原子力エネルギーは代替燃料の未来か？

代替的で持続可能な燃料源を見つける必要性が常に迫っている中、最良の燃料源を見つけるための競争は確かに始まっています。人類が将来に向けて前進する中で、何が最良の選択肢になるかを決定する要因は無数にあります。

総エネルギー生産量、コスト、安全性、持続可能性、およびエネルギーの生産と配電に利用されるインフラを迅速に拡張できるかどうかは、すべて重み付けされた要素です。原子力エネルギーがこれらの条件の多くを満たしていることは明らかである。

一般市民は、代替燃料源として太陽光と風力を認識していることはほぼ間違いありません。さまざまな州や国をドライブしていると、風力発電所や太陽光発電所が無限に広がっているように見える景色を目にすることは間違いありません。

天然ガスは長い間利用されており、それなりの価値回収率がありますが、天然ガスはもう一つの化石燃料であり、再生不可能なタイプの資源であり、長期的には持続可能ではない可能性があります。

地熱発電所や地熱発電所は、いつの日か原子力に匹敵するかもしれない。しかし、現在の課題には、地熱発電所を構造プレートの近くに置く必要があること、掘削中に地震を引き起こす可能性があること、グリーンエネルギー源の追求が全体的に必要であることなどがあります。

しかし、2017年に原子力発電所が8,050億キロワット時の電力を生産したことをご存知ですか？これは7,300万世帯に電力を供給するのに十分です。エミッションフリー。実際のところ、原子力はすでに有用であることが証明されており、継続的に改善されています。

原子力はすでに実行可能なエネルギー源として使用されています

「核」という言葉を聞いたとき、誰もが思い浮かぶことがあります。それらはすべてポジティブなことでもないでしょう。中にはかなり怖いものや不快なものもあるかもしれません。しかし、原子力エネルギーの生産には、よりクリーンで、より効率的で、持続可能なエネルギーを地球に提供する計り知れない能力があります。脚光を浴びたかどうかにかかわらず、私たちはすでに何十年も使用してきました。

原子力エネルギーは核分裂によって発電します。核分裂はウラン原子を分裂させてエネルギーを生成する過程です。

原子力エネルギーは、いくつかの否定的な意味合いがあるものの、開発が進むにつれて非常に安全になりました。メンテナンスや燃料補給の必要性は低いままなので、投資した資金に見合ったエネルギー出力という点では依然として効率的です。また、アメリカではすでに排出量のないエネルギーの50％を供給しています。

技術の進歩により、原子力は遅かれ早かれ機能や燃料源を変えることができるでしょう。原子力のキャパシティ・ファクターは、代替燃料源の中で既にリストのトップを占めているため、これは大きな進歩となるでしょう。したがって、この有望な技術は今後さらに良くなるはずです。

原子力エネルギーがすでにこれほど大規模に利用されており、今後もその貢献を続けるために引き続き投資される理由はたくさんあります。

表面的には、風力や太陽光などの再生可能エネルギーは簡単な答えのように思えるかもしれません。原子力は恐ろしくて危険に思えるかもしれません。しかし、重要な数字、事実、出来事に分解すると、原子力はかなりクリーンなものになります。

原子力エネルギーはあらゆる燃料源の中で最高の容量係数を持っています

キャパシティファクターは、一定期間における実際の電気エネルギー出力と、その期間における可能な最大電気エネルギー出力との比率として定義されます。

言い換えると、キャパシティファクターはエネルギー源の効率を測定します。どのような燃料源でも、理想的な条件下で最高の性能で稼働している場合にどれだけのエネルギー出力が必要かを判断できます。

したがって、そのエネルギー源の実際の出力を測定すると、容量係数の観点からそのエネルギー源がどれほど効率的かがわかります。その燃料源がその潜在能力を発揮している頻度を測定します。

米国エネルギー情報局の上記のグラフに示されているように、2年間にわたって得られたデータによると、原子力エネルギーは他のどの燃料源よりも地すべりが発生しました。

毎年、原子力のキャパシティファクターが100％近くに達した時期があります。つまり、エネルギー出力はほとんど失われず、原子力発電所は潜在能力を最大限に発揮して機能していました。

原子力が80％の容量係数を下回ることはめったになく、80％の容量係数に達した燃料源は他にありませんでした。先に指摘したように、地熱発電は容量係数の点で一貫して最も近く、いずれも長期的には他のすべての燃料源を上回りました。

太陽光と風力エネルギーはいずれも 100% 再生可能で、排出量がほとんどなく、運用コストも非常に低いものの、環境要因や天候に依存するため、発電容量は低いままです。太陽が輝いていなかったり、風が吹いていなければ、ほとんど役に立たない。

