첨단 원자력이 기후변화 해결에 도움이 될 수 있을까?

아이다호 폭포, 아이다호— 철조망으로 둘러싸인 우뚝 솟은 창문 없는 회색 블록인 과도 원자로 테스트 시설 내부에서 연구자들은 작은 장치로 인류의 가장 큰 문제 중 하나를 해결하려는 임무를 시작하려고 합니다.

내년에는 MARVEL 원자로 건설을 시작할 예정입니다. MARVEL은 Microreactor Application Research Validation and EvaLuation의 약자입니다. 이는 액체 금속으로 냉각되고 100킬로와트의 에너지를 생산하는 최초의 원자력 발전기입니다. 연구원들은 2024년까지 MARVEL이 이곳 아이다호 국립 연구소(INL)에서 세계 최초의 원자력 마이크로그리드의 배출가스 제로 엔진이 될 것으로 기대하고 있습니다.

물론 "마이크로"와 "작은"은 상대적입니다. MARVEL의 높이는 15피트이고 무게는 2,000파운드이며 세미 트럭 트레일러에 실을 수 있습니다. 그러나 에이커에 걸쳐서 주 전체에 전력을 공급할 수 있는 기가와트의 전기를 생산하고 건설하는 데 10년 이상이 걸릴 수 있는 기존 원자력 발전소와 비교하면 이는 미미한 수준입니다.

과학자들이 로드 아일랜드 크기의 3/4 크기의 지역에서 수십 년 동안 수십 개의 원자로를 테스트한 INL의 경우 이는 기술을 근본적으로 재구성한 것입니다. 이 원자로 설계는 원자력 에너지의 가장 큰 장애물인 안전성, 효율성, 규모, 비용 및 경쟁을 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다. MARVEL은 이 모든 조각들이 현실 세계에서 어떻게 조화를 이룰 수 있는지 알아보는 실험입니다.

야시르 아라파트(Yasir Arafat) 연구소장은 “원자로에서 열과 에너지를 추출해 적용하고 이를 풍력, 태양광, 기타 에너지원과 결합하는 방법을 알아내려고 하는 응용 시험 원자로”라고 말했다. 마블 프로그램.

그러나 이 프로젝트는 원자력 발전이 완전히 다른 방향으로 끌려가는 시기에 이루어졌습니다.

독일은 최근 마지막 원자로를 폐쇄했습니다. 미국은 30년 만에 처음으로 새로운 원자로를 가동했습니다. 전력망에서 원자력 에너지 비중이 가장 높은 프랑스는 지난해 원자력 발전 생산량이 1988년 이후 최저 수준으로 감소했다. 현재 전 세계적으로 60개의 원자로가 건설 중이며, 중국에만 22개가 있다.

그러나 세상은 그 어느 때보다 에너지에 굶주려 있습니다. 전반적인 전기 수요는 증가하고 있습니다. 에너지 정보국(Energy Information Administration)에 따르면 2050년까지 전 세계 전력 수요는 현재 소비량에 비해 거의 70% 증가할 것입니다. 동시에 제약은 더욱 엄격해지고 있습니다. 미국을 포함한 세계 대부분의 국가는 이제 세기 중반까지 기후에 대한 순 영향을 제로화하기로 약속했습니다.

기후 변화를 악화시키지 않고 이러한 에너지 수요를 충족시키기 위해 미국 에너지부는 3월에 발표한 첨단 원자력 에너지에 관한 보고서에서 “미국은 순 제로에 도달하기 위해 ~550~770[기가와트]의 추가 청정 용량이 필요할 것입니다. 원자력은 이를 대규모로 제공할 수 있는 몇 안 되는 입증된 옵션 중 하나입니다.”

미국 정부는 이제 온실가스를 배출하지 않고 안정적인 전력 흐름을 생산하기 위해 원자력 발전에 대한 투자를 재개하고 있습니다. 초당적 인프라법에는 기존 원자력 발전소를 계속 가동하기 위한 60억 달러가 포함되었습니다. 현재까지 기후 변화에 대응하기 위한 미국 정부의 최대 투자인 인플레이션 감소법에는 배출 제로 에너지에 대한 세금 공제를 포함하여 원자력 발전에 혜택을 주는 여러 조항이 포함되어 있습니다.

INL의 이사인 John Wagner는 “이것은 게임 체인저입니다.”라고 말했습니다.

기술 분야도 뛰어들고 있다. 2021년에는 벤처 캐피털 회사가 원자력 에너지 스타트업에 34억 달러를 쏟아부었습니다. 그들은 또한 핵융합 발전과 같은 훨씬 더 획기적인 아이디어에 돈을 쏟아 붓고 있습니다. 여론도 움직이기 시작했다. 4월 갤럽 여론조사에 따르면 미국인의 55%가 원자력 에너지 사용을 선호하고 44%가 반대하는 것으로 나타났습니다. 이는 10년 만에 가장 높은 지지 수준입니다.

그러나 원자력 에너지는 여전히 장기적인 역풍에 직면해 있습니다. 시간이 지남에 따라 운영 비용이 실제로 증가한 유일한 전원입니다. 최근의 건설 노력은 예정보다 수년이 늦어졌고 예산은 수십억 달러를 초과했습니다. 대부분의 원자로는 여전히 고가의 채굴 및 처리 연료인 농축 우라늄에 의존하고 있습니다. 핵폐기물을 저장할 장소를 찾는 것은 여전히 ​​문제로 남아 있습니다. 원자로 건설 사이에 수십 년이 걸리기 때문에 발전소를 건설하고 운영하는 데 필요한 인력이 고갈되었습니다. 그리고 이제 이자율이 상승하면서 야심찬 에너지 프로젝트에 자금을 조달하는 데 더 많은 비용이 듭니다.