Сколько ветряных турбин потребуется, чтобы заменить микроядерный реактор?

Поскольку мы постепенно отказываемся от зависимости от ископаемого топлива, все еще ведутся дискуссии о том, как восполнить пробелы в наших энергетических потребностях. Конечно, возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра, помогают справиться с этой нагрузкой, а современные турбины гораздо более эффективны, чем их ранние разработки. Однако подобные схемы возобновляемых источников энергии еще не готовы покрыть весь дефицит энергии, особенно в местах, где ветер не дует постоянно или где крупномасштабные установки просто нецелесообразны.

Вот почему ядерную энергетику до сих пор регулярно рекламируют как источник энергии, необходимый планете для перехода от ископаемого топлива. Несмотря на то, что вокруг ядерной энергетики всегда возникают споры и дебаты, она действительно обладает «мощным ударом». Чтобы заменить типичный ядерный реактор, потребуется около 800 ветряных турбин. Площадь всех этих турбин будет примерно в 1000 раз больше, чем у ядерного реактора — это просто непрактичный вариант. Однако есть сравнение, где правила игры могут быть немного более справедливыми: ядерные микрореакторы.

Микрореакторы, как следует из названия, представляют собой небольшие реакторы, полезные для снабжения электроэнергией изолированных населенных пунктов, военных объектов, исследовательских станций и других мест, где доступ к сети ограничен или отсутствует вообще. Во многих из этих ситуаций и при наличии правильных условий ветряные турбины также могут использоваться в качестве источника энергии.

Однако, чтобы по-настоящему понять, чем ветряные турбины отличаются от микрореакторов, нам сначала нужно понять несколько вещей.

В отношениях между ядерной энергетикой и портативностью нет ничего нового. Подводные лодки ВМС США, например, используют переносные ядерные реакторы с тех пор, как в 1954 году в качестве первой атомной подводной лодки был введен в эксплуатацию военный корабль США «Наутилус». Военно-морские реакторы последнего поколения питают такие корабли, как военный корабль США «Джеральд Р. Форд», один из крупнейших авианосцев в мире.

Однако, независимо от размера, все ядерные реакторы высвобождают энергию, содержащуюся в материи, путем расщепления атомов урана или плутония и используют выделяющуюся тепловую энергию для питания турбин, генерирующих электричество. Подавляющее большинство ядерных реакторов относятся к типу, известному как реакторы с водой под давлением (PWR), а типичный коммерческий реактор производит около 1 гигаватта электроэнергии.

Когда дело доходит до ядерных микрореакторов, их физические основы идентичны, но есть некоторые фундаментальные различия. К ним относятся способы охлаждения реакторов, при этом разрабатываются различные типы реакторов. Однако для целей этой статьи наиболее очевидным отличием является размер. Хотя четкого определения классификации микрореакторов не существует, Управление энергетической информации США (EIA) классифицирует микрореакторы как производящие мощность от 1 до 20 мегаватт. Несмотря на то, что существуют аргументы в пользу того, что 50-мегаваттные реакторы также попадают в эту категорию, давайте дадим ветряным турбинам справедливый удар и основываем нашу сравнительную цифру на определении EIA. Чтобы быть полностью справедливым, мы установим планку где-то посередине и проведем сравнение с микрореактором мощностью 10 мегаватт.

Теперь, когда мы установили базовую линию для микрореактора, нам нужно сделать то же самое для ветряной турбины. Однако здесь нам также необходимо обратить внимание на один из самых больших недостатков ветряных турбин — для работы им нужен ветер, а погода не всегда играет на руку. Измеренная мощность ветряной турбины — это ее максимально возможная мощность в идеальных ситуациях. Наше сравнение должно будет это учитывать. Итак, давайте снова разделим разницу и предположим, что ветряные турбины расположены там, где достаточно ветра, чтобы они постоянно выдавали половину своей максимальной мощности.

Это подводит нас к следующему пункту. Сколько энергии может генерировать ветряная турбина? Размер здесь тоже имеет значение: чем больше турбина, тем больше мощности она производит. Чтобы дать ветряным турбинам наилучшие шансы, давайте предположим, что мы собираемся добиться больших успехов. Большая береговая ветряная турбина может иметь диаметр ротора около 438 футов и производить оптимальную мощность до 3,5 мегаватт. Или около 1,75 мегаватт для нашего сравнения с поправкой на ветер. В этом сценарии, по сравнению с микрореактором мощностью 10 мегаватт, нам понадобится около шести ветряных турбин, чтобы заменить его.

На первый взгляд, это выглядит реалистичным вариантом. Конечно, по сравнению с заменой коммерческого реактора ветряными турбинами, цифры, безусловно, лучше. Однако нам нужно немного смягчить это — микрореактор будет обеспечивать постоянную мощность независимо от погодных условий и может работать годами без дозаправки.