رولزرویس SMR 10,000 برابر کمتر از انرژی باد به زمین نیاز دارد، قانون آهنین چگالی توان را اثبات می کند.

ماه گذشته، رولزرویس اعلام کرد که انتظار دارد تا سال 2024 برای راکتور ماژولار کوچک 470 مگاواتی خود تأییدیه نظارتی را از دولت بریتانیا دریافت کند. و اینکه تا سال 2029 تولید برق در شبکه برق بریتانیا را آغاز خواهد کرد.

آیا این اتفاق خواهد افتاد؟ زمان نشان خواهد داد. بسیاری از پروژه‌های هسته‌ای و استارت‌آپ‌ها از تاریخ پیش‌بینی‌شده در خدمت خود گذشته‌اند. اما اعلام رولزرویس به دو دلیل مهم است. اول، اعتبار بیشتری به این ایده می‌افزاید که در واقع یک رنسانس هسته‌ای جهانی در حال انجام است. دوم، طراحی جدید راکتور 470 مگاواتی رولزرویس نشان می دهد که به دلیل چگالی توان بی نظیر آن، انرژی هسته ای تنها راهی که می توانیم با حفظ محیط زیست طبیعی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای برق را در مقیاس تولید کنیم..

چرا؟ چگالی انرژی نیروگاه‌های هسته‌ای که رولز رویس در نظر دارد بسازد، به زمینی 10,000 برابر کمتر از یک پروژه بادی و حدود 1,000 برابر زمین کمتری نسبت به زمین مورد نیاز یک پروژه خورشیدی نیاز دارد. نیروگاه‌های هسته‌ای جدید به دلیل چگالی انرژی بسیار بالا، به منابع بسیار کمتری مانند زمین، فولاد، نئودیمیم، مس و بتن نیاز خواهند داشت که آنچه را که من قانون آهنین چگالی توان نامیده‌ام ثابت می‌کند. در یک لحظه بیشتر در مورد آن

اگر در دبیرستان فیزیک را رها کردید (من انجام دادم)، ممکن است متوجه نشوید که چرا چگالی توان اهمیت دارد. مشکلی نیست در اینجا یک پرایمر سریع است. انرژی (بر حسب ژول یا Btu اندازه گیری می شود) توانایی انجام کار است. توان (اندازه گیری شده بر حسب وات یا اسب بخار) سرعتی است که کار با آن انجام می شود. ما به انرژی اهمیت نمی دهیم. آنچه ما می خواهیم قدرت است. ما لزوماً اهمیتی نمی‌دهیم که از چه نوع انرژی (نفت، خورشید، زغال سنگ یا گاز) برای حرکت دادن ماشین، راه‌اندازی تلویزیون، یا پختن فیله مینیون استفاده می‌شود، ما فقط به این اهمیت می‌دهیم که قدرت لازم برای دریافت آن را داریم. کار ما انجام شد و نتیجه آن نیز درست است: هر چه قدرت بیشتری داشته باشیم (قدرت محاسباتی، قدرت گرمایشی، نیروی محرکه، قدرت پخت و پز) کار بیشتری می توانیم انجام دهیم.

چگالی توان اندازه گیری جریان انرژی است که می تواند از یک ناحیه، حجم یا جرم معین مهار شود. یعنی در هر متر مربع، لیتر یا کیلوگرم چند وات می توانیم دریافت کنیم. و این به قانون آهنین چگالی توان باز می گردد. من مفهوم قانون آهن را از نویسنده و استاد دانشگاه کلرادو قرض گرفتم راجر پیلکه جونیور که قانون آهنین آب و هوا را ابداع کرد، که می گوید وقتی سیاستمداران و تصمیم گیرندگان مجبور به انتخاب بین رشد اقتصادی و اقدام اقلیمی شوند، همیشه رشد اقتصادی را انتخاب می کنند.

قانون آهنین چگالی توان پسرعموی فرمان پیلکه است. می گوید: هر چه چگالی توان کمتر باشد، شدت منبع بیشتر است. اگر به منبعی با چگالی توان پایین مانند اتانول ذرت (0.1 وات بر متر مربع) یا انرژی باد (1 وات در متر مربع) متکی هستید، باید با ورودی های بزرگ منابع دیگر، آن جریان ناچیز انرژی را خنثی کنید. از نظر اتانول، این به معنای استفاده از زمین، کود و سوخت دیزل زیادی برای رشد ذرت کافی برای تولید مقادیر قابل توجهی سوخت مایع است. سال گذشته، دیو مریل، گزارشگر و تحلیلگر داده در بلومبرگ، گزارش داد که «دو سوم کل ردپای انرژی آمریکا اختصاص داده شده به ... ذرت رشد شده برای اتانول. نسبت به مجموع سایر منابع انرژی به زمین بیشتری نیاز دارد.» مریل مشخص کرد که سوخت های زیستی (عمدتاً اتانول ذرت) حدود 80,000 مایل مربع، مساحتی بزرگتر از ایالت نبراسکا استفاده می کنند.

