전쟁과 기후의 도전

영국 총리는 지난 주 우크라이나 전쟁이 시작된 이래 유럽에서 천연가스 가격이 약 150%나 치솟은 천연가스 가격 상승을 상쇄하기 위해 원자력으로 전환하는 것을 고려할 수도 있다고 말했습니다. 이번 가격 인상폭은 두 배 이상이다.

이는 또한 원자력이 녹색 에너지를 제공하기 때문에 온실가스(GHG) 배출 순 제로라는 영국의 강력한 기후 입장을 뒷받침할 것입니다. 그러나 다른 측면에서는 그다지 깨끗하지 않습니다. 아래를 참조하세요.

그러나 고에너지 국가들은 원자력에서 천연가스로 전환하고 있습니다. 블룸버그 그린 뉴스레터는 2021년 독일의 원자력 발전량이 최고치보다 60%, 영국은 50%, 일본은 87% 낮다고 밝혔습니다.

우크라이나에서 전쟁이 격화되는 가운데 한 관찰자는 독일이 가스 위기에 직면할 경우 좀처럼 꺼졌던 원자력 발전소를 재개할 수도 있다고 제안했습니다. 독일은 가스의 49%를 러시아로부터 수입한다.

원자력이 천연가스 에너지의 대안이자 세상을 탈탄소화하는 방법으로 또 다른 모습을 보여줄 수 있을까요?

유럽의 천연가스와 원자력.

러시아가 독일로 향하는 주요 파이프라인인 노드스트림 1호기를 끊었다면 독일과 다른 유럽 국가들이 어떻게 가스를 대체할 수 있었겠는가? 새로운 파이프라인인 노드스트림 2(Nordstream XNUMX)는 러시아로부터 가스 공급을 시작하기도 전에 우크라이나 전쟁을 이유로 최근 독일에 의해 폐쇄되었기 때문에 도움이 되지 않을 것입니다.

한 가지 해결책은 주요 수출국인 호주, 카타르, 미국이 유럽으로의 LNG 수입을 늘리는 것입니다. 더 많은 수출 터미널과 특수 LNG 화물 탱커가 더 많이 필요합니다.

원자력은 천연가스 에너지를 대체할 수 있는 선택인가? 쉽지 않거든요. 28개국 중 34개국 2020년 유럽에서는 원자력보다 천연가스 에너지를 더 많이 소비했습니다.

독일은 2.6엑사줄(EJ)을 소비했습니다. 더 많은 에너지 핵보다는 가스에서요. 그 다음으로 큰 격차는 이탈리아(2.4EJ)와 영국(2.2EJ)입니다.

대부분의 국가는 원자력보다 천연가스에 더 의존합니다. 프랑스는 큰 예외 중 하나입니다. 프랑스 전력의 37%가 원자력 발전소에서 공급되기 때문입니다. 원자력 에너지 소비량은 천연 가스(1.7EJ 이상)보다 훨씬 더 많습니다.

기후 관점.

천연가스는 폐기물에서 생산되지 않는 한 화석 연료입니다. 많은 사람들은 가스가 석탄과 석유보다 두 배 더 깨끗하게 연소되기 때문에 재생에너지로 전환하는 과정에서 가교 연료가 될 것이라고 주장해 왔습니다. 예를 들어, 석유 메이저 BP의 에너지 전망 2020 2050년까지 순 제로에 도달하는 데 필요한 가스가 지배적인 화석 연료가 될 것이라고 가정한 미래 시나리오는 풍력, 태양열, 수력에서 나오는 에너지 양의 절반에 불과합니다.

그러나 일부 원자력 발전소를 늘리면 확실히 온실가스 배출을 줄이고 가스 및 석탄 화력 발전소에 대한 의존도를 줄이는 데 도움이 될 것입니다.

빌 게이츠는 원자력에 대해 또 다른 긍정적인 점을 덧붙였습니다. 그의 책에는 기후 재해를 피하는 방법, Gates는 원자로가 건설 자재 10파운드당 전통적인 재생 에너지보다 훨씬 더 많은 에너지를 제공한다고 말합니다. 태양광, 수력, 풍력 시스템은 동일한 에너지 단위를 생산하기 위해 원자로를 건설하는 것보다 15~XNUMX배 더 많은 콘크리트와 강철을 필요로 합니다. 그는 이렇게 말합니다. 왜냐하면 온실가스 배출이 많기 때문입니다. 제조 이러한 콘크리트 및 강철 재료.

유럽의 모든 천연가스를 원자력 에너지로 대체하려면 무엇이 필요할까요? 하나의 추정 신규 원전은 50~150개다. 평균 34개국 이상이라면 각 국가는 대략 1~4개의 원자력 발전소를 건설해야 한다는 것을 의미합니다. 아마도 이는 2050년까지 가능하지만 아래에서 논의되는 논란의 여지가 있는 문제로 인해 그럴 가능성은 거의 없습니다.

논쟁의 여지가 있는 핵 문제.

