Milzu caurumi zemē

Milzīgā rakšanas projekta malā, kas ir pirmais solis Amerikas lielākās atomelektrostacijas celtniecībā, Džošua Elkinss atrodas blakus diviem caurumiem, kas aptver 42 akrus sarkanajā Džordžijas mālā. Elkins uztur zemes pārvietošanas iekārtas, kas izraka šos caurumus, katrs līdz 15 futbola laukumiem, 90 pēdu dziļumā līdz pamatiežam, un pēc tam rūpīgi piepildīja tos līdz aptuveni 50 pēdām ar augsni, kas pārbaudīta, lai saglabātu stabilitāti zemestrīces laikā. Palīdzot likt pamatus diviem 1100 megavatu reaktoriem, ko Southern Company šeit būvē, viņa mašīnas veidos zemes kontūras atbilstoši GPS precīzi izmērītajām specifikācijām.

Izrakteņiem bagāta zeme: Ir sākusies divu lielu kodolreaktoru būvniecība Southern Company Vogtle rūpnīcā Veinsboro, Džordžijas štatā.

Pēdējo reizi, kad kāds ASV veica rakšanas darbus jaunam kodolreaktoram, Elkinss, kuram oktobrī apritēja 27 gadi, nebija dzimis. Patiešām, novatoriskais darbs šiem Vestinghausa projektētajiem reaktoriem Voglas atomelektrostacijā, kas atrodas 35 jūdzes uz dienvidiem no Augustas, Džordžijas štatā, ir pirmā jaunā kodolbūve kopš 1970. gadiem. (Divi esošie reaktori rūpnīcā sāka komerciālu darbību 1987. un 1989. gadā.) Maz ticama lielu komunālo pakalpojumu uzņēmumu, valdības politikas veidotāju un vides aizstāvju koalīcija, kas bija noraizējusies par globālo sasilšanu, cerēja, ka tā un vairākas citas lielas plānotās stacijas Amerikas Savienotajās Valstīs iezīmēs kodolenerģijas renesanses sākums, un visā valstī un visā pasaulē tiek būvēts daudz jaunu reaktoru.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2010. gada novembra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Un no pirmā acu uzmetiena šķiet, ka apstākļi beidzot ir labvēlīgi kodolenerģijas paplašināšanai. Aptuveni 18,5 miljardu dolāru federālās aizdevuma garantijas bija pieejamas, lai segtu pat 80 procentus no jaunas rūpnīcas celtniecības izmaksām, un aizdevuma programma drīzumā var piedāvāt vēl desmitiem miljardu. (Jaunie Vogtle reaktori februārī saņēma ASV Enerģētikas departamenta aizdevumu garantijas 8,3 miljardu dolāru apmērā.) Prezidents Obama, viņa administrācijas locekļi un republikāņu vadība ir aicinājuši palielināt kodolenerģijas izmantošanu kā daļu no ilgtermiņa stratēģijas. lai samazinātu ASV atkarību no fosilā kurināmā. Arī kodolenerģijas jomā ir tādi ietekmīgi tehnologi kā Microsoft dibinātājs Bils Geitss ( skatiet jautājumus un atbildes , 2010. gada septembris/oktobris ) un ilggadējais vides speciālists Stjuarts Brends, kuri ir apgalvojuši, ka kodolenerģijas jaudas paplašināšana ir būtiska, lai apmierinātu pasaulē augošo elektroenerģijas pieprasījumu ar nulles oglekļa enerģijas avotiem.

Taču tagad renesanse ir apstājusies — gan ASV, gan daudzās citās pasaules daļās. Neskaitot Vogtle spēkstaciju, vienīgais ASV kodolprojekts, kurā ir sākts darbs uz vietas, atrodas pāri Savannas upei, netālu no Dženkinsvilas, Dienvidkarolīnā, kur South Carolina Electric & Gas Company un South Carolina Public Service Authority plāno pievienot divus reaktorus. uz esošo VC Summer ražotni. Lai gan pēdējo mēnešu laikā daudzi citi komunālie uzņēmumi ir pieteikušies reaktoru vietu vai projektu apstiprināšanai, lielākā daļa plānu, tostarp daži no visizplatītākajiem piemēriem, ir saskārušies ar šķēršļiem. Čikāgā bāzētais uzņēmums Exelon, kas ir valsts lielākais kodolenerģijas operators ar 17 blokiem, ir atlicis lēmumu par divu bloku atomelektrostacijas būvniecību Viktorijas apgabalā, Teksasā. Divi citi lieli kodolenerģijas piegādātāji, NRG Energy un UniStar Nuclear Energy, ir atcēluši ilgstoši plānotu rūpnīcu celtniecību attiecīgi Teksasas dienvidos un Kalvertas apgabalā, Merilendā.

