Rolls-Royce의 SMR은 풍력 에너지보다 10,000배 적은 토지를 필요로 하며 '전력 밀도의 철법칙'을 증명합니다.

지난달 롤스로이스는 2024메가와트 소형 모듈러 원자로에 대해 470년까지 영국 정부로부터 규제 승인을 받을 것으로 예상한다고 밝혔다. 그리고 2029년까지 영국의 전력망에 전력을 생산하기 시작할 것이라고 밝혔습니다..

그런 일이 일어날까요? 시간이 말해 줄거야. 많은 원자력 프로젝트와 신생 기업이 예상 가동 날짜를 지나쳤습니다. 그러나 롤스로이스의 발표는 두 가지 이유로 중요하다. 첫째, 세계 핵 르네상스가 실제로 진행 중이라는 개념에 더 많은 신빙성을 더합니다. 둘째, 롤스로이스의 새로운 470메가와트 원자로 설계는 탁월한 전력 밀도로 인해 원자력 에너지가 자연 환경을 보존하고 온실 가스 배출을 줄이는 동시에 대규모로 전기를 생산할 수 있는 유일한 방법.

왜요? 롤스로이스가 건설할 원자력 발전소의 전력 밀도는 풍력 프로젝트보다 10,000배 적은 토지와 태양열 프로젝트에 필요한 것보다 약 1,000배 적은 토지가 필요합니다. 놀랍도록 높은 전력 밀도로 인해 새로운 원자력 발전소는 토지, 강철, 네오디뮴, 구리 및 콘크리트와 같은 훨씬 적은 자원을 필요로 하며 이는 내가 전력 밀도의 철법이라고 명명한 것을 증명합니다. 잠시 후에 자세히 알아보십시오.

고등학교에서 물리학을 건너뛰었다면(제가 그랬습니다) 전력 밀도가 왜 중요한지 이해하지 못할 수도 있습니다. 문제 없어요. 여기 빠른 입문서가 있습니다. 에너지(줄 또는 Btu로 측정)는 일을 할 수 있는 능력입니다. 전력(와트 또는 마력으로 측정)은 작업이 완료되는 속도입니다. 우리는 에너지에 관심이 없습니다. 우리가 원하는 것은 권력입니다. 우리는 자동차를 움직이거나, 텔레비전을 작동하거나, 필레 미뇽을 요리하는 데 사용되는 에너지(석유, 태양, 석탄 또는 가스)가 어떤 형태인지 반드시 신경 쓰지 않고 필요한 전력만 확보할 수 있다는 점에만 관심을 둡니다. 우리의 작업이 완료되었습니다. 그리고 그에 따른 결과도 사실입니다. 우리가 더 많은 능력(계산 능력, 난방 능력, 동력, 요리 능력)을 가질수록 더 많은 일을 할 수 있습니다.

전력 밀도는 주어진 면적, 부피 또는 질량에서 활용할 수 있는 에너지 흐름의 척도입니다. 즉, 평방 미터, 리터 또는 킬로그램당 얻을 수 있는 와트 수입니다. 그리고 그것은 다시 힘 밀도의 철 법칙으로 이어집니다. 저자이자 콜로라도 대학교 교수에게서 철법 개념을 빌렸습니다. 철의 기후 법칙을 만든 로저 피엘케 주니어(Roger Pielke Jr.), 경제 성장과 기후 행동 중 하나를 선택해야 할 때 정치인과 의사 결정권자는 항상 경제 성장을 선택할 것이라고 말합니다.

힘 밀도의 철 법칙은 피엘케의 칙령의 사촌입니다. 전력 밀도가 낮을수록 리소스 집약도가 높아집니다. 옥수수 에탄올(제곱미터당 0.1와트) 또는 풍력 에너지(제곱미터당 1와트)와 같은 저전력 밀도 소스에 의존하는 경우 다른 자원을 많이 투입하여 보잘 것 없는 에너지 흐름에 대응해야 합니다. 에탄올의 경우 상당한 양의 액체 연료를 생산하기에 충분한 옥수수를 재배하기 위해 많은 토지, 비료 및 디젤 연료를 사용하는 것을 의미합니다. 작년에 Bloomberg의 에이스 기자이자 데이터 분석가인 Dave Merrill은 다음과 같이 보고했습니다.미국 전체 에너지 발자국의 XNUMX/XNUMX 에탄올을 위해 재배된 옥수수에 전념합니다. 다른 모든 전원을 합친 것보다 더 많은 토지가 필요합니다.” Merrill은 바이오 연료(주로 옥수수 에탄올)가 네브래스카 주보다 넓은 면적인 약 80,000평방 마일을 사용한다고 결정했습니다.