두 가지 큰 문제는 원자로가 허가, 규제 및 건설에 오랜 시간이 걸리고 비용이 많이 들고 일반적으로 예산을 초과한다는 것입니다. 이를 항상 저렴해지고 있는 풍력, 태양광, 배터리 재생 에너지와 대조해 보세요.

둘째, 사용후핵연료는 방사성이므로 지하 저장고가 오랫동안 안전할지 확신하기가 매우 어렵습니다. 비록 핵 폐기물의 작은 부분 수명이 길고 방사능이 높기 때문에(전체의 3%), 이는 일반적으로 수만 년 동안 깊은 지질 저장을 통해 분리 및 격리되어야 합니다.

참고로 미국의 핵폐기물 저장은 설득력 있는 문제. 미국의 폐핵연료는 33개 주에 존재하며 75개 부지에 저장되어 있습니다. 폐기물은 매년 2,000톤씩 증가하고 막대한 책임액은 30억 달러에 달합니다.

두 사이트에 저장하기 위한 임시 솔루션이 제안되었습니다. 하나는 뉴멕시코에 있는 Holtec이고 다른 하나는 텍사스에 있는 ISP입니다. 둘 다 페름기 분지에 위치하지만 부분적으로는 논란의 여지가 있다. 지진. 이러한 일을 막기 위해 미국 상원에 새로운 법안이 제안되었습니다.

소형 모듈형 원자로.

SMR은 위에서부터 첫 번째 문제, 즉 원자력 발전소를 허가, 규제 및 건설하는 데 오랜 시간이 걸리는 소형 모듈형 원자로입니다. SMR은 일반적으로 300MW의 전기를 생산하며 공장에서 건설되도록 설계되었습니다. 그러한 원자로는 200,000만 가구에 전력을 공급할 수 있습니다. SMR에는 50가지가 넘는 다양한 디자인이 있습니다.

DOE는 지출했습니다 현재까지 SMR에 1.2억 달러 이상을 투자했으며 이제 NuScale과 같은 회사에 향후 5.5년 동안 SMR 설계를 개발하고 시연하기 위해 최소 10억 달러를 더 제공하려고 합니다. 실제 적용은 아마도 20~XNUMX년 정도 걸릴 것입니다.

핵융합은 언제쯤?

1950년대 태평양을 밝혔던 수소폭탄에서 입증된 것처럼, 수소 핵융합은 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 안에 유럽 ​​합작 기업 영국 옥스퍼드셔의 JET라고 불리는 거대한 도넛 모양의 자석에는 100억도의 초고온으로 가열되는 플라즈마가 들어있습니다.

최근 팀은 생산되는 핵융합 에너지를 두 배로 늘렸다고 발표했는데, 이는 큰 진전입니다. 수소 융합은 약 5초 동안 계속 진행되었는데, 이는 이전 테스트에 비해 큰 발전이었습니다. 도넛 자석 내부의 플라즈마는 이 5초 동안 우리 태양 내부의 조건을 모방하고 있었습니다. 물론 핵융합은 태양에너지의 원천이다.

다음 단계는 2035년에 시작될 것으로 예상되는 프랑스의 Iter라는 더 크고 더 나은 실험실에서 이루어질 것입니다. 매력은 1파운드의 핵융합 연료가 10파운드의 석탄, 석유 또는 1파운드의 에너지보다 천만 배 이상을 생성한다는 것입니다. 가스. 그러나 핵융합의 상업적 적용은 수십 년이 걸리므로 2050년 이전에는 기후 변화에 대한 해결책이 아닙니다.

앞으로 나아갈 것입니다.

원자력은 청정에너지로 풍력발전단지에 비해 시설은 작지만 가격이 비싸다. 원자력은 또한 원자로를 건설하는 데 사용되는 콘크리트, 강철과 같은 재료를 제조할 때 온실가스를 훨씬 적게 배출합니다. 원자력은 또한 1986년 체르노빌을 제외하면 훌륭한 안전 기록을 가지고 있습니다. 2011년 후쿠시마는 끔찍했지만 인명 피해는 없었습니다.

그러나 위에서 언급한 우려는 원자력 가격이 계속 치솟거나 전쟁 관련 제재 또는 제재 회수로 인해 러시아로부터의 가스 흐름이 차단될 경우 유럽에서 천연가스를 대체할 수 있는 실질적인 해결책이 아니라는 것을 의미합니다.

또한 원자력이 지구 온실가스 배출 완화에 크게 기여할 가능성은 거의 없습니다. 전 세계 에너지 소비의 4.4% 신축 원전의 인허가, 규제, 건설, 비용이 너무 많다. 그리고 대부분의 유럽 국가의 출발선은 너무 멀습니다. 원자력 에너지 소비 비율은 영국의 경우 2020%, 독일의 경우 6.7%, 미국의 경우 4.9%에 불과합니다. 단, 좀먹은 원자로가 빨리 부활할 수 없다면 말이죠.