Νόμος της Πυκνότητας Ισχύος είναι ένας ξάδελφος του διατάγματος του Pielke. Λέει: όσο χαμηλότερη είναι η πυκνότητα ισχύος, τόσο υψηλότερη είναι η ένταση των πόρων. Αν βασίζεστε σε μια πηγή χαμηλής πυκνότητας ισχύος, όπως η αιθανόλη καλαμποκιού (0,1 watt ανά τετραγωνικό μέτρο) ή η αιολική ενέργεια (1 watt ανά τετραγωνικό μέτρο), πρέπει να αντισταθμίσετε αυτή την πενιχρή ροή ενέργειας με μεγάλες εισροές άλλων πόρων. Για την αιθανόλη, αυτό σημαίνει τη χρήση μεγάλης έκτασης γης, λιπασμάτων και καυσίμων ντίζελ για την καλλιέργεια αρκετού καλαμποκιού ώστε να παραχθούν σημαντικές ποσότητες υγρού καυσίμου. Πέρυσι, ο Dave Merrill, ένας άσος δημοσιογράφος και αναλυτής δεδομένων στο Bloomberg, ανέφερε ότι "τα δύο τρίτα του συνολικού ενεργειακού αποτυπώματος της Αμερικής είναι αφιερωμένα στο... καλαμπόκι που καλλιεργείται για αιθανόλη. Απαιτεί περισσότερη γη από ό,τι όλες οι άλλες πηγές ενέργειας μαζί". Ο Merrill προσδιόρισε ότι τα βιοκαύσιμα (κυρίως η αιθανόλη καλαμποκιού) χρησιμοποιούν περίπου 80.000 τετραγωνικά μίλια, μια έκταση μεγαλύτερη από την πολιτεία της Νεμπράσκα.
Η αιολική ενέργεια έχει το ίδιο πρόβλημα με την αιθανόλη. Για την παραγωγή σημαντικών ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας, τα αιολικά έργα απαιτούν τεράστιες εκτάσεις γης και συγκλονιστικούς όγκους χάλυβα, σκυροδέματος, χαλκού και στοιχείων σπάνιων γαιών. Αυτές οι απαιτήσεις χρήσης γης είναι ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους η αιολική ενέργεια συναντά τόσο σθεναρή αντίσταση σε όλη τη χώρα. Όπως παρουσιάζω στη βάση δεδομένων για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (Renewable Rejection Database), περίπου 331 κοινότητες σε όλη τη χώρα έχουν απορρίψει ή περιορίσει αιολικά έργα από το 2013. Η πιο πρόσφατη απόρριψη σημειώθηκε στις 5 Μαΐου στην κομητεία Κρόφορντ του Οχάιο, η οποία απέρριψε ένα αιολικό έργο που πρότεινε η Apex Clean Energy, μια εταιρεία που είχε αντιμετωπίσει έντονες αντιδράσεις για τα έργα της, συμπεριλαμβανομένου του νεκρού πλέον έργου Lighthouse Wind στη Νέα Υόρκη, το οποίο επρόκειτο να καλύψει περίπου 20.000 στρέμματα.
Όπως εξηγώ στο τελευταίο μου βιβλίο, A Question of Power: Electricity and the Wealth of Nations, και στο παραπάνω γράφημα, η χαμηλή πυκνότητα ισχύος της αιολικής ενέργειας σημαίνει ότι για να καλυφθεί η υπάρχουσα ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας της Αμερικής μόνο με ανεμογεννήτριες θα χρειαζόταν μια έκταση διπλάσια από το μέγεθος της Καλιφόρνιας. Αυτό είναι ένα παράλογο μέγεθος εδάφους, ιδίως δεδομένου ότι είναι σχεδόν αδύνατο να κατασκευαστεί αιολική ενέργεια στην Καλιφόρνια.
Τι γίνεται με την ηλιακή ενέργεια; Έχει υψηλότερη πυκνότητα ισχύος από την αιθανόλη ή τον άνεμο - περίπου 10 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο - αλλά και αυτή απαιτεί πολλές εισροές υλικών, συμπεριλαμβανομένου του πολυπυριτίου, του χάλυβα και του χαλκού. Απαιτεί επίσης πολλή γη, γι' αυτό και πολλές κοινότητες σε όλη τη χώρα απορρίπτουν τη μεγάλη ηλιακή ενέργεια.
Η πυρηνική ενέργεια έχει απαράμιλλη πυκνότητα ισχύος.