풍력 에너지는 에탄올과 같은 문제가 있습니다. 의미 있는 양의 전기를 생산하기 위해 풍력 프로젝트에는 광대한 토지와 엄청난 양의 강철, 콘크리트, 구리 및 희토류 원소가 필요합니다. 이러한 토지 사용 요구 사항은 풍력 에너지가 전국적으로 심한 저항을 받는 주된 이유 중 하나입니다. 내가 에서 보여주듯이 Renewable Rejection Database, 전국 331개 커뮤니티에서 2013년부터 풍력 프로젝트를 거부하거나 제한했습니다.. 가장 최근의 거부는 오하이오주 크로포드 카운티에서 5월 XNUMX일에 발생했으며, 이 프로젝트는 현재 죽은 것을 포함하여 프로젝트에 대한 격렬한 반대를 보아온 회사인 Apex Clean Energy가 제안한 풍력 프로젝트를 거부했습니다. 약 20,000에이커를 덮을 예정인 뉴욕의 ​​Lighthouse Wind 프로젝트.

내가 최근에 쓴 책에서 설명했듯이, 권력의 문제 : 전기와 국가의 부, 그리고 위의 그래픽에서 풍력 에너지의 낮은 전력 밀도는 풍력 터빈만으로 미국의 기존 전력 수요를 충족하려면 캘리포니아 크기의 두 배에 달하는 토지 면적이 필요하다는 것을 의미합니다. 특히 캘리포니아에서 풍력 에너지를 건설하는 것이 거의 불가능하다는 점을 고려할 때 이는 터무니없는 양의 영토입니다.

태양 에너지는 어떻습니까? 에탄올이나 풍력보다 전력 밀도가 높지만(제곱미터당 약 10와트) 폴리실리콘, 강철 및 구리를 비롯한 많은 재료 투입이 필요합니다. 또한 많은 토지를 필요로 하기 때문에 전국의 수많은 커뮤니티가 Big Solar를 거부하고 있습니다..

이제 롤스로이스로 돌아갑니다. 회사의 470메가와트 SMR 비용은 약 2.3억 달러이며 약 10에이커의 부지가 필요합니다. 이는 새로운 발전소가 평방 미터당 10,000와트 이상의 전력 밀도를 가질 것임을 의미합니다. 수학은 다음과 같습니다. 470,000,000와트를 40,489제곱미터로 나눈 값 = 제곱미터당 11,608와트입니다. 90%의 용량 계수(공장이 전체 전력에서 90%의 시간 동안 작동함을 의미)를 가정하면 평방 미터당 10,447와트가 됩니다. 분명히 말하자면, 그것은 매우 높은 수치입니다. 바로 위의 두 번째 그래픽에서 볼 수 있듯이 최근에 폐쇄된 뷰캐넌의 인디언 포인트 에너지 센터의 전력 밀도는 평방 미터당 약 2,000와트였습니다.

최고의 원자력 분석가이자 아토믹 인사이트 Atomic Show 팟캐스트의 진행자는 Rolls-Royce 원자로에 대해 낙관적입니다. 그는 회사가 성공하고 새로운 SMR을 구축할 수 있도록 자금과 정부의 지원을 받고 있다고 말했습니다. “잠수함용 원자력 발전소와 항공기 엔진을 포함한 복잡한 기계를 수십 년 동안 제작한 경험이 있는 기술적으로 정교한 회사입니다.”라고 그는 목요일에 나에게 말했습니다.

또 다른 긍정적인 신호: 영국 총리 보리스 존슨이 핵을 크게 껴안고 있습니다. 이달 초 영국의 Hartlepool 원자력 발전소를 방문하면서 그는 원자력이 “러시아의 석유와 가스를 포함한 화석 연료를 끊는 데 절대적으로 중요하다”고 말했습니다. 그는 또한 영국이 많은 원자로를 건설할 것이라고 말했습니다. "XNUMX년마다 새 건물을 짓는 대신 매년 건물을 지어 깨끗하고 안전하며 신뢰할 수 있는 에너지로 가정에 전력을 공급할 것입니다."

확실히 보리스는 많은 말을 합니다. 그리고 예, 우리는 전에 세계 원자력 부문의 반등에 대해 들었습니다. 그러나 이번에는 사실 다를 수 있습니다. 천연가스 및 석탄의 국제 가격 급등(뉴캐슬 벤치마크는 현재 톤당 약 $400)과 푸틴 대통령의 우크라이나 침공으로 인한 엄청난 불확실성을 포함한 여러 요인이 원자력 에너지 부문에 희망과 자본을 불어넣고 있습니다. 하지만 롤스로이스만이 아니라는 사실을 기억하십시오. 이달 초 뉴스케일파워(시세: SMR) 뉴욕증권거래소에 상장. 프랑스는 원자력 산업을 활성화할 것이라고 말했습니다.

이러한 발전은 자연 환경, 우리의 새, 박쥐, 곤충, 그리고 예, 사람들에게 좋은 소식입니다. 풍력 및 태양열 프로젝트와 함께 환경을 황폐화시키는 에너지 스프롤 대신, 새로운 원자력 시대는 자연을 아끼고 전력망에 탄소 제로 주스를 더 많이 제공하는 초고출력 밀도 원자로를 제공할 것을 약속합니다. 롤스로이스에는 풍력이나 태양광보다 뛰어난 기술만 있는 것이 아닙니다. 10,000배 더 나은 기술을 가지고 있습니다.