原子炉は民事海洋向けのクリーン エネルギー ソリューションです

原子力は歴史的に米軍艦船への電力供給には使用されてきたが、民間海上では使用されていない。 パトリック・ペネラ、アレックス・ポロンスキー、ジェーン・アコマンドが、原子力技術の革新がどのように安全でクリーンなエネルギー・ソリューションを提供するのかを説明します。

原子力は 1950 年代以来、米軍艦艇の動力として使用されて成功してきましたが、民間の海洋目的での使用は、いくつかの実験設計を超えて発展したことはありません。 高い初期資本コストと安全性への懸念により、民間船舶用の原子力発電は臨界に達することができませんでした。

しかし、原子力技術の革新と民間海事産業の脱炭素化の推進により、商業的に実行可能なコストでこの概念を活性化する機会が提供されています。

米海軍は数十隻の原子力軍艦を運用してきたが、原子炉関連の重大な安全事象は発生していない。 しかし、米国が建造した原子力商船は、概念実証の NS サバンナ 1 隻だけです。 貨物と旅客のハイブリッド船であるサバンナは、1959 年から 1972 年まで順調に運航されましたが、貨物と乗客の収容能力が限られていたため、継続的な運航は非経済的でした。

サバンナの背後にある意図は、単にコンセプトを証明することだけでした。 そして、それは実現しました。 他のいくつかの国は原子力民​​間船舶の実験実験に成功したが、米国の場合と同様、広範囲に普及することはなかった。

原子力推進は常に、従来の燃料源に比べていくつかの重要な利点を生み出してきました。

まず、原子力船は何年も燃料を補給せずに航行できる。 従来の船舶は通常、貨物の運航と同時に燃料を補給できますが、ウランの価格は石油ほど不安定ではないため、原子力船舶の所有者は燃料価格の変動をそれほど心配する必要はありません。 これに関連して、原子炉の多額の初期資本コストが、大型コンテナ船の場合、月あたり 300 万ドルを超える燃料消費の安定コストの方が上回る可能性があります。

第二に、核燃料のエネルギー密度により、何百万ガロンもの燃料油を貯蔵する必要がなくなりました。 この利点により、燃料貯蔵と貨物スペースの間の従来のトレードオフが解消されます。 原子力船は、燃料タンクが占めるスペースを貨物用に再利用できます。

必要な遮蔽を考慮したとしても、従来型動力の大型コンテナ船と比較して、同様のサイズの原子力船はより多くの標準的な輸送用コンテナを搭載でき、より高速で航行できる。

これに関連して、原子力船では、海難事故が発生した場合に破裂する燃料タンクがないため、数千バレルの燃料油が危険な沿岸環境に放出され、それに伴う修復費用が発生することがなくなります。

米国海運局による 2023 年 7 月の調査では、最初の 2 つの点が確認されました。 この研究では、1つのモデルに基づいて、大型コンテナ船に30MWの高速炉を2基使用すると、貨物の積載量と運転速度が向上することが判明した。

別の構成では、大型タンカーに 4 つの 5-MW ヒートパイプ マイクロリアクターを採用すると、貨物容量は減少しますが、動作速度は向上します。 そして、どちらの例でも、燃料は 25 年間持続する可能性があり、これは商船の通常の運航寿命に相当します。

第三に、従来の燃料はバンカーオイルであり、二酸化炭素や粒子状物質などの燃焼副生成物を排出します。 排出ガスに関する環境規制が世界的に強化される中、原子力発電はクリーンでカーボンフリーのエネルギーの信頼できる供給源となっています。

原子炉技術の最近の進歩により、原子力船の競争力が強化されています。 マイクロおよび小型モジュール式リアクターの出現により、規模の経済を達成して SMR の費用対効果を高めることができる標準化された設計が提供されます。 これらの設計は陸上発電を目的としていますが、そのサイズと標準化により商用船での使用に適しています。

大型商船の数が多いため、大量配備の可能性が生まれ、スケールメリット、標準化されたオペレータートレーニング、安定したサプライチェーンによるメリットが生まれます。