L’Outlook per l’energia Nucleare negli stati UNITI Davvero Schifo

The Outlook for Nuclear Power in the U.S. Really Sucks

Il vertice sul clima di Parigi preso il via due settimane fa, venture capitalist Peter Thiel e scrisse un graffiante op-ed sul New York Times, denunciando la situazione dell’energia nucleare negli stati UNITI Ha citato stagnante contesto normativo in grado di adattarsi al nuovo e innovativo reattori, e ha continuato pubblico isteria in materia di sicurezza e di smaltimento di rifiuti radioattivi, come il principale colpevole ci trattiene da una forte propulsione nucleare futuro.

Thiel rende alcuni punti validi. Ma la cosa veramente uccidere il nucleare in questo paese è di giardino-varietà economia: nell’emergente mercato dell’energia del 21 ° secolo, il nucleare non può competere con particolare ultra-mercato del gas naturale.

E ‘ importante perché il gas naturale le piante emettono gas serra, mentre le centrali nucleari non. L’Agenzia Internazionale per l’Energia ha stimato che dobbiamo raddoppiare capacità nucleare a livello mondiale entro il 2050 per soddisfare i 2 gradi Celsius tappo sul riscaldamento globale impostare il Panel Intergovernativo sul Cambiamento Climatico (IPCC). Altri paesi si stanno intensificando — ci sono 437 reattori nucleari in funzione nel mondo, e circa il 66 reattori in costruzione—, ma gli stati UNITI è la chiusura più vecchie piante piuttosto che costruirne di nuovi. E fonti di energia rinnovabili, mentre cresce molto rapidamente e non sarà in grado di colmare il gap con loro.

Concesso, ci sono attualmente più di 100 centrali nucleari negli stati UNITI, per la fornitura di circa il 19% del totale fabbisogno di energia elettrica, secondo Steven Koonin, un fisico nucleare presso l’Università di New York, che ha lavorato sulla politica energetica degli stati UNITI per molti anni. Ma queste piante sono l’invecchiamento out: entro 20-30 anni, la maggior parte di loro sarà probabilmente essere chiuso, a meno che le loro licenze sono estesi. Ci sono solo cinque i nuovi impianti autorizzati dalla Nuclear Regulatory Commission (NRC) attualmente in costruzione — e uno di questi è un vecchio progetto che è stato recentemente rilanciato. Tutti sono molto in ritardo e fuori budget.

“Ci sono un sacco di scienziati del clima parlando di come abbiamo bisogno di energia nucleare o non siamo in grado di risolvere il cambiamento climatico”, ha detto Greg Jaczko, un ex presidente del NRC, che ora è un consulente in Washington, DC. “Ho sentito dire che e penso, beh, allora stiamo mai andando a risolvere il cambiamento climatico, perché l’energia nucleare non è intenzione di farlo. Non stiamo facendo oggi quello che avrebbe bisogno di essere fatto per mantenere la sua enorme flotta di reattori in futuro.”

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Non è Facile Essere Verde

Si tratta di una incredibile prezzo di cartellino. Ogni tipo di generazione di energia elettrica ha costi associati, ma anche per costruire una centrale nucleare nella maggior parte degli stati, le aziende devono mettere la spesa in conto capitale in anticipo e assorbire che il costo per il tempo che ci vuole per completare la costruzione. Questo è di solito da cinque a sette anni, in media, anche se gli ultimi modelli sono stati afflitti da gravi ritardi e superamento dei costi. E stiamo parlando di un grande investimento: tra $8 a $10 miliardi di euro per un singolo impianto di grandi dimensioni.

Jaczko stime che avrebbe un costo di 540 miliardi di dollari per costruire 90 nuovi impianti, nei prossimi 20 anni — equivalente a tutto il Dipartimento del bilancio della Difesa. Anche se si sfalsati questo, la costruzione di cinque nuovi impianti di ogni anno, che ancora oggi ammonta a 30 miliardi di dollari all’anno, equivalenti a tutto il Dipartimento dell’Energia (DOE) di bilancio. E supponendo che la domanda di energia rimane costante, quando è molto più probabile ad aumentare.

