2016年以来、米国初の新規原子炉 Vogtle 3号機が商業運転を開始
(eia.gov)- ジョージア州の Vogtle原子力発電所3号機が商業運転に入り、米国で2016年のWatts Bar 2以来初めて新たに稼働した原子炉となった
- 3号機は 1,114MW 規模で既存の1・2号機に加わり、同程度の規模の4号機は2023年11月〜2024年3月の間に稼働する見込み
- Vogtle 3・4号機がいずれも運転されると、Plant VogtleはArizona州の Palo Verde 4,210MW を超え、米国最大の原子力発電所となる
- 2基の新規原子炉は Westinghouse AP1000 設計を採用し、外部電源や運転員の操作なしに停止できる受動的安全システムを備える
- 2009年に始まったプロジェクトは、当初の140億ドル・2016〜2017年稼働計画から大幅に遅れ、総費用は 300億ドル超 と推定されている
Vogtle 3号機が商業運転を開始
- ジョージア州の Vogtle原子力発電所3号機が商業運転に入った
- これはTennessee Valley Authorityの Watts Bar 2 が2016年に就役して以来、米国で初めて新たに稼働した原子炉である
- 新規の3号機は 1,114MW 規模で、Plant Vogtleの既存原子炉2基とともに運転される
- 既存の1・2号機は合計 2,430MWの銘板容量 を持ち、1980年代後半から稼働中
4号機稼働時には米国最大の原発となる見通し
- Georgia PowerはVogtle 4号機が2023年11月から2024年3月の間に運転を開始すると見込んでいる
- 3・4号機がいずれも稼働すれば、Plant Vogtleは米国最大の原子力発電所となる
- 比較対象であるArizona州の Palo Verde 原子力発電所の容量は4,210MW
- Plant VogtleはGeorgia Powerと他の電力ユーティリティ3社が共同所有している
長期化した建設とコスト超過
- 2基の新規原子炉サイトの建設は 2009年 に始まった
- 初期計画では総費用 140億ドル で、Vogtle 3号機は2016年、4号機は2017年に商業運転を開始する予定だった
- その後、大きな 建設遅延 とコスト超過が発生し、現在の総費用は 300億ドル超 と推定されている
AP1000設計と安全システム
- Vogtle 3・4号機はWestinghouseの AP1000 原子炉設計を採用している
- AP1000は前世代の原子炉技術より設置面積が小さく、設計がシンプルな次世代の高度な原子炉である
- この設計には、運転員の操作や外部電源なしに原子炉を停止できる 受動的安全システム が含まれる
- Vogtle 3・4号機は米国内初の AP1000 Generation III+ 原子炉の導入である
- South Carolina州の原子力発電所で計画されていた別のWestinghouse AP1000原子炉2基は、2017年に建設が中止された
米国の原子力発電の現状と政策支援
- 米国初の商業用原子炉は1957年12月、Pennsylvania州の Shippingport で運転を開始した
- 米国の原子炉の大半は 1970〜1990年 の20年間に建設された
- Vogtle 3号機以前に米国で最後に運転を開始した原子炉はTennessee州の Watts Bar 2 だった
- Watts Bar 2は1973年に建設が始まったが、1985年に中断された
- 2007年に作業が再開され、2016年に稼働に入った
- 米国は93基の商業用原子炉で 95,881MW の原子力発電容量を保有し、世界最大の原子力発電容量を持つ
- 原子力発電所は米国の電力のほぼ 20% を生産している
- 近年、複数の原子炉が閉鎖されたが、電力部門のカーボンフットプリントを減らすエネルギー資源として原子力発電への関心は続いている
- 原子力発電は CO2排出 を生じさせず、石炭・天然ガス発電所が主に担う不可欠なベースロード電力を供給できる
- Bipartisan Infrastructure Law や Inflation Reduction Act などの最近の法律は、クリーンエネルギー・無炭素発電ポートフォリオの一部として米国の原子力エネルギーを支援している