Lejupielādējiet infografikas PDF prezentāciju par kodolenerģiju.

Problēmas neaprobežojas tikai ar Amerikas Savienotajām Valstīm: projekti tiek aizkavēti daudzās valstīs ar lielām cerībām uz kodolenerģiju ( skat Kodolenerģijas ambīcijas ). Olkiluoto salā Somijā tiek būvēts pirmais no jaunas klases reaktoriem, ko projektējis franču enerģētikas gigants Areva. Tas tika sākts 2005. gadā, un tam bija jāstājas ekspluatācijā līdz 2009. gadam; tagad aplēse ir 2013. gads. Flamanvilā, Francijā, tiek būvēts otrs reaktors, kas izmanto Areva konstrukciju, kas ir paredzēts kā īpaši uzticams un kurā ir četras liekas drošības sistēmas, taču šķiet, ka tam ir radušās līdzīgas problēmas; tā mērķa datums ir pārcelts no 2012. gada uz 2014. gadu. Japānā divu modernu verdoša ūdens reaktoru būvniecības grafiki, ko nesen izstrādājuši General Electric un Hitachi, ir noslīdējuši par gadu. Ķīna būvē 24 reaktorus un plāno četrkāršot jaudu līdz 2020. gadam, taču pašlaik tā ir niecīga dalībniece, kas tikai 2 procentus no savas elektroenerģijas saražo no kodolenerģijas.

Šobrīd Amerikas Savienotajās Valstīs darbojas 104 kodolreaktori, kas nodrošina aptuveni 20 procentus no saražotās elektroenerģijas. Daudzi ir palielinājuši savu jaudu līdz pat 20 procentiem, un lielākā daļa darbojas vairāk nekā 90 procentus laika, kas ir nedaudz vairāk nekā ar oglēm vai gāzi darbināmas elektrostacijas un daudz vairāk nekā vēja parki vai saules elektrostacijas. Bet visi noveco. Džejs Apts, Kārnegija Melona universitātes Elektroenerģijas rūpniecības centra izpilddirektors, saka, ka, vecajām rūpnīcām izejot no pensijas un pieaugot pieprasījumam pēc elektroenerģijas, kodolenerģijas loma faktiski varētu sarukt. Es nedomāju, ka tas ir jautājums par to, vai atomelektrostacijas spēs uzņemties lielāku slogu, viņš saka. Tas drīzāk ir jautājums par to, vai atomelektrostacijas spēs turpināt uzņemties pašreizējo daļu. Kodolenerģijai būs jādarbojas ļoti ātri, lai paliktu savā vietā.

Izmaksu mīkla

Lai gan diskusijas par kodolenerģiju bieži koncentrējas uz sarežģītiem jautājumiem par tās drošību un lietderību kā bezoglekļa enerģijas avotu, klupšanas akmens vairāku reaktoru celtniecībai Amerikas Savienotajās Valstīs ir vienkārši izmaksas. Paredzams, ka Vogtle reaktoru cena būs no 12 līdz 14 miljardiem dolāru, daļēji atkarībā no tā, cik izmaksā īpašniekiem aizņemties naudu būvniecībai. Aplēses par 14 miljardiem ASV dolāru, rūpnīcas cena ir aptuveni 6000 $ par kilovatu (pietiekami daudz jaudas, lai logu gaisa kondicionieris darbotos). Tas ir daudz augstāks nekā citu veidu iekārtu izmaksas neatkarīgi no tā, vai tās izmanto atjaunojamo vai fosilo kurināmo. Vēja turbīnas jaudas celtniecība maksā aptuveni 2000–2500 USD par kilovatu; ar gāzi darbināmai jaudai šis skaitlis ir tikai 950–1175 USD. Advokāti apgalvo, ka, neraugoties uz augstākām atomelektrostacijas kapitāla izmaksām, šīs izmaksas var atgūt, lai laika gaitā padarītu kodolenerģiju lētu: galu galā jauna stacija ir paredzēta 60 gadu ekspluatācijai, tās ekspluatācijas un degvielas izmaksas ir salīdzinoši zemas, un tas var darboties gandrīz nepārtraukti, atšķirībā no iekārtām, kas ražo elektroenerģiju no atjaunojamiem avotiem. Problēma ir tāda, ka dažādu degvielu salīdzināmās izmaksas — un pat, piemēram, atomelektrostacijas un vēja parka būvniecības relatīvās izmaksas — var radikāli mainīties, liekot apšaubīt šos aprēķinus.

