国防総省が開発を続けるべきかどうかは明らかではない 新しいタイプのマイクロリアクター —主に、コストと規制が不確実であるためです。 ただし、効果的な国防総省の投資決定への道を開くために利用可能になったときに、そのような情報をプラグインするための体系的で反復可能なフレームワークを使用できます。 現在入手可能なデータと情報を使用して、予備的な調査結果を特定することもできます。
たとえば、電力容量が 1 ~ 5 メガワットの最小のマイクロリアクターは、平均電力コストを現状のエネルギー コストと比較すると、米国のほぼすべての国防総省にとって高すぎます。エネルギー回復力と製造効率の価値が含まれます。
スペクトルの反対側では、より大型で高度な原子炉 (80 ~ 300 MWe) は平均電力コストが低くなりますが、ほぼすべての国防総省の場所が独立して消費するにはあまりにも多くの電力を生成します。
これら 17 つの両極端の中間では、中型のマイクロリアクター (XNUMX MWe) は価値のある投資になる可能性があります。 米国内の最大 21 の異なる国防総省の場所.
サイズに関係なく、マイクロリアクターにはかなりの資本コストがかかります。 国防総省は最近、 $ 300万契約 マイクロリアクターのプロトタイプを設計、構築、テストします。 これは、建設費の見積もりの 20 倍から XNUMX 倍です。 原子力研究所レポート 2019 年に公開されました。契約には建設だけではありませんが、大幅なコストの増加は、 マサチューセッツ工科大学の研究テーマ — 原子力発電所の建設コストの見積もりは、マイクロリアクターがコンセプトからプロトタイプに成熟するにつれて増加する傾向がある.
建設コストだけを見るのではなく、さまざまな発電源を比較するためのより効果的な方法は、寿命全体にわたる平均的な電気料金である均等化された電気料金です。 マイクロリアクターの場合、これは瞬時にどれだけの電力を生成できるかに大きく依存します — 電力容量、またはMWe — 経時的に供給される全電力容量のパーセンテージ — パーセンテージとしての容量係数 — そしてどのように 製造効率 後続の各ユニットのコストを削減します。
マイクロリアクターは、電力容量 (MWe) が大きく、寿命全体 (容量係数が 100% に近い) にわたって一貫して使用され、多数のユニットが実装されている場合に、より費用対効果が高くなります。
上記の予備調査結果は、米国の国防総省の場所にマイクロリアクターを配置することに焦点を当てています。 これにより、ポータブルまたはモバイル原子炉よりも大きな電力容量 (MWe) を持つことができます。 また、分析では、マイクロリアクターがその寿命の間一貫して使用されるように、国防総省の場所がマイクロリアクターの電力容量 (MWe) よりも大きい平均電力需要を持つ必要がありました。 これにより、設備利用率が 100% に近づき、電気の平均コストが可能な限り低く保たれます。
ほとんどの DoD ロケーションは平均電力需要が比較的低いため、より大きな電力容量 (MWe) を持つマイクロリアクターと、100% に近い容量係数でそれらを使用できる DoD ロケーションの数との間にはトレードオフがあります。 これは、中規模の 17 MWe マイクロリアクターが DoD にとって価値のある投資である理由を部分的に説明しています。
17 MWe のマイクロリアクターへの国防総省の投資が価値あるものとなるためには、国防総省は炭素のコストとエネルギー回復力の価値を考慮しなければなりません。 マイクロリアクターのコスト見積もりが増えることはありません。 また、21 か所すべてが実行可能なホストである必要があります。これにより、製造効率が向上し、各ユニットのマイクロリアクターのコストが削減されます。
したがって、国防総省の意思決定者は、まずより正確なコスト見積もりに投資し、国防総省の場所をより対象を絞った調査を行って、投資が価値があるかどうかを判断することをお勧めします。
今日、 国防総省は、固定式で可搬型のマイクロリアクターを開発しています、しかし国防総省がこの技術に投資したのはこれが初めてではありません。 陸軍原子力発電計画 (ANPP) は、マイクロリアクターを設計、建設、運用しました。 1954-1976から — 原子力エネルギーが黎明期にあった頃。 ANPP は、異なる設計の XNUMX つのマイクロリアクターを実演しました。 XNUMX つは固定式、XNUMX つは可搬式 (輸送と再組み立て用)、XNUMX つは移動式 (トラック/バージ) でした。 このプログラムは、いずれの原子炉も独自の運転能力を提供しなかったため (それぞれを代替エネルギー源に置き換えることができた可能性がありました)、代替エネルギー源よりも高価である可能性が高かったため、最終的に中止されました。
アーカイブ分析によると、ANPP マイクロリアクターによって生成されたエネルギーは、ディーゼル発電機が同じ量のエネルギーを生成し、ディーゼル燃料のコストが完全に負担された場合よりも XNUMX 倍から XNUMX 倍高価であったことが示唆されています。 、保護、人員など。これらの歴史的な例は、代替可能な技術への投資を検討する際にコストがいかに重要であるかを強調しています。
最終的に、マイクロリアクターに投資するという決定は複雑です。 投資に価値があるかどうかを判断するために、多数の仮定と不確実性が相互に作用する可能性があります。 したがって、国防総省の意思決定者は、体系的で反復可能な意思決定フレームワークを使用して、これらの複雑さを管理する必要があります。 可能性のあるフレームワークの XNUMX つが私の博士論文に見られます。 このフレームワークは、国防総省の意思決定者がマイクロリアクターに投資する決定について効果的に相互に通信できるようにすることができ、マイクロリアクターの機能と国防総省の場所の要件が必然的に変化するため、将来的に再適用することができます。
米空軍中尉のカイル D. ハークは、パーディー ランド大学院で政策分析の博士号を取得しています。 この解説で表明された見解は、必ずしもシンクタンクのランド、米国空軍、米国国防総省、または米国政府の見解を表すものではありません。 詳細については、 プレゼンテーションをオンラインで見る & 論文を読む このトピックに関する。
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