1件のコメント
Hacker Newsの意見
原発と太陽光を不利に比較する話が多いが、計算してみると米国に配備されている電力網向け蓄電設備は合計で約10GWh、2022年の米国の電力消費は約4,000TWhだった
(10GWh / 4000TWh) * 31,536,000秒 == 78秒なので、電力網全体で見ると純粋な蓄電電力は1分半程度しかなく、その大半、約90%はバッテリーではなく揚水発電である地域別に見ると、ガスのピーカー発電機を起動しなければ停電するまで、およそ10〜30秒しか残されていない場合が多い
Powerwallの価格を見ると住宅用エネルギー需要の水準だが、もしus-east-1がPowerwallを買うとしたらAWSの料金はどうなるのかと思うし、鉄鋼・化学・製紙・鉱物処理産業まで考えると、容量が1/3以上減る影響は電気料金よりはるかに大きい
太陽光の容量議論の問題は、表示容量があまりに根本的に現実を歪めている点にあり、夜に太陽光が使えないときに動かす化石燃料が事実上の巨大なバッテリーの役割を果たしている
電力網を本当に環境に優しいものにするには、送電網、バッテリー製造、または原発でこの問題を解く必要があり、ほかの道はほとんどない
アイルランドでは風が弱いとき、天然ガス、水力、超高圧直流送電（HVDC）、揚水発電のような出力調整可能な電源を使っており、リチウムイオン電池はコストが高いため、ガス発電所が所定温度に達するまでの短時間だけ使われる
超高圧直流送電の連系線で余剰の風力を英国に輸出し、より安いときには英国から電力を輸入することもある
この方式で2030年までに再生可能エネルギー70〜80%を達成すると見込まれており、現在は約45%の水準である
2030年以降は、残る約20%のガス発電の脱炭素化に注力することになるだろうが、水素・バイオガスへの代替、炭素回収、あるいは蓄電電力の価格が現在の200ユーロ/MWhよりはるかに低くなるバッテリーのブレークスルーなどが候補になり得る
電力網は非常に複雑なので、大規模な電力網を単一電源100%で運用することは不可能であり、各エネルギー源の長所と短所のため、結局は複数電源の組み合わせが必要になる
1日24時間ずっと一定の電力供給が必ず必要なわけではなく、太陽光は非常に低コストで相当なエネルギー需要を賄うことができ、大規模導入も短期間で可能である
原発を建てるには、今日許認可を申請しても、地球の平均気温上昇が2.0°Cを超えた後でなければ発電できないかもしれない
現在、天然ガス発電所が供給している地域で電気自動車需要が増えるなら、太陽光を大量に設置し、料金体系を調整して昼間の消費を促せる
そうすればガス発電所は夜だけ稼働し、昼間は人々が排出ゼロの太陽光電力を使い、自動車の燃料もガソリンから電気に変わる
「バッテリーバックアップが78秒しかないから太陽光は無意味だ」という類いの主張は説得力に欠け、明日太陽光を設置するだけでもエネルギー関連の炭素排出を大きく減らせる
原発も今から建てることはできるが、太陽光を排除するやり方であってはならない
しかしその後、設置速度とパネルの製造・設置能力がともに伸び、指数関数的な増加が起きた
バッテリー蓄電も今、同じような曲線の入り口にあると考える十分な理由があり、現在のバッテリー製造規模は比較的小さく、拡張に重大な技術的障壁もない
季節単位の蓄電は別問題だが、時間・日単位の蓄電は十分に到達可能な範囲である
いま電力網全体を賄う蓄電容量があるという意味ではないが、既存容量を25GWhと見て、既存の電気自動車まで合わせれば蓄電時間は30分を大きく超え、この数値は毎年約50%ずつ急速に増えている
今後15年ほどかけて数時間分の電力蓄電設備を製造することは、十分に合理的な目標である
炭素を出さないダムが全電力需要の7%を供給しており、電力網全体の需要ベースで数日分のエネルギー貯蔵も提供しているため、時間シフトだけでも夜間需要の約16%をカバーできる
太陽光も東西方向の配置によってダックカーブをさらに緩和できる
建設中の総費用だけで約350億ドルで、保守と燃料費を除いても、ジョージア州で最大10セント/kWhの収入と1100MWの連続最大出力を仮定すると、元本回収に36年かかる
その350億ドルを他に投資しない機会費用や、保守・燃料費まで含めると、プロジェクト全体は利益を出せない可能性が高い