Tas, vai miljardiem dolāru jaunam reaktoram ir gudrs ieguldījums, ir atkarīgs no sarežģītiem un neprognozējamiem faktoriem: piemēram, fosilā kurināmā nākotnes izmaksām un cenas, ja tāda ir, kas noteikta par oglekļa emisijām, izmantojot valdības politiku. 2008. gada analīzē finanšu un aktīvu pārvaldības grupa Lazard aplūkoja daudzas energotehnoloģijas un katrai no tām aprēķināja izlīdzinātās enerģijas izmaksas, kurās ņemts vērā paredzamais ģeneratora kalpošanas laiks, paredzamās degvielas izmaksas un vērtība. no ieguldītās naudas laika gaitā. Analīze noteica, ka ar kodolenerģiju saražotās elektroenerģijas cena ir no 98 līdz 126 USD par megavatstundu; vēja aprēķins bija 44–91 USD par megavatstundu, bet dabasgāzei – 73–100 USD par megavatstundu. Diapazons katrā skaitļu kopā norāda uz nenoteiktību. Jaunākā Enerģētikas informācijas administrācijas aplēse, kas balstīta uz dažādiem pieņēmumiem, sniedza optimistiskāku scenāriju kodolenerģijai, padarot tās izmaksas krietni zemākas par vēja un citu atjaunojamo avotu izmaksām un padarot to konkurētspējīgāku ar fosilo kurināmo. skat Kodolenerģijas ambīcijas, lpp. 64 ). Bet Lazarda skaitļi arī parāda, ka ar dabasgāzi darbināmas stacijas varētu saražot elektroenerģiju tik lēti kā 59 USD par megavatstundu un ogļu stacijas līdz 67 USD par megavatstundu, ja šīs degvielas cenas vēl pazeminātos. Dabasgāzes cenas pašlaik ir zemas, un nesen ir atrastas plašas, pieejamas ASV rezerves ( skatiet Dabasgāze maina enerģijas karti , 2009. gada novembris/decembris ).

Kodolenerģija pie apvāršņa: Divi jaunie reaktori, kas tiek būvēti Vogtles stacijā, ir pirmais revolucionārs kodolspēkstacijā Amerikas Savienotajās Valstīs kopš 1970. gadiem; tie pievienosies pāris esošajiem reaktoriem, kas darbojas kopš 80. gadu beigām.

Tātad laika gaitā kodolenerģija var ražot vai nevar ražot elektroenerģiju lētāk nekā fosilais kurināmais vai atjaunojamie avoti. Energouzņēmumiem izvēle būvēt atomelektrostaciju ir ārkārtīgi riskants lēmums, īpaši grūtos finanšu laikos.

Nav nejaušība, ka tās dzīvības pazīmes, ko nozare rāda ASV, pārsvarā ir dienvidos, kur tā sauktais pakalpojumu izmaksu regulējums garantē zināmu peļņu. Kad rūpnīca ir pabeigta, grāmatveži aprēķina kopējo summu, ko komunālais uzņēmums ir ieguldījis būvniecībā un iekārtās, atskaitot nolietojumu. Šī likmes bāze kopā ar degvielas, darbaspēka un uzturēšanas izdevumiem tiek izmantota, lai aprēķinātu komunālo pakalpojumu izmaksas par pakalpojumu sniegšanu; likme, ko klienti maksā, ir balstīta uz šīm izmaksām plus atļauto kapitālieguldījumu atdeves likmi. Tādējādi lielāko daļu riska uzņemas klienti, nevis investori.

Tomēr aptuveni puse ASV izmanto radikāli atšķirīgu cenu noteikšanas modeli. Piemēram, Teksasā lielākā daļa elektroenerģijas tiek pārdota ikdienas izsolē. Visi ražotāji saņem vienādu cenu par savu elektroenerģiju; šo cenu parasti nosaka dabasgāzes izmaksas, kas izmantotas dažās pēdējās ražotnēs, kas nepieciešamas dienas piegādes nodrošināšanai. Ekselons saka, ka pašreizējā zemā dabasgāzes cena, aptuveni 4,50 USD par miljonu Lielbritānijas siltuma vienību (BTU), padarīja jaunas atomelektrostacijas būvniecību neiedomājamu. Mums šobrīd nav piemērotu stimulu, saka Kristofers M. Kreins, Exelon prezidents un galvenais darbības vadītājs. Lai jauna atomelektrostacija būtu ekonomiski dzīvotspējīga, viņš saka, ka dabasgāzes cenai vajadzētu gandrīz dubultoties, līdz 8 USD par miljonu BTU, un valdības ierobežošanas un tirdzniecības sistēmai būtu jānosaka cena par oglekļa dioksīda emisijām. 25 USD par tonnu vai vairāk.