Il problema non è la fonte di energia, l’uranio è altamente efficiente. E ‘ quello che serve per sfruttare l’energia in modo sicuro e affidabile. Ad esempio, la luce-reattori ad acqua (Lwr), di gran lunga il più comune, si basano su acqua pompata a dissipare il calore e raffreddare il reattore. Ma l’acqua è in grado di assorbire così tanto calore. Quando fa abbastanza caldo, a una pressione molto elevata, ha tanta energia può frattura in acciaio massiccio e strutture in calcestruzzo. Da qui la necessità per più treni di attrezzature di sicurezza; se una parte non riesce, una copia di backup a calci.

Koonin riconosce che i costi di costruzione per gli impianti nucleari sono fortemente anteriore caricato, ma egli sostiene che una volta che un notevole investimento iniziale è pagato, non ci sono solo i costi di esercizio come il carburante, la manutenzione e il personale a contendere con. “Si tratta fondamentalmente di un bancomat”, ha detto a Gizmodo.

Gli investitori non sembrano condividere il suo ottimismo. “Io parlo con il tipo di persone che il finanziamento di questi progetti, e sono molto solidale con la tecnologia, ma in privato che mi dirà, ci piacerebbe passare al nucleare, ma la prestazione non è stata buona sufficiente a giustificare l’investimento di capitale”, ha detto Jaczko. “Nessuno investe in centrali nucleari.”

Così come su di potenziamento degli impianti esistenti, invece? L’NRC ripartire licenze estensioni po’, ma Jaczko è scettico sul fatto che questa sarà una soluzione praticabile, dal momento che l ‘ 80% degli impianti esistenti avrebbe bisogno di licenza estensioni per soddisfare il paese fabbisogno di energia elettrica. Gli impianti più antichi, in particolare, richiedono costosi lavori di ristrutturazione, e ancora non essere in grado di competere, prezzo-saggio, con il gas naturale. I margini di profitto proprio non ci sono. “La linea di fondo, la maggior parte [nucleare] stabilimenti nel paese sono andare a chiudere in due decenni o giù di lì,” ha detto Jaczko.

È già iniziata. Entergy ha chiuso il suo Vermont Yankee impianto nucleare nel gennaio di quest’anno, dopo 42 anni di funzionamento, anche se si è concesso in licenza ad operare fino al 2032. L’azienda è anche la chiusura di sua Fitzpatrick impianto a Oswego, New York; tale impianto, si prevede una perdita di circa $40 milioni nel 2016 da solo. Anche la chiusura: il Kewaunee struttura in Wisconsin e della Florida Crystal River impianto.

Nel nord dell’Illinois, Excelon, probabilmente, sarà chiuso il suo piccolo reattore singolo impianto, anche se la NRC ha accettato di concedere in la pianta per altri 20 anni. Ma a condizione che l’impianto sia ristrutturato, che potrebbe costare tanto quanto $1 miliardo. L’azienda può costruire un nuovo fiammante a ciclo combinato a gas impianto ad un prezzo abbordabile di $500-$600 milioni. “È difficile da giustificare, verde per gli azionisti quando si sta perdendo soldi su ogni chilowatt che viene prodotto,” ha detto Robert Rosner, un plasma, un fisico presso l’Università di Chicago e co-fondatore della sua Politica Energetica dell’Istituto.

Nucleare tiene molto più potenziale nel sud-est Asiatico e il Medio Oriente, secondo Rosner. Nonostante il caos l’incidente di Fukushima, il Giappone ha girato uno dei suoi reattori e Rosner è sicuri più a seguire — anche se i vecchi reattori, come quelli utilizzati nella centrale di Fukushima, sarà più probabile essere in pensione. La cina ha disperatamente bisogno di un’alternativa per il carbone e l’energia nucleare è la loro opzione migliore. Come per il Medio Oriente, Rosner ha detto che ci sono quattro reattori attualmente in costruzione, e i piani per 18 reattori in Arabia Saudita.

Ma negli stati UNITI, Rosner crede di prendere una catastrofe di qualche tipo prima dell’attuale tendenza preoccupante modifiche — e solo ad una catastrofe potrebbe essere già si profila per il mio stato di California. A quanto pare la siccità, incendi, terremoti e orribili traffico non è sufficiente, abbiamo bisogno di una crisi energetica per l’avvio. Lo stato è la chiusura di San Onofre impianto vicino a San Diego, uno dei due principali centrali nucleari nel territorio dello stato, e Rosner pensa che è probabile che il Diablo Canyon impianto sarà chiuso, troppo.