機械と原子炉の工学的成果は好きだが、いくら「可能性は低い」と言われても、メルトダウンの可能性は気味が悪い
「Vogtle 3号機以前に米国で最後に運転を開始した原子炉は、テネシー州の Watts Bar 2号機だった。Watts Bar 2号機は1973年に着工したが1985年に中断され、2007年に工事が再開されて2016年にオンラインになった」というくだりが目を引いた
関連内容: https://en.wikipedia.org/wiki/Watts_Bar_Nuclear_Plant#Unit_2
nrc.gov と EIA.gov の文書をさらに探してみると、1985年に WBN 1号機の認可直前に多数の欠陥が見つかり、NRC が TVA に書簡を送り、TVA は材料・設計・プログラム上の欠陥に対処する Nuclear Performance Plan を作成していた
その頃、2号機の工事は主要構造物や原子炉冷却材配管のような設備が設置された状態で中断された
NRC 文書によれば、TVA は能動部品と計測器の大半を改修または交換し、部品カテゴリーごとの劣化メカニズムと環境要因を評価し、認可基準・設計仕様・供給元仕様に合わせて受け入れ基準と検査・試験を整備した
原子炉が見た目には60%完成していたとしても膨大な作業量が必要で、それで時間がかかったのだと思う
EIA によれば当時の研究では、17億ドルが投じられた2号機を実質的に60%完成と見なし、さらに25億ドルを投じれば5年以内に完成できると見ていた
近くの最新原発である Angra 3 も1984年から建設中で、再び止まらなければ数年後に完成する予定
その前の原発である Angra 2 も、Wikipedia によれば1976年に着工し、2001年になってようやく運転を開始した
発電所は一部だけ完成し、10年ごとに誰かが工事再開を試みる
冷却塔の下にはビジネスパークがあり、かつて overstock.com のコールセンターがあったそうで、Dieselgate の際には Volkswagen がリコール車両数万台を保管するのに使った
その冷却塔は、成人映画を含む撮影場所としてもよく使われる
参考になりそうな記事: “Georgia nuclear rebirth arrives 7 years late, $17B over cost” https://apnews.com/article/georgia-nuclear-power-plant-vogtl...
https://en.wikipedia.org/wiki/Vogtle_Electric_Generating_Pla...
原発は産業全体を通じて、これまでの死者は最悪に見ても数千人規模で、動物への被害も非常に少なく、実際にチェルノブイリ周辺の野生動物は繁栄している
環境被害も小さく、廃棄物は体積が小さく、CO2を出さず、人間が触れない深い場所に埋めることができる
一方で化石燃料は数十万から数百万人を殺し、気候変動・原油流出・火災などで数百万から数億匹の動物を殺し、露天掘りや油膜などで数千平方マイルの土地を損ない、毎日数千トンの CO2 と副産物を大気中に捨てている
化石燃料利用の実際の金銭的コストには、気候変動の緩和、絶滅種復元研究、原油流出の浄化後の生息地回復、露天掘り地域の復元まで含めるべきだ
ウランの中にはすでに小さな体積でエネルギーが蓄えられているのだから、環境に優しい電力のための蓄電装置研究にどれだけの金を使うべきかも見る必要がある
1960〜70年代に CND や Greenpeace のような団体による教育不足・情報不足のキャンペーンがなければ、原発に長期投資してどれだけ多くの金を節約し、環境も改善できていたのか気になる
建て続けて専門性を蓄積し、反復可能で拡張可能なプロセスにする必要があるのに、今回の事例からの教訓が「原発は高すぎて効果がない」として固まってしまわないか心配だ
ジョージア州は11セントで全国平均は12.7セントだが、日照に恵まれたカリフォルニア州は、たとえば平均の約2倍である24.3セント/kWhだ
私が住むニューヨーク州では2020年と2021年に原子炉2基が閉鎖され、平均料金は22セント/kWhだ
https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.ph...