Oglekļa cenu noteikšana vien varētu nekavējoties padarīt kodolenerģiju daudz pievilcīgāku. Tipiska spēkstacija, kas darbojas ar pulverveida oglēm, izdala nedaudz mazāk par divām mārciņām oglekļa dioksīda uz kilovatstundu, tāpēc oglekļa nodoklis vai tirgus cena 10 USD par tonnu oglekļa piesārņojuma šai iekārtai izmaksātu apmēram pensu par kilovatstundu. ir daudz, ņemot vērā, ka vidēji kilovatstundu pārdod par aptuveni 10 centiem. 1100 megavatu reaktors, kas darbojas 90 procentus stundu gadā, iegūtu izmaksu priekšrocību aptuveni 87 miljonu ASV dolāru apmērā gadā par 10 ASV dolāriem no oglekļa cenas, un daži nozares analītiķi prognozē, ka cenas būs 60 vai 80 ASV dolāri par tonnu, kas nozīmē simtiem lielu izmaksu priekšrocību. miljoniem dolāru gadā. Bet tas viss joprojām ir tikai teorētisks, saka Kārnegija Melona Apt. Viņš norāda, ka mums nav klimata rēķinu, un šobrīd ir daudz neskaidrību, vai mēs to kādreiz darīsim.

Tomēr daži novērotāji uzskata, ka, ja mēs vēlamies panākt zemu oglekļa emisiju enerģiju un aizstāt ar benzīnu un dīzeļdegvielu darbināmus transportlīdzekļus ar elektriskajiem automobiļiem, mums galu galā un neizbēgami būs nepieciešama kodolenerģija. Kodolrūpniecību noteikti ir skārusi finanšu sabrukums un pasaules lejupslīde, saka Braiens D. Virts, Tenesī universitātes skaitļošanas kodolinženierijas profesors. Taču viņš prognozē, ka pieprasījums pēc elektrības un dabasgāzes cena samazināsies trīs līdz piecu gadu laikā, radot jaunu atvērumu kodolenerģijai.

Mazāku izgudrošana

Tā kā liela daļa kodolenerģijas augsto izmaksu un finansiālā riska ir saistīta ar lielu spēkstaciju būvniecības izdevumiem, viens acīmredzams priekšraksts ir mazākiem reaktoriem un moduļu konstrukcijām. Lai gan tās uzrādītu augstākas izmaksas par vienu kilovatu jaudas, mazākas stacijas varētu radīt daudz mazāku finansiālo risku un daudz lielāku elastību komunālajiem pakalpojumiem, kuriem jāpielāgojas mainīgajām elektroenerģijas prasībām.

Daži modeļi jau virzās uz ražošanu. Uzņēmums NuScale Power, uzņēmums Korvalisa, Oregonas štatā, ir izstrādājis plānu moduļu blokam, kura izmēri ir 60 x 14 pēdas un sver 300 tonnas — pietiekami mazs, lai to pārvietotu pa dzelzceļu vai liellaivu. Instalācija var sastāvēt no vienas vienības vai līdz 24, no kurām katra rada tikai 45 megavatus. Uzņēmums norāda, ka avārijas vai negaidītas izslēgšanas gadījumā siltumu aizvada dabiskā cirkulācija, tāpēc nav nepieciešami avārijas sūkņi un vārsti, un sliktākajā gadījumā neviena atsevišķa iekārta nevarētu atbrīvot pietiekami daudz starojuma, lai būtu nepieciešams plāns. apkārtējās teritorijas evakuācijai.

Naudas bedre: Vogtle 3 un 4 būvniecība izmaksās aptuveni 12 līdz 14 miljardus ASV dolāru. Sākotnējie procesa posmi ietver caurumu izrakšanu pamatiem un to uzpildīšanu, ievērojot precīzas specifikācijas, ko mēra ar GPS.

Babcock & Wilcox, milzu celtniecības un inženieru firma, kas atrodas Šarlotē, Ziemeļkarolīnā, ir cita modulāra konstrukcija 125 megavatu reaktoram. Tas tiktu būvēts rūpnīcā un nosūtīts uz pazemes tvertni, samazinot veiksmīga terorakta risku. Reaktors darbotos četrus gadus bez nepieciešamības uzpildīt degvielu, kas ir aptuveni divas reizes lielāks par garāko ciklu, kāds šobrīd ir ierasts.

