Le SMR de Rolls-Royce a besoin de 10,000 XNUMX fois moins de terrain que l'énergie éolienne, prouve la «loi d'airain de la densité de puissance»

Le mois dernier, Rolls-Royce a déclaré qu'elle s'attend à recevoir l'approbation réglementaire du gouvernement britannique d'ici 2024 pour son petit réacteur modulaire de 470 mégawatts. et qu'il commencera à produire de l'électricité sur le réseau électrique britannique d'ici 2029.

Cela arrivera-t-il? Le temps nous le dira. De nombreux projets et startups nucléaires ont dépassé leurs dates de mise en service prévues. Mais l'annonce de Rolls-Royce est importante pour deux raisons. Premièrement, cela ajoute plus de crédibilité à l'idée qu'une renaissance nucléaire mondiale est, en fait, en cours. Deuxièmement, la conception du nouveau réacteur de 470 mégawatts de Rolls-Royce montre qu'en raison de sa densité de puissance inégalée, l'énergie nucléaire est la seule façon de produire de l'électricité à grande échelle tout en préservant l'environnement naturel et en réduisant les émissions de gaz à effet de serre.

Pourquoi? La densité de puissance des centrales nucléaires que Rolls-Royce prévoit de construire nécessitera 10,000 1,000 fois moins de terrain qu'un projet éolien et environ XNUMX XNUMX fois moins de terrain que ce qui sera requis par un projet solaire. En raison de leur densité de puissance étonnamment élevée, les nouvelles centrales nucléaires auront besoin de beaucoup moins de ressources comme la terre, l'acier, le néodyme, le cuivre et le béton, ce qui prouve ce que j'ai surnommé la loi d'airain de la densité de puissance. Plus sur cela dans un instant.

Si vous avez sauté la physique au lycée (je l'ai fait), vous ne comprendrez peut-être pas pourquoi la densité de puissance est importante. Aucun problème. Voici une introduction rapide. L'énergie (mesurée en joules ou Btu) est la capacité de faire un travail. La puissance (mesurée en watts ou chevaux) est la vitesse à laquelle le travail est effectué. Nous ne nous soucions pas de l'énergie. Ce que nous voulons, c'est le pouvoir. Nous ne nous soucions pas nécessairement de la forme d'énergie (pétrole, soleil, charbon ou gaz) qui est utilisée pour déplacer notre voiture, faire fonctionner notre télévision ou cuire notre filet mignon, nous nous soucions seulement d'avoir l'énergie dont nous avons besoin pour obtenir notre travail accompli. Et le corollaire de cela est également vrai : plus nous avons de puissance (puissance de calcul, puissance de chauffage, puissance motrice, puissance de cuisson), plus nous pouvons travailler.

La densité de puissance est la mesure du flux d'énergie qui peut être exploitée à partir d'une zone, d'un volume ou d'une masse donnés. C'est-à-dire combien de watts nous pouvons obtenir par mètre carré, litre ou kilogramme. Et cela nous ramène à la loi d'airain de la densité de puissance. J'ai emprunté le concept de la loi de fer à l'auteur et professeur à l'Université du Colorado Roger Pielke Jr., qui a inventé la loi d'airain du climat, qui dit que lorsqu'ils sont contraints de choisir entre la croissance économique et l'action climatique, les politiciens et les décideurs choisiront toujours la croissance économique.

La loi d'airain de la densité de puissance est un cousin de l'édit de Pielke. Il dit : plus la densité de puissance est faible, plus l'intensité des ressources est élevée. Si vous comptez sur une source à faible densité de puissance comme l'éthanol de maïs (0.1 watt par mètre carré) ou l'énergie éolienne (1 watt par mètre carré), vous devez contrecarrer ce flux d'énergie dérisoire avec de gros apports d'autres ressources. Pour l'éthanol, cela signifie utiliser beaucoup de terres, d'engrais et de carburant diesel pour cultiver suffisamment de maïs pour produire des quantités significatives de carburant liquide. L'année dernière, Dave Merrill, grand journaliste et analyste de données chez Bloomberg, a rapporté que "Deux tiers de l'empreinte énergétique totale de l'Amérique est consacré au… maïs cultivé pour l'éthanol. Il nécessite plus de terrain que toutes les autres sources d'énergie combinées. Merrill a déterminé que les biocarburants (principalement l'éthanol de maïs) utilisent environ 80,000 XNUMX milles carrés, une superficie plus grande que l'État du Nebraska.