La California sta scommettendo pesantemente sulle energie rinnovabili con la sua energia al portafoglio, ma Rosner è scettico che le fonti rinnovabili possono colmare il deficit. La conseguenza potrebbe essere a rotazione abbassamenti di tensione, come il sistema di alimentazione fatica a tenere il passo con le esigenze dei consumatori. Che lascia impianti di gas naturale, come un breve termine soluzione provvisoria, che può essere costruito in fretta, sono molto efficienti, e l’economia di lavoro per aziende di servizi. Ma non in grado di contribuire a ridurre le emissioni di CO2, quindi è il contrario dello stato attuale strategia energetica. Ancora, “la California non può avere una scelta,” ha detto Rosner.

Ma non siamo a corto di riserve di gas naturale? “Lo si desidera,” Rosner riso mestamente. Sì, le riserve di shale minate da fracking potranno eventualmente essere impoverito, ma c’è ancora un sacco di metano sul fondo dell’oceano. È una grande sfida tecnica per portare in superficie, ma i Giapponesi, in particolare, stanno perseguendo questa risorsa con gusto.

Diversi anni fa, quando ho parlato con esperti della comunità dell’energia, c’è stato un solido consenso che, mentre l’obiettivo finale era la fase di combustibili fossili e di spostare la maggior parte della produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, l’energia nucleare, sarebbe una vitale provvisori fonte di energia. Ora sembra nucleare sarà gradualmente, troppo, e il gas naturale fornirà a breve termine soluzione provvisoria — nonostante il fatto che questa verserà più di CO2 in atmosfera.

Oh, e la California è praticamente fottuto.

Un Barlume di Speranza?

Il problema più grande con le rinnovabili andando avanti è ciò che è noto come l’invio problema. Il potere esistente sistema di griglia è gestito attivamente verso il secondo per garantire che la fornitura corrisponde sempre la domanda. Centrali nucleari e a carbone fornire una linea di base di alimentazione; sono pensati per funzionare tutto il tempo. Gas-impianti alimentati possono essere facilmente attivata e disattivata in risposta alle fluttuazioni della domanda. Ma fonti rinnovabili come l’energia eolica e solare per produrre energia elettrica in modo intermittente: non è sempre vento, e le nuvole possono oscurare il sole. In modo che non si adattano bene in rete esistente modello. Batteria migliore tecnologia di storage potrebbe aiutare a risolvere il problema, e General Electric, tra gli altri, è fortemente investito in quell’area. Ma non abbiamo ancora nulla in grado di enormi scale richiesto.

C’è qualcosa chiamato slow stoccaggio dell’energia che funziona abbastanza bene in alcune regioni geografiche, in particolare in Europa e in nord dello stato di New York, secondo Rosner. Pompa acqua, il Fiume Hudson per un serbatoio, per esempio, quando non c’è molta domanda e l’elettricità è a buon mercato. Poi, quando picchi di domanda, inviare indietro attraverso lo stesso turbine, questa volta di produzione di energia elettrica. Ma come dice il nome, è un processo lento— non è possibile fare questo con il secondo tempo di risposta richiesto dalla rete elettrica.

Un approccio alternativo è quello di utilizzare l’idrogeno come un supporto di memorizzazione, una sorta di ” chimica della batteria. Una società denominata Siemans è attualmente in esecuzione di un esperimento a Magonza, utilizzando l’eccesso di energia elettrica da fonte eolica e solare durante il rallentamento della domanda di volte per produrre idrogeno in un impianto di elettrolisi. L’idrogeno è utilizzato per trasformare il metano in etano, aumentando così il valore di energia. Ma può anche essere memorizzati in celle a combustibile, e la griglia di scala celle a combustibile già esiste.

Tendiamo ad associare le celle a combustibile con la NASA e le missioni nello spazio, ma sono anche di interesse per l’industria automobilistica. Infatti, la Toyota ha recentemente abbandonato la sua tanto decantata alimentato a batteria auto (con Tesla fornitura di batterie), in favore di investire in idrogeno stazioni di servizio a supporto delle nuove alimentate a idrogeno Mirai auto. L’idea è quella di “convertire il vostro intero settore dei trasporti su motori elettrici che azionava le ruote, ma con celle a combustibile piuttosto che le batterie che fornisce l’energia elettrica”, ha detto Rosner.

