Ta en hard titt på den smertefulle prosessen med å avkarbonisere Storbritannias strømforsyning, og det er tydelig at alternativene på bordet ikke er gode.
Fra begynnelsen genererer endringer i systemet ytterligere problemer som skal løses. Å ta av de mest forurensende kullanleggene er stedet å starte, men gitt at de bidrar 30-40% av landets strømforsyning, etterlater dette et energigap som krever fylling.
Kunne vind erstatte kull? Regjeringen har et ambisiøst program for å utvide innenlands offshore vind, med den nylig oppdraget London Array utenfor østangliske kysten produserer for tiden en verdensledende 650MW. Men ettersom Storbritannias strømbehov varierer fra 38-58GW, er energien som genereres av London Array og andre vindparker bare et fall i havet av det som vil kreves.
Kan fracking være svaret? En vellykket innenlandsskifergass initiativet kunne gi Storbritannia større sikkerhet for gassforsyning, muligens billigere strøm, og en sårt tiltrengt backup-kapasitet for den raskt voksende vindkraftsektoren. Likevel, skifergass er ikke lite karboninnhold, og kritisk sett er det en begrenset ressurs.
Hva med kjernenergi? Det er lite karbon og har potensial til å produsere pålitelig strøm med relativt lave kostnader. Selv om kjernekraft ofte gnister debatter om sikkerhet, er en sammenligning av antall dødsfall forårsaket av energikilde viser at atomkraft med watt for watt forårsaker langt færre omkomne enn kull, olje eller gass.
Med støtte fra den britiske regjeringen (og britiske skattebetalere) skal et konsortium ledet av EDF, det franske firmaet som driver Storbritannias nåværende atomreaktorflåte, bygge et nytt kjernekraftverk ved Hinkley Point C i Somerset. Dette vil gi 3.2GW baselastekraft, tilsvarer rundt 5-7% av landets strømbehov og nok til å drive 5m hjem. Andre selskaper, inkludert Horizon og NuGen, foreslår også å bygge ytterligere atomkraftverk i Storbritannia.
Problem løst da? Sannsynligvis ikke. Møte med UK 2050 mål for klimaendringer ville kreve i overkant av 16GW kjernekraft. Ingen andre atomkraftverk er garantert, og selv de mest optimistiske anslagene antyder at Hinkley Point C ikke vil begynne å generere kraft før 2023. Med kostnader anslått til en iøynefallende £ 14-16 milliarder, det kommer ikke som noen overraskelse at barrieren for flere atomkraftverk er den veldig store, høyrisikale kapitalinvestering som kreves med store atomreaktorer.
Små er vakker
Men det kan være et annet alternativ: the liten modulær reaktor (SMR), og genererer strøm fra 300MW ned til en veldig liten 10MW.
Definisjonen deres som "modulær" stammer fra potensialet for at deler kan konstrueres presis på en produksjonslinje med minimal montering på stedet. I prinsippet driver fabrikkproduksjon kostnadene ned og reaktorens pålitelighet opp. For tiden hindrer teknologiens umodenhet en detaljert økonomisk evaluering av potensialet for å levere kostnadseffektiv kraft. Imidlertid gitt eksterne faktorer som fremtidig pris på gass, karbonavgifter og suksessen med fangst og lagring av karbon kan SMR fortsatt være ekstremt konkurransedyktig.
Det britiske parlamentariske utvalgte utvalg for energi og klimaendringer er undersøke potensialet til SMR, og utfallet av denne og andre studier kan ha betydelig innflytelse på retningen til Storbritannias energipolitikk.
Den største fordelen med SMR er de sterkt reduserte byggekostnadene. Inntektene fra å bygge og selge den første SMR kan finansiere den andre, og deretter en tredje, og så videre til den samlede produksjonen av reaktorene når den til en enkelt, stor reaktor i samme gigawatt-området som Hinkley Point C. Dette ville redusere den økonomiske risikoen forbundet med store kjernekraftverk betydelig. Det ville også redusere hindringene for markedsadgang til et nivå der mindre firmaer og verktøy kan komme inn, øke konkurransen og i teorien redusere kostnadene ytterligere.
Det er andre fordeler: SMR kan bedre utnytte passive sikkerhetsfunksjoner - de som er øyeblikkelig i tilfelle en feil, og som ikke krever menneskelig innblanding. Når reaktorkjernen for eksempel er mindre, produserer den mindre varme, og dette fjerner fullstendig avhengighet av større reaktorer på et pålitelig kjølevæske for å forhindre nedbrytning. Faktisk kan mange utførelser lede varmen gjennom reaktorens trykkbeholder, ved å bruke naturlig konveksjon for å opprettholde sirkulasjonen. Den reduserte avhengigheten av kjølevæske - typisk vann - betyr at SMR-er kan settes opp fra kystnære områder og flyttes nær store industrikomplekser eller byer. De kan lages for å laste etterfølgende - justere produksjonen for å matche svingende etterspørsel - og spillvarmen de genererer kan utnyttes for å gi varme til hjem eller bygninger, eller til bruk i industrielle prosesser.
Nedbemannede atomreaktorer er på ingen måte et nytt konsept. Storbritannias første generasjon Magnox-reaktorer var små - alt under 300MW. Og små, selvforsynt “navaliserte” reaktorer brukes til å drive skip - isbrytere, flytende reaktorer brukt i Russland til ta med varme og strøm til avsidesliggende steder langt fra nettet, flyskipere, og ubåter.
Faktisk er den britiske ubåtflåten drevet av små vannreaktorer, vedlikeholdt av Rolls-Royce. Med hjemmelaget bygg- og vedlikeholdskompetanse, bør Storbritannia dra nytte av disse ferdighetene for å utvikle og distribuere sin egen SMR-design.
USA anerkjenner allerede SMRs potensiale og har strømmet hundrevis av millioner av dollar på å hjelpe sin kjernefysiske industri utform en pakke med SMR-reaktorer på et teststed kl Savannah River atomlaboratorier. Hvis de lykkes, vil amerikanske firmaer få en sterk kommersiell ledelse i en potensielt global forsyningskjede. Spørsmålet er om Storbritannia vil matche Amerikas ambisjon.
Om forfatterne
Martin Freer er professor i kjernefysikk, direktør for Birmingham Center for Nuclear Education and Research ved University of Birmingham. Han er en eksperimentell som arbeider innen eksotiske kjerner. Min gruppe utfører eksperimenter ved akseleratoranlegg i USA, Australia, Europa, Sør-Afrika og Japan for å undersøke strukturen til lette kjerner og direktør for Birmingham Center for Nuclear Education and Research.
Omar Saeed er forsker innen miljøteknologi ved Center for Low Carbon Futures ved University of Birmingham. Han jobber som en del av Center for Low Carbon Futures, en forskningsorganisasjon med flere universiteter som fokuserer på utvikling og innovasjon med lav karbonteknologi gjennom forskning. For tiden involvert i prosjekter om karbonfangst og utnyttelse, energilagring og energieffektivitet.
POLYCONDRUM EDITOR: Vi støtter bare kjernekraft som et best-dårlig alternativ som generelt betyr at forskning og utvikling bør fortsette inntil fornybare alternativer ikke har vist seg å fungere.