L'énergie éolienne a le même problème que l'éthanol. Pour produire des quantités significatives d'électricité, les projets éoliens nécessitent de vastes étendues de terrain et des volumes stupéfiants d'acier, de béton, de cuivre et d'éléments de terres rares. Ces exigences en matière d'utilisation des terres sont l'une des principales raisons pour lesquelles l'énergie éolienne rencontre une résistance aussi féroce à travers le pays. Comme je le montre dans le Renewable Rejection Database, quelque 331 communautés à travers le pays ont rejeté ou restreint des projets éoliens depuis 2013. Le rejet le plus récent s'est produit le 5 mai dans le comté de Crawford, dans l'Ohio, qui a rejeté un projet éolien proposé par Apex Clean Energy, une entreprise qui avait connu une opposition féroce à ses projets, y compris l'entreprise aujourd'hui décédée. Projet Lighthouse Wind à New York qui allait couvrir quelque 20,000 XNUMX acres.

Comme je l'explique dans mon dernier livre, Une question de puissance: électricité et richesse des nations, et dans le graphique ci-dessus, la faible densité de puissance de l'énergie éolienne signifie que pour répondre à la demande d'électricité existante de l'Amérique avec des éoliennes seules, il faudrait une superficie terrestre deux fois plus grande que la Californie. C'est une quantité absurde de territoire, d'autant plus qu'il est presque impossible de construire de l'énergie éolienne en Californie.

Qu'en est-il de l'énergie solaire ? Il a une densité de puissance plus élevée que l'éthanol ou le vent - environ 10 watts par mètre carré - mais il nécessite également de nombreux intrants matériels, notamment du polysilicium, de l'acier et du cuivre. Cela nécessite également beaucoup de terrain, c'est pourquoi de nombreuses communautés à travers le pays rejettent Big Solar.

Revenons maintenant à Rolls-Royce. Le SMR de 470 mégawatts de la société coûtera environ 2.3 milliards de dollars et nécessitera un site d'environ 10 acres. Cela signifie que la nouvelle centrale aura une densité de puissance de plus de 10,000 470,000,000 watts par mètre carré. Voici le calcul : 40,489 11,608 90 watts divisés par 90 10,447 mètres carrés = 2,000 XNUMX watts par mètre carré. Si nous supposons un facteur de capacité de XNUMX % (ce qui signifie que la centrale fonctionnera à pleine puissance XNUMX % du temps), cela équivaut à XNUMX XNUMX watts par mètre carré. Pour être clair, c'est un nombre très élevé. Comme je le montre dans le deuxième graphique ci-dessus, la densité de puissance du centre énergétique d'Indian Point récemment fermé à Buchanan était d'environ XNUMX XNUMX watts par mètre carré.

Rod Adams, un éminent analyste de l'énergie nucléaire et l'éditeur de Aperçus atomiques et hôte du podcast Atomic Show, est optimiste sur le réacteur Rolls-Royce. Il a déclaré que la société disposait de l'argent et du soutien du gouvernement qui devraient lui permettre de réussir et de faire construire le nouveau SMR. "C'est une entreprise techniquement sophistiquée avec des décennies d'expérience dans la construction de machines complexes, y compris des moteurs d'avion et des centrales nucléaires pour sous-marins", m'a-t-il dit jeudi.

Autre signe positif : le Premier ministre britannique Boris Johnson fait un gros câlin au nucléaire. Plus tôt ce mois-ci, alors qu'il visitait la centrale nucléaire de Hartlepool en Angleterre, il a déclaré que le nucléaire était "absolument crucial pour nous sevrer des combustibles fossiles, y compris le pétrole et le gaz russes". Il a également déclaré que le Royaume-Uni construirait de nombreux réacteurs. "Au lieu d'un nouveau tous les dix ans, nous allons en construire un chaque année, alimentant les maisons avec une énergie propre, sûre et fiable."

Certes, Boris dit beaucoup de choses. Et oui, nous avons déjà entendu parler du rebond du secteur nucléaire mondial. Mais cette fois, peut, en fait, être différent. Plusieurs facteurs, dont la flambée des prix mondiaux du gaz naturel et du charbon (la référence de Newcastle est désormais d'environ 400 dollars la tonne) et l'énorme incertitude due à l'invasion de l'Ukraine par Poutine, donnent au secteur de l'énergie nucléaire un regain d'espoir et de capitaux. Mais rappelez-vous, il n'y a pas que Rolls-Royce. Plus tôt ce mois-ci, NuScale Power (ticker : SMR) est entré en bourse à la Bourse de New York. La France a annoncé qu'elle renforcerait son industrie nucléaire.

Ces développements sont une bonne nouvelle pour l'environnement naturel, pour nos oiseaux, nos chauves-souris, nos insectes et, oui, pour les humains. Au lieu de l'étalement énergétique dévastateur du paysage qui accompagne les projets éoliens et solaires, la nouvelle ère nucléaire promet de fournir des réacteurs à très haute densité de puissance qui épargnent la nature et apportent plus de jus zéro carbone à nos réseaux électriques. Rolls Royce n'a pas seulement une technologie meilleure que l'éolien ou le solaire. Il a une technologie qui est 10,000 XNUMX fois meilleure.