Jaczko insiste sul fatto che abbiamo bisogno di guardare a lungo e duramente per il sistema di distribuzione elettrica negli stati UNITI, Che attualmente si basa su grandi impianti di alimentazione e di una vasta infrastruttura di trasmissione per inviare grandi quantità di energia elettrica ad alta tensione locale hub, dove si è poi dimesso per l’utilizzo da parte dei residenti e le imprese e così via.

“Si tratta di un modello molto vecchio,” ha detto Jaczko. “Penso che siamo condannati, falliremo, se non si inizia ad esaminare il sistema di trasmissione e distribuzione.” La rete elettrica è di invecchiamento lungo con il resto dell’America fatiscenti infrastrutture, che richiedono migliaia di miliardi di dollari per aggiornare nei prossimi 20-30 anni. Potrebbe essere un’ottima occasione. “Se si sta progettando il sistema giusto dal get-go, alcune delle altre tecnologie più senso”, ha detto.

Ci sono alcuni nuovi, innovativi progetti di reattori all’orizzonte, come i piccoli reattori modulari di design favorita da Koonin, e stato sviluppato da una startup chiamata NuScale. Poi c’è TerraPower, un progetto che Bill Gates è in via di sviluppo con la Cina: utilizza il sodio come un liquido di raffreddamento e l’uranio impoverito, come combustibile. Thiel è il sostegno di una società denominata Transatomic Potere, fondata da due studenti laureati al MIT. Che il design può bruciare il liquido di uranio (Lwr bruciare solido uranio); l’avvio rivendica il suo reattore dovrebbe essere in grado di eseguire su di combustibile di altri reattori nucleari, affrontando il problema di stoccaggio dei rifiuti.

Ma Jaczko dice i nuovi disegni sono almeno 10-30 anni di distanza da essere commercialmente valida. “Non è una tecnologia è un problema, è una di ingegneria e project management problema,” ha detto. “[Nucleare] è fondamentalmente errata tecnologia”.

E per quanto riguarda la fusione? Nonostante la recente notizia di un reattore a fusione sperimentale, Wendelstein 7-X (W7X), l’avvio della Germania, Rosner — che ha servito il DOE energia da fusione comitato consultivo — insiste sul fatto che la fusione opzione non è sul tavolo a destra ora. “L’idea che ci sarebbe la fusione in questo secolo, non è credibile”, ha detto. “Questo non è un problema ingegneristico, è una mancanza di comprensione fisica, sia per il magnetico e fusione inerziale.”

L’attuale DOE priorità di bilancio peggiorare le cose: tonnellate di finanziamento si è riversata nel Reattore Sperimentale Termonucleare Internazionale (ITER), ma la notizia che il mese scorso che ci vorranno almeno sei anni in più rispetto a quello originariamente previsto. Nel frattempo, di base, la ricerca sulla fusione è in pericolo. MIT di classe mondiale di tokamak programma di ricerca appena ricevuto l’axe — l’indicazione di sondaggio sottostante fisica della fusione nucleare non è una priorità per l’agenzia. Infatti, il finanziamento federale per l’energia nucleare, in generale, sono crollati dopo il 1970; Rosner stima che in dollari reali, gli stati UNITI spendono meno della metà sul nucleare, che ha fatto 4o anni fa. “È una sorpresa non molto sta accadendo?”, ha detto.

Non ci sono risposte facili, nessuna bacchetta magica, perché il sistema energetico è incredibilmente complicato. “Il pubblico è così schermato dalla realtà del sistema energetico”, ha detto Koonin. “La gente sta finalmente andando ad avere per capire che si può avere relativamente poco costoso di energia elettrica, si può avere emissione di energia elettrica, o si può avere una centrale nucleare.”

Come per Rosner, “Ci sono forze in corso qui, che sono molto imprevedibili”, ha detto. “Per raccontare che pensano di sapere che cosa succederà — io non la penso così. Penso che siamo in per un paio di sorprese.”

Immagine: impianto Nucleare di San Onofre, in California. Credito: Giulio Fekete/Shutterstock


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