原子力の技術が向上し続けているため、キャパシティファクターのリーダーボードは近年ずっと変わっていません。

原子力はすべてを上回り続けています。地熱発電が最も近いが、それでも発電容量係数はほぼ 20% 低下している。

上のグラフは、太陽エネルギーが1日のうちわずか4分の1の時間に、最大潜在容量でエネルギーを生産していることを示しています。太陽は1日の半分で消え、太陽が昇ったり沈んだりする時間帯では、ソーラーパネルがピーク容量で動作できないことを考えると、これは完全に理にかなっています。

原子力エネルギーはフットプリントが小さく、エネルギー出力が大きい

原子炉が占めるスペースは、他の代替燃料源に必要な運用スペースに比べて比較的小さいです。原子炉をさらに小型化するための取り組みもすでに盛んに行われています。

原子力研究所（NEI）によると、米国の1,000メガワットの原子力施設が稼働するには、1平方マイル強しか必要ありません。これには、施設自体だけでなく、安全を確保するための周辺の土地も含まれます。

NEIはまた、風力発電所の操業には360倍の土地が必要だとも述べています。これは430基の風力タービンに相当します。さらに、太陽光発電所には75倍のスペースが必要です。これは300万枚を超えるソーラーパネルです。

原子力の排出量と副産物はほとんどない

原子力発電所の土地面積が小さいことは、その有利な生産力の1つの側面にすぎません。NEIは、原子力エネルギーのもとで地球の大気圏への侵入を回避した温室効果ガスの数も測定しました。

原子力発電所は副産物として蒸気を生成するだけなので、二酸化炭素やその他の有害な排出物はありません。1995年から2016年の間に、米国だけで原子力発電所の利用による二酸化炭素排出量が14,000百万メートルトンを回避した。

これは、わずか20年間で30億台の自動車が道路から撤去されたことに相当します。現在、米国では道路を走っている自動車が推定2億8,700万台しかないことを考えると、これらの数字を理解するのは困難です。

何千トンもの有害な大気汚染物質を大気から遠ざけることに加えて、原子力エネルギーからの物理的廃棄物も最小限に抑えられます。

原子力発電には否定できない利点がたくさんあります。間違いなく、主な理由の1つは、人類が化石燃料への依存とそれがもたらす有害な影響から脱却するのを助けることです。

原子力発電所は信頼性が高く、常に改善されています

原子力発電所について考えると、安全を確保するためには絶え間ない作業と多くの人力が必要だと思うようになるかもしれません。安全性は非常に重視され、発電所が無視されることはありませんが、実際には他の多くの選択肢よりもメンテナンスの手間が少なくて済みます。

原子力発電所は、燃料補給が必要になるまでの期間がずっと長くなるように設計されています。発電所は通常、燃料負荷がかかった状態で燃料補給が必要になるまでに1.5年または2年稼働します。燃料源の性質とセキュリティ対策により、給油プロセスには通常約30日かかることに注意してください。最短で16日で完了します。

原子炉は完全に停止していますが、エネルギーは生成されません。ただし、通常は、停止中もエネルギー出力を維持するのに役立つ電源の組み合わせがあります。

実際、風力や太陽光などの電源は、通常、原子力などの頑丈なケースロード電源とペアになっています。風力や太陽光などの燃料が日常的に不足しているために制限を受けるため、25% などの低いキャパシティファクターで動作することが多いことを覚えておいてください。

原子力発電所も絶えず改良されています。小型モジュール式原子炉（SMR）は、今後10年以内に登場すると言われています。

これらの小規模な原子力発電所の選択肢は、場所、規模、数の点で柔軟性があります。現在大型原子炉を建設できない場所にも設置できます。エネルギー需要が高まるにつれて、さらに多くのエネルギーを追加できます。

原子炉の外側が変わるだけでなく、内部の仕組みを変える作業が2030年までに行われると予測されています。冷却システムが異なる原子炉炉心は、燃料消費量や廃棄物の発生を抑えるように設計されており、現在化石燃料を使用している問題を解決できる可能性があります。

原子力エネルギーにおいて今後起こり得る最大の進化は、核分裂利用から核融合利用への移行である。核融合は本質的にその逆のプロセスです。軽い原子核を強い圧力で圧縮し、その過程で放出されるエネルギーを取り込みます。

最大の利点は、潜在的な燃料源と放射性ウランからの脱却です。水素の同位体である重水素は、海水から安価に抽出できます。1リットルの海水に含まれる重水素の量は、理論的には300リットルの石油と同じ量のエネルギーを生成できます。

私たちの海には、何百万年にもわたって人間のエネルギー需要を満たすのに十分な重水素があります。