Τώρα πίσω στη Rolls-Royce. Ο SMR των 470 μεγαβάτ της εταιρείας θα κοστίσει περίπου 2,3 δισεκατομμύρια δολάρια και θα απαιτήσει μια έκταση περίπου 10 στρεμμάτων. Αυτό σημαίνει ότι ο νέος σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας θα έχει πυκνότητα ισχύος άνω των 10.000 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο. Εδώ είναι τα μαθηματικά: 470.000.000 βατ διαιρούνται με 40.489 τετραγωνικά μέτρα = 11.608 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο. Αν υποθέσουμε ότι ο συντελεστής δυναμικότητας είναι 90% (δηλαδή το εργοστάσιο θα λειτουργεί σε πλήρη ισχύ το 90% του χρόνου), αυτό αντιστοιχεί σε 10.447 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο. Για να είμαστε σαφείς, αυτός είναι ένας πολύ υψηλός αριθμός. Όπως δείχνω στο δεύτερο γράφημα ακριβώς από πάνω, η πυκνότητα ισχύος του πρόσφατα κλειστού ενεργειακού κέντρου Indian Point στο Buchanan ήταν περίπου 2.000 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο.
Ο Rod Adams, κορυφαίος αναλυτής πυρηνικής ενέργειας και εκδότης του Atomic Insights και οικοδεσπότης του podcast Atomic Show, είναι αισιόδοξος για τον αντιδραστήρα Rolls-Royce. Είπε ότι η εταιρεία διαθέτει τα χρήματα και την κυβερνητική υποστήριξη που θα της επιτρέψουν να πετύχει και να κατασκευάσει τον νέο SMR. "Πρόκειται για μια τεχνικά εξελιγμένη εταιρεία με δεκαετίες εμπειρίας στην κατασκευή πολύπλοκων μηχανών, συμπεριλαμβανομένων των κινητήρων αεροσκαφών και των πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας για υποβρύχια", μου είπε την Πέμπτη.
Ένα άλλο θετικό σημάδι: Ο Βρετανός πρωθυπουργός Μπόρις Τζόνσον δίνει μια μεγάλη αγκαλιά στην πυρηνική ενέργεια. Νωρίτερα αυτόν τον μήνα, ενώ επισκέφθηκε τον πυρηνικό σταθμό Hartlepool της Αγγλίας, δήλωσε ότι η πυρηνική ενέργεια είναι "απολύτως ζωτικής σημασίας για να απεξαρτηθούμε από τα ορυκτά καύσιμα, συμπεριλαμβανομένου του ρωσικού πετρελαίου και φυσικού αερίου". Είπε επίσης ότι το Ηνωμένο Βασίλειο θα κατασκευάσει πολλούς αντιδραστήρες. "Αντί για έναν νέο κάθε δεκαετία, θα κατασκευάζουμε έναν κάθε χρόνο, τροφοδοτώντας τα σπίτια με καθαρή, ασφαλή και αξιόπιστη ενέργεια".
Σίγουρα, ο Boris λέει πολλά πράγματα. Και ναι, έχουμε ξανακούσει για την ανάκαμψη του παγκόσμιου πυρηνικού τομέα. Αλλά αυτή τη φορά, μπορεί, στην πραγματικότητα, να είναι διαφορετική. Διάφοροι παράγοντες, όπως η εκτίναξη των παγκόσμιων τιμών του φυσικού αερίου, και του άνθρακα (το σημείο αναφοράς του Newcastle είναι τώρα περίπου στα 400 δολάρια ανά τόνο), και η τεράστια αβεβαιότητα λόγω της εισβολής του Πούτιν στην Ουκρανία, δίνουν στον τομέα της πυρηνικής ενέργειας ένα κύμα ελπίδας και κεφαλαίων. Αλλά να θυμάστε ότι δεν είναι μόνο η Rolls-Royce. Νωρίτερα αυτόν τον μήνα, η NuScale Power (ticker: SMR) εισήλθε στο χρηματιστήριο της Νέας Υόρκης. Η Γαλλία δήλωσε ότι θα ενισχύσει την πυρηνική της βιομηχανία.
Αυτές οι εξελίξεις είναι καλά νέα για το φυσικό περιβάλλον, για τα πουλιά μας, τις νυχτερίδες, τα έντομα και, ναι, για τους ανθρώπους. Αντί για την ενεργειακή εξάπλωση που καταστρέφει το τοπίο και που συνοδεύει τα αιολικά και ηλιακά έργα, η νέα πυρηνική εποχή υπόσχεται να προσφέρει αντιδραστήρες υπερ-υψηλής πυκνότητας ισχύος που θα λυπηθούν τη φύση και θα φέρουν περισσότερο χυμό μηδενικών εκπομπών άνθρακα στα ηλεκτρικά μας δίκτυα. Η Rolls Royce δεν διαθέτει απλώς μια τεχνολογία που είναι καλύτερη από την αιολική ή την ηλιακή ενέργεια. Έχει μια τεχνολογία που είναι 10.000 φορές καλύτερη.
—Δικτυογραφία:
Rolls-Royce’s SMR Needs 10,000 Times Less Land Than Wind Energy, Proves ‘Iron Law Of Power Density’
https://archive.vn/5wCja