انرژی باد همان مشکل اتانول را دارد. برای تولید مقادیر قابل توجهی برق، پروژه های بادی به زمین های وسیع و حجم حیرت انگیزی از فولاد، بتن، مس و عناصر خاکی کمیاب نیاز دارند. این الزامات کاربری زمین یکی از دلایل اصلی مقاومت انرژی باد در سراسر کشور است. همانطور که در پایگاه داده رد منابع تجدیدپذیر، حدود 331 جامعه در سراسر کشور پروژه های بادی را از سال 2013 رد یا محدود کرده اند.. آخرین رد در 5 می در شهرستان کرافورد، اوهایو اتفاق افتاد، که پروژه باد پیشنهاد شده توسط Apex Clean Energy را رد کرد، شرکتی که مخالفت شدیدی با پروژه های خود از جمله پروژه های اکنون مرده داشته است. پروژه Lighthouse Wind در نیویورک که قرار بود حدود 20,000 هکتار را پوشش دهد.

همانطور که در آخرین کتابم توضیح دادم، س ofال قدرت: برق و ثروت مللو در نمودار بالا، چگالی توان کم انرژی باد به این معنی است که برای پاسخگویی به تقاضای برق موجود آمریکا با توربین‌های بادی به تنهایی به زمینی دو برابر کالیفرنیا نیاز است. این مقدار قلمرو پوچ است، به ویژه با توجه به اینکه ساخت انرژی باد در کالیفرنیا تقریبا غیرممکن است.

در مورد انرژی خورشیدی چطور؟ چگالی توان آن بیشتر از اتانول یا باد است - حدود 10 وات بر متر مربع - اما همچنین به مواد ورودی زیادی از جمله پلی سیلیکون، فولاد و مس نیاز دارد. همچنین به زمین های زیادی نیاز دارد، به همین دلیل است بسیاری از جوامع در سراسر کشور بیگ سولار را رد می کنند.

حالا به رولزرویس برگردیم. SMR 470 مگاواتی این شرکت حدود 2.3 میلیارد دلار هزینه خواهد داشت و به سایتی به مساحت حدود 10 هکتار نیاز دارد. این بدان معناست که نیروگاه جدید دارای چگالی توان بیش از 10,000 وات بر متر مربع خواهد بود. این ریاضی است: 470,000,000 وات تقسیم بر 40,489 متر مربع = 11,608 وات بر متر مربع. اگر ضریب ظرفیت 90% را فرض کنیم (یعنی نیروگاه در 90% مواقع با توان کامل کار می کند) که به 10,447 وات بر متر مربع می رسد. برای روشن شدن، این عدد بسیار بالایی است. همانطور که در نمودار دوم مستقیماً در بالا نشان می دهم، چگالی توان مرکز انرژی نقطه هندی اخیراً در بوکانان حدود 2,000 وات بر متر مربع بود.

راد آدامز، تحلیلگر برجسته انرژی هسته ای و ناشر بینش اتمی و میزبان پادکست Atomic Show، نسبت به راکتور رولزرویس خوش بین است. او گفت که این شرکت از پول و حمایت دولتی برخوردار است که باید به آن امکان موفقیت و ساخت SMR جدید را بدهد. او روز پنجشنبه به من گفت: «این یک شرکت از لحاظ فنی پیچیده با چندین دهه تجربه در ساخت ماشین‌های پیچیده از جمله موتورهای هواپیما و نیروگاه‌های هسته‌ای برای زیردریایی‌ها است.

نشانه مثبت دیگر: نخست وزیر بریتانیا بوریس جانسون هسته ای را در آغوش می گیرد. او در اوایل این ماه، هنگام بازدید از نیروگاه هسته‌ای هارتلپول انگلیس گفت: هسته‌ای برای دور کردن ما از سوخت‌های فسیلی، از جمله نفت و گاز روسیه، کاملاً حیاتی است. او همچنین گفت که بریتانیا در حال ساخت تعداد زیادی راکتور خواهد بود. به جای یک خانه جدید در هر دهه، ما هر سال یک خانه می سازیم و خانه هایی را با انرژی پاک، ایمن و قابل اعتماد تامین می کنیم.

مطمئناً بوریس چیزهای زیادی می گوید. و بله، ما قبلاً در مورد بازگشت مجدد در بخش هسته ای جهانی شنیده ایم. اما این بار، در واقع، ممکن است متفاوت باشد. عوامل متعددی از جمله افزایش قیمت جهانی گاز طبیعی و زغال سنگ (معیار نیوکاسل در حال حاضر حدود 400 دلار در هر تن است) و عدم اطمینان زیاد به دلیل تهاجم پوتین به اوکراین، به بخش انرژی هسته ای موجی از امید و سرمایه می بخشد. اما به یاد داشته باشید، این فقط رولزرویس نیست. در اوایل این ماه، NuScale Power (نشانگر: SMR) در بورس نیویورک عرضه شد. فرانسه گفته است که صنعت هسته ای خود را تقویت خواهد کرد.

این پیشرفت ها برای محیط طبیعی، برای پرندگان، خفاش ها، حشرات و بله، برای مردم ما خبر خوبی است. به‌جای پراکندگی انرژی که با پروژه‌های بادی و خورشیدی ایجاد می‌شود، عصر جدید هسته‌ای نوید ارائه راکتورهایی با چگالی فوق‌العاده بالا را می‌دهد که طبیعت را در امان می‌گذارد و آب کربن صفر بیشتری را به شبکه‌های الکتریکی ما می‌آورد. رولز رویس فقط فناوری بهتری از باد یا خورشیدی ندارد. این فناوری 10,000 برابر بهتر است.