ה-SMR של רולס רויס ​​צריך פי 10,000 פחות קרקע מאנרגיית רוח, מוכיח את 'חוק הברזל של צפיפות הכוח'

בחודש שעבר, רולס רויס ​​אמרה כי היא מצפה לקבל אישור רגולטורי מהממשלה הבריטית עד 2024 עבור הכור המודולרי הקטן שלה בהספק של 470 מגה וואט וכי היא תתחיל לייצר חשמל ברשת החשמל של בריטניה עד 2029.

האם זה יקרה? הזמן יגיד. פרויקטים וסטארט-אפים גרעיניים רבים עברו את התאריכים החזויים שלהם. אבל ההכרזה של רולס רויס ​​חשובה משתי סיבות. ראשית, זה מוסיף יותר אמון לתפיסה שלמעשה מתקיימת רנסנס גרעיני עולמי. שנית, תכנון הכור החדש של רולס-רויס בנפח 470 מגה-וואט מראה שבגלל צפיפות ההספק הבלתי מתעלה שלו, אנרגיה גרעינית היא הדרך היחידה שבה נוכל לייצר חשמל בקנה מידה תוך שמירה על הסביבה הטבעית והפחתת פליטת גזי חממה.

למה? צפיפות ההספק של המפעלים הגרעיניים שמתכננת רולס רויס ​​להקים תזדקק לפי 10,000 פחות קרקע מפרויקט רוח וכפי 1,000 פחות קרקע ממה שיידרש לפרויקט סולארי. בשל צפיפות ההספק הגבוהה להדהים שלהם, המפעלים הגרעיניים החדשים יצטרכו הרבה פחות משאבים כמו אדמה, פלדה, ניאודימיום, נחושת ובטון, מה שמוכיח את מה שכיניתי את חוק הברזל של צפיפות הכוח. עוד על זה עוד רגע.

אם דילגת על פיזיקה בתיכון (אני עשיתי), אולי אתה לא מבין למה צפיפות הספק חשובה. אין בעיה. הנה פריימר מהיר. אנרגיה (נמדדת בג'אול, או Btu) היא היכולת לבצע עבודה. כוח (נמדד בוואטים, או כוח סוס) הוא הקצב שבו מתבצעת העבודה. לא אכפת לנו מאנרגיה. מה שאנחנו רוצים זה כוח. לא בהכרח אכפת לנו באיזו צורת אנרגיה (נפט, שמש, פחם או גז) משתמשים כדי להזיז את המכונית שלנו, להפעיל את הטלוויזיה שלנו או לבשל את הפילה שלנו, אכפת לנו רק שיהיה לנו את הכוח שאנחנו צריכים להשיג העבודה שלנו בוצעה. והתוצאה של זה נכונה גם: ככל שיש לנו יותר כוח, (כוח מחשוב, כוח חימום, כוח מניע, כוח בישול) כך נוכל לעשות יותר עבודה.

צפיפות הספק היא מדד זרימת האנרגיה שניתן לרתום משטח, נפח או מסה נתונים. כלומר, כמה וואט אנחנו מסוגלים לקבל למ"ר, ליטר או קילוגרם. וזה מוביל חזרה לחוק הברזל של צפיפות הכוח. שאלתי את המושג חוק הברזל מחבר ומפרופסור מאוניברסיטת קולורדו רוג'ר פילקה ג'וניור, שטבע את חוק הברזל של האקלים, שאומר שכאשר נאלץ לבחור בין צמיחה כלכלית לפעולת אקלים, פוליטיקאים ומקבלי החלטות תמיד יבחרו בצמיחה כלכלית.

חוק הברזל של צפיפות הכוח הוא בן דודו של הצו של פילקה. זה אומר: ככל שצפיפות ההספק נמוכה יותר, כך עוצמת המשאב גבוהה יותר. אם אתה מסתמך על מקור צפיפות הספק נמוכה כמו אתנול תירס (0.1 וואט למ"ר) או אנרגיית רוח (1 וואט למ"ר), עליך לנטרל את זרימת האנרגיה הזעומה הזו עם תשומות גדולות של משאבים אחרים. עבור אתנול, זה אומר להשתמש בהרבה אדמה, דשן ודלק סולר כדי לגדל מספיק תירס כדי לייצר כמויות משמעותיות של דלק נוזלי. בשנה שעברה, דייב מריל, כתב אס ומנתח נתונים בבלומברג, דיווח כי "שני שלישים מטביעת הרגל האנרגטית הכוללת של אמריקה מוקדש ל...תירס הגדל לאתנול. זה דורש יותר קרקע מכל שאר מקורות הכוח גם יחד". מריל קבעה כי דלק ביולוגי (בעיקר אתנול תירס) משתמש בכ-80,000 מייל רבועים, שטח גדול יותר ממדינת נברסקה.