賭けるなら、Vogtle 4号機が米国で最後に建設される原子炉になる、というほうに賭ける
太陽光とバッテリーがあまりに安く、原発は競争しにくいし、世界はまもなく毎年1テラワットの太陽光容量を設置するようになるはず
もちろん研究用や軍事用の原子炉は除く
再生可能エネルギーの大きな問題は、太陽光の最大発電時点と電力の最大消費時点が一致せず、貯蔵が非常に難しい点なので、完全な移行には多様なエネルギーの選択肢が必要
原発は安定していて、ある程度は出力調整も可能なので、貯蔵の問題を緩和してくれるし、ほかの再生可能エネルギー源とも相性がよいと思う
太陽光・風力に投資したように、原発へ継続的に投資する計画を始めていたら、原発の総コストははるかに安くなっていたと確信している
あるいは、保守と材料がうまくスケールせず、完全な脱炭素化の前に再生可能エネルギーの曲線が平坦化するかもしれない
原発は初期費用が大きいが、kWhあたりの保守要員ははるかに少なく、材料もはるかに少なくて済む
How Big Things Get Done では、道路建設とともに、予算超過がほとんどない上位のプロジェクトに分類している
太陽光や風力に1億ドルかかると見込めば、実際の費用は通常1億1000万ドル未満に収まる可能性が高いが、ほかのプロジェクトでは時間・金、またはその両方が2倍、3倍、7倍に膨らむことがある
太陽光設備を建てた業者は、傷を癒やしたり評判・事業を立て直したりする必要なく、すぐ次のプロジェクトへ進める
8年間原子力エンジニアとして働いてから業界を離れたが、現実感が崩れるような感覚だった
誰かが「気候変動の唯一の実用的な解決策は原発であり、太陽光や風力を十分に速く安く建設することはできない」と言うたびに、このプレスリリースを見せればいい
私の知る原発支持者たちは、業界の事実としての現実を無視し、魔術的思考に大きく頼っている
しかし、大規模に作られた実用的な解決策はまだない
原発が重要な一片となる低炭素エネルギーミックスが必要で、そうでなければ石油・ガス・石炭に依存することになる
中国と韓国は今でもそれができる
官僚主義に勝てないという意味なら、結局は政治的意思の問題であり、最近はそうした意思が徐々に見え始めている
初号設計の建設はいつでも遅い
太陽光とバッテリーだけの未来を語る人たちは、何週間も曇りが続く地域に住んでいないように思う
計算はしていないが、地域によっては冬を乗り切れるほど大きなバッテリーパックを作るのは不可能に思える
SFベイエリアならともかく、太陽光＋バッテリーだけを使う地域では停電が珍しくなくなる可能性が高そう
好ましい解決策は、原発が天候による障害を処理する混合電源だと思う
1つの発電技術が「勝つ」構図ではなく、さまざまな発電方式を組み合わせてこそ最も安定した電力網になる
季節変動に対応するには再生可能エネルギーを過剰に建設し、長距離連系を作る必要があり、揚水発電も明白な理由で非常に興味深い
現在の形の原発はコスト競争力がないが、それはおおむね規制が生んだ人為的な問題
安全を犠牲にせずにこれを解決できるのか、あるいはそもそも解決可能なのかは分からない
肥大化した規制機関が社会のあらゆる面に入り込み、汚染してしまったように見えて、出口があまり見えない
日照に恵まれたカリフォルニアで太陽光の利用率は約25%で、曇りの日が多いドイツでは約10%まで下がる
曇りの日は影響するが、太陽光を失格にするほどではなく、冬中を乗り切るバッテリー容量を要求するわけでもない
資本コスト基準では太陽光は1ワットあたり約1ドル、原発は約10ドルで、コンバインドサイクル・ガス発電所は太陽光と同程度
太陽光発電所は1年少しでできるが、新規原発は10年を見ておく必要がある
太陽光の投資回収期間は1〜2年程度で、原発はその期間内に着工できるだけでも非常に運が良い方
Lazardの補助金なしの均等化発電原価（https://www.lazard.com/media/2ozoovyg/lazards-lcoeplus-april...）を見ると、大規模太陽光はMWhあたり24〜96ドル、原発は141〜221ドル、コンバインドサイクル・ガスは39〜101ドル
トレンドラインも太陽光＋蓄電に強く有利
同じ調達額で10倍の容量を建てられ、限界生産費は半分で、2年後からは上振れ余地しか見えないなら、投資家が原発プロジェクトを避けるのは不思議ではない