Šie plāni ir kaut kas tāds, ko nozare nav redzējusi gadu desmitiem: privātā sektora inženieri, kuri domā, ka var pelnīt naudu, darbojoties uzņēmējdarbībā ar jaunu reaktoru dizainu. Pērs F. Pītersons, Kalifornijas Universitātes Bērklijā kodolinženierijas profesors, saka, ka viņš saista lielas cerības uz mazākiem reaktoriem, daļēji tāpēc, ka katrs no tiem rada mazāku risku investoriem, kuri vēlas riskēt ar kaut ko jaunu. Viņš saka, ka mazajam moduļu reaktoram ir mazāki šķēršļi un grūtības.

Izredzes nīkuļo

Vogtle objektā plašā pagaidu biroja piekabju klāstā Deivids Džonss pārrauga jauno reaktoru būvniecību. 30 gadus vecs Southern Company veterāns, kurš iepriekš bija sešu esošo reaktoru inženierzinātņu viceprezidents, Džonss sāka savu karjeru kodolenerģijas nozarē 1970. gadu vidū, izmantojot mērlenti, lai pārliecinātos, ka tērauda stiegrojuma stieņi galvenā palīgēka Tenesī ielejas iestādes Bellefonte 1 rūpnīcā bija pareizajā biezumā un atstatīta viena no otras. Viņa sapnis bija palīdzēt TVA būvēt atomelektrostacijas augšup un lejup pa Tenesī upi. Bet būvniecība Bellefonte tika pārtraukta 80. gadu beigās. TVA bija par zemu novērtējusi savas izmaksas un pārvērtējusi gan pieprasījumu pēc elektroenerģijas, gan spēju vadīt kodolprojektus.

Mūsdienās Džonss apzinās, ka plānoto kodolprojektu parāde aiz viņa ir pazudusi. Bet, viņš saka, kādam ir jābūt pirmajam, un mēs esam pirmie. Ja Dienvidu uzņēmums varēs pierādīt, ka [kodolenerģija] ir dzīvotspējīgs risinājums, pabeidzot darbu pēc grafika un budžeta, viņš apgalvo, citi sekos.

Ne visi ir tik pārliecināti. Ričards Lesters, MIT kodolzinātņu un inženierzinātņu nodaļas priekšsēdētājs, saka, ka nav skaidrs, vai ar panākumiem Džordžijas vietā un citās plānotajās atomelektrostacijās pietiks, lai veicinātu kodolenerģijas atjaunošanos šajā valstī. Viņš norāda, ka šīm agrīnajām ražotnēm būs plaša valdības palīdzība, kas, visticamāk, nebūs pieejama potenciālajiem pēctečiem. Jautājums ir par to, vai ir iespējams saskatīt ceļu no tiem dažiem pirmajiem, kas uzbūvēti diezgan ārkārtējos apstākļos - iespējams, ka tas nav ilgtspējīgs apstākļos, kad runa ir par valdības atbalstu, viņš saka. Ja raugās plašākā skatījumā, šeit patiešām ir svarīgi, vai mēs varam iegūt līdz 300 vai 400 [augiem]. Viņš piebilst: Pat ja ASV varētu uzbūvēt trīs vai četras vai piecas jaunas atomelektrostacijas, jautājums vienmēr bija: nu, ko tad? Šis jautājums joprojām ir ļoti aktuāls.

Severins Borenšteins, Enerģētikas institūta līdzdirektors Hāsas Biznesa skolas Kalifornijas universitātē Bērklijā, strupceļā vaino nespēju pieņemt tiesību aktus, lai novērstu klimata pārmaiņu draudus.

Šobrīd ir grūti būt ļoti optimistiskam par to, Borenšteins saka par kodolenerģijas nozares perspektīvām. Sākotnējais kodolenerģijas renesanses stimuls bija [ka kodolenerģija būtu] zemu izmaksu un zemas oglekļa emisijas. Tas nav ne tuvu tik zemas izmaksas, kā apgalvoja atbalstītāji, un izrādās, ka vēlētājiem nerūp zemas oglekļa emisijas. Šī doma, ka ogļu laikmets ir beidzies, nav patiess.

Metjū L. Valds ir reportieris uzņēmumā Ņujorkas Laiks . Viņš bieži stāsta par kodolenerģijas nozari.

paslēpties