לאנרגיית רוח יש את אותה בעיה כמו אתנול. כדי לייצר כמויות משמעותיות של חשמל, פרויקטי רוח דורשים שטחי אדמה עצומים ונפחים מדהימים של פלדה, בטון, נחושת ואלמנטים נדירים של אדמה. דרישות השימוש בקרקע הן אחת הסיבות העיקריות לכך שאנרגיית הרוח עומדת בהתנגדות כה עזה ברחבי הארץ. כפי שאני מראה ב מסד נתונים מתחדשים, כ-331 קהילות ברחבי הארץ דחו או הגבילו פרויקטי רוח מאז 2013. הדחייה האחרונה התרחשה ב-5 במאי במחוז קרופורד, אוהיו, שדחה פרויקט רוח שהוצע על ידי Apex Clean Energy, חברה שראתה התנגדות עזה לפרויקטים שלה, כולל המתים כעת. פרויקט Lighthouse Wind בניו יורק שעתיד לכסות כ-20,000 דונם.

כפי שאני מסביר בספר האחרון שלי, שאלה של כוח: חשמל ועושר העמים, ובגרפיקה שלמעלה, צפיפות ההספק הנמוכה של אנרגיית הרוח פירושה שכדי לענות על הביקוש הקיים לחשמל באמריקה עם טורבינות רוח בלבד, יהיה צורך בשטח קרקע פי שניים מגודלו של קליפורניה. זו כמות אבסורדית של טריטוריה, במיוחד בהתחשב בכך שכמעט בלתי אפשרי לבנות אנרגיית רוח בקליפורניה.

מה לגבי אנרגיה סולארית? יש לו צפיפות הספק גבוהה יותר מאתנול או רוח - כ-10 וואט למ"ר - אבל גם הוא דורש הרבה כניסות חומרים כולל פוליסיליקון, פלדה ונחושת. זה גם דורש הרבה קרקע, וזו הסיבה קהילות רבות ברחבי הארץ דוחות את Big Solar.

עכשיו בחזרה לרולס רויס. ה-SMR של החברה בהספק של 470 מגה וואט יעלה כ-2.3 מיליארד דולר וידרוש אתר של כ-10 דונם. כלומר, לתחנת הכוח החדשה תהיה צפיפות הספק של למעלה מ-10,000 וואט למ"ר. הנה המתמטיקה: 470,000,000 וואט חלקי 40,489 מ"ר = 11,608 וואט למ"ר. אם נניח מקדם קיבולת של 90% (כלומר המפעל יפעל במלוא הספק 90% מהזמן) שמגיע ל-10,447 וואט למ"ר. שיהיה ברור, זה מספר גבוה מאוד. כפי שאני מראה בגרפיקה השנייה ישירות למעלה, צפיפות ההספק של מרכז האנרגיה אינדיאן פוינט שנסגר לאחרונה ביוקנן הייתה כ-2,000 וואט למ"ר.

רוד אדמס, מנתח אנרגיה גרעינית מוביל והמוציא לאור של תובנות אטומיות ומנחה הפודקאסט של Atomic Show, הוא שורי בכור של רולס רויס. לדבריו, לחברה יש את הכסף והגיבוי הממשלתי שאמורים לאפשר לה להצליח ולבנות את ה-SMR החדש. "זו חברה מתוחכמת מבחינה טכנית עם עשרות שנות ניסיון בבניית מכונות מורכבות כולל מנועי מטוסים ותחנות כוח גרעיניות לצוללות", הוא אמר לי ביום חמישי.

סימן חיובי נוסף: ראש ממשלת בריטניה בוריס ג'ונסון נותן חיבוק גדול לגרעין. מוקדם יותר החודש, בעת ביקור בתחנת הכוח הגרעינית של הארטלפול באנגליה, אמר כי הגרעין הוא "מכריע לחלוטין לגמילה מדלקים מאובנים, כולל נפט וגז רוסיים". הוא גם אמר שבריטניה תבנה הרבה כורים. "במקום חדש בכל עשור, אנחנו הולכים לבנות אחד כל שנה, להניע בתים עם אנרגיה נקייה, בטוחה ואמינה."

מה שבטוח, בוריס אומר הרבה דברים. וכן, שמענו בעבר על ההתאוששות בגזרת הגרעין העולמית. אבל הפעם, אולי, למעשה, יהיה שונה. מספר גורמים, כולל עליית המחירים העולמיים של גז טבעי ופחם (המדד של ניוקאסל עומד כעת על כ-400 דולר לטון), ואי ודאות עצומה עקב פלישת פוטין לאוקראינה, נותנים לתחום האנרגיה הגרעינית גל של תקווה והון. אבל זכרו, זה לא רק רולס רויס. מוקדם יותר החודש, NuScale Power (טיקר: SMR) פורסם בבורסה של ניו יורק. צרפת אמרה שהיא תגביר את תעשיית הגרעין שלה.

התפתחויות אלו הן חדשות טובות עבור הסביבה הטבעית, עבור הציפורים שלנו, העטלפים, החרקים, וכן, עבור האנשים. במקום התפשטות האנרגיה הפוגעת בנוף שמגיעה עם פרויקטים של רוח ושמש, העידן הגרעיני החדש מבטיח לספק כורים בצפיפות הספק סופר-גבוהה שחוסכים על הטבע ומביאים יותר מיץ אפס פחמן לרשתות החשמל שלנו. לרולס רויס ​​אין רק טכנולוגיה טובה יותר מרוח או שמש. יש לו טכנולוגיה טובה פי 10,000.