シンガポールのように大規模太陽光に適した土地が不足している場所では原発を含む別の解決策を検討すべきだが、それ以外の地域では判断は難しくない
まれなロングテールリスクに備えて、出力調整可能なガス発電所をほぼ常に待機状態で残しておくこともできる
https://formenergy.com/technology/battery-technology/
一部の原発は負荷追従が可能なように設計されているが、実際にはそのように運転されていない
バッテリーは季節貯蔵を担えるほど安くはなれず、昼夜の貯蔵に適している
季節変動には天然ガスが最善で、エネルギーを太陽光・風力・水力とピーカー用の天然ガスに置き換えれば、十分にネットマイナスが可能
米国では現在、森林のCO2吸収量が天然ガス発電所の排出量と等しく、その発電所の大半はピーカーではなく常時運転中
もちろん米国は交通と産業でも多くの排出を出しているが、時間とともに電化でき、石炭発電はなくし、天然ガス発電はピーカーとしてだけ残せる
ネットゼロまたはネットマイナスへの道筋に原発が厳密に必須というわけではない
個人的には原発の大ファンだが、気候変動対策に必ず必要なものではないと認める
世界の大半の地域には、15〜25年分の日射量やその他の気象データが時間単位またはそれ以下の解像度で存在する
一般の人は自分の経験から推論できるが、電力網の計画者や研究者はそれよりはるかに多くの分析をしている
「未来はXで、Yは不可能だ」というあらゆる陣営の主張は、偽の二分法に見える
エネルギーは社会の最も重要な柱の1つなので、必ずヘッジしなければならない
どれほど1つのかごに自信があっても、すべての卵をそこに入れる余裕はない
持続可能なエネルギーの発展と研究のあらゆる形を支持する
原発ももっと必要だし、太陽光・風力ももっと必要で、おそらく地熱・潮力や、自分がよく知らない他のものも必要になるだろう
既存の原子炉は寿命の終わりまで使うべきだが、新たに建てることに反対する理由があまりにも多い
このニュースは本来なら興味深いはずだが、このプロジェクトの膨れ上がったコスト超過のせいで、ジョージア州の住民が負担を背負うことになった
電気料金の請求書に今ではNuclear Construction Cost Recoveryという項目ができ、電気料金は下がるどころか高くなった
ニューヨーク州ロングアイランドでも、LilcoのShoreham原子炉が何年も建設され、工事にはあらゆる問題や窃盗などが絡んでいた
完成後、人々は細長い128マイルの島で事故が起きた場合、避難が不可能だということに気づき、結局一度もオンラインに投入されなかった
その大規模な無能ぶりにもかかわらず誰も解雇されず、経営陣のボーナスは相変わらず大きかった
当時のMario Cuomo州知事のおかげで、ロングアイランドの料金支払者はいまも40年後の今、その惨事のツケを払い続けている
ロングアイランドの電力会社は、多くの電力会社と同じく管理がひどい
こうした官民の構造が実際に消費者の利益になった例を見たことがない
原発が未来だとは思わない
私たちの国では、時間の7%ほどで電気価格が1セント程度、あるいはマイナスにさえなる
こういう環境で原子炉を採算が取れるように運転してみろ、ということだ
この発電所に関連した Westinghouse の破産は、最近ここでも議論された Toshiba の問題と売却に大きな影響を与えた
https://www.bbc.com/news/business-67757333.amp
https://news.ycombinator.com/item?id=38706547
私たちは初期設計費用を支払ったのだから、今こそ反復設計の成果を得るべきだ
すべての石炭火力発電容量を AP1000 に置き換えればよい
問題は、こうしたコスト低下を得た後でも、韓国では原発が依然として競争力を持たないことだ
石油危機後、安い電力のためではなく エネルギー自立 のために建設されたものだ
石炭火力発電所の廃止は州ごと、さらには事業者ごとに起きる
一部の州では、州政治の重要な部分が石炭ビジネスと結びついているため、経済的に合理的な寿命を超えても石炭に固執するだろう
経済的理由で石炭を段階的に廃止する州は、最低コストの代替手段、つまり太陽光・風力・天然ガスの組み合わせに向かう可能性が高い
環境面の懸念がコスト面の懸念を上回る州では、もはや置き換えるべき石炭火力発電容量はほとんど残っていない
溶融塩 に進まない理由はあるだろうか？