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由煤电过渡到核电的怀俄明州

日期:2021-06-14    来源:嘿嘿能源heypower

国际电力网

2021
06/14
16:52
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关键词: 天然气发电 碳排放 燃煤发电

在美国的怀俄明州,煤和天然气发电占总电力供应的三分之二,而且两者份额基本相同。其他如核电占20%,水电占7%,可再生能源占7%。值得一提的是,石油供能甚至比煤或天然气更多,但石油几乎全部用于运输,除非在极端天气期间,煤、天然气和风能发电不足,才会启用石油发电。

一、核能很少受到诸如极端天气之类的外在影响

核能的可靠性,再加上像风一样低的碳排放,正受到美国怀俄明州的追捧。

在怀俄明州国会大厦举行的活动中,与会者宣布打算用先进的核电取代该州的燃煤发电厂。

参与该活动的成员包括,参议员约翰·巴拉索(John Barrasso)、能源部长詹妮弗·格兰霍姆(Jennifer Granholm)、怀俄明州州长马克·戈登(Mark Gordon)、泰拉能源(TerraPower)总裁兼CEO克里斯·莱夫斯克(Chris Levesque),洛基山电力公司总裁兼CEO加里·胡格文(Gary Hoogeveen)和核能研究所总裁兼CEO玛丽亚·科尔斯尼克(Maria Korsnick)。

再加上西部地区的蒙大拿州、内布拉斯加州、犹他州、爱达荷州和北达科他州等重新评估核能的效用,尤其是与风能和太阳能配套良好的先进堆的应用,人们对新核电站的兴趣正在逐渐增长。

此外,田纳西河谷管理局和纽斯凯尔(NuScale)等公用事业和技术开发商也越来越有兴趣加强煤炭向核能的过渡。

欧盟也在评估煤炭向核能的过渡。

尽管美国煤电厂在过去几十年里大幅减少了排放,但各州的能源趋势正尽可能快地淘汰煤炭,增加天然气。

美国能源信息署(EIA)预计,到2025年,将退役30千兆瓦的燃煤发电量。

替代煤炭的最佳能源是核能和水力。但这些发展都受到监管严格、政策影响和融资困难所阻碍,不过这些问题都可通过政治意愿和公私合作进行解决。

此外,煤电厂和核电厂的工作职能有相当大的重叠点。

二、煤电向核电过度的优势

事实上,在将技术工人从煤电行业转移到新的核电行业方面具有独特的优势。同时,在整个能源行业中,核能的平均工资历来最高。因此,煤电转核电对当地社区影响也较小。

最近几年,煤矿工人职业病越来越显著,因此,用核能代替煤炭显然会受到一定程度的欢迎。

核能相关工作是能源行业中最安全的,在核工业界受伤和患病率也是所有行业中最低。甚至核能相关工作人员的癌症发病率也低于普通人群。

煤炭与核能完全不同的一点是燃料。

美国主要铀资源储备位置(图源:网络)

核能发电所需的燃料量比煤炭少近一百万倍,现存的铀矿足够人类使用几千年。

美国能源部(DOE)西北太平洋国家实验室(PNNL)和橡树岭国家实验室(ORNL)的新技术也有突破,从海水中提取铀更加廉价。

由于海水中的铀通过地壳中的化学反应不断更新,海水提铀制成的核燃料使核能与太阳能、水力和风能一样,都可以看作是可再生能源。

大多数人认为,用天然气代替煤是一件轻而易举的事。事实上,在欧美国家,天然气的增长速度仍快于其他来源。主要在于其便宜,而且这种状态会持续几十年。天然气的碳排放量约为煤炭的一半,即使是飞逸性排放,也不会产生煤炭的有害金属、颗粒物和硫。

天然气电厂很少停电,大多数天然气系统在出现断电时会进行应激性发电。美国国内的天然气比世界上任何一个国家都多,足以供应美国几个世纪的能源。

从负面来看,天然气仍然是一种排放碳的化石燃料,天然气采集的水力压裂技术也可能会引起小规模地震,而且也可能会产生爆炸,运输过程中需要完善的管道设施和基础设施网络。

事实上,反对天然气压裂技术的运动越来越多,这是天然气价格便宜的根本原因,也是天然气如此迅速地取代煤炭的原因。

纽约和马里兰都禁止使用水力压裂技术。加州部分地区以及宾夕法尼亚州、得克萨斯州、新墨西哥州、俄亥俄州和科罗拉多州的许多县都有禁令,虽然州政府已经取消当地的禁令,似乎也在联邦法院胜诉。

可再生能源虽然将继续增加,但无法迅速达到足以应对气候变化的水平,而且它们仍然需要大量天然气来支持,更不用说供应生产更多的钢铁了。未来还有很长的路要走。

三、先进堆的可能

据报道,比尔盖茨的泰拉能源公司将与巴菲特掌控的太平洋电力集团达成合作,计划将在美国怀俄明州建造新型核反应堆,地址在该州的一所退役的燃煤发电站内,初步预计投资约10亿美元(约63.8亿元)。(图源:网络)

小型模块化反应堆和先进的核技术,可以为退役的煤电厂及其工人提供了另一种职业可能,而且利用现有基础设施的兼容性,将煤电厂转核电厂,降低建设成本,在技术兼容的情况下,将降低电力成本。

比尔·盖茨(Bill Gates)和通用电气日立(GE Hitachi)共同开发的TerraPower已经开发出一个345 MW的钠冷快堆,该快堆带有熔盐储能系统。这种存储技术可以在需要时将系统的输出功率提高到500 MW,持续5个半小时以上,相当于为大约40万户家庭供应所需能量。

这一创新使钠堆能够与可再生资源无缝结合,并将导致更快、更具成本效益的脱碳能源。

此外,该技术新颖的结构分离设计,简化了主要结构,降低了反应堆的复杂性、成本和施工进度,同时提供安全可靠的电力。最重要的是,不会发生堆芯融毁事故。

怀俄明州州长马克·戈登(Mark Gordon)说:“很高兴看到怀俄明州被选为这一示范试点项目,因为我们伟大的州是这类创新公用设施的完美应用之地,我们经验丰富的员工,期待这一项目相关的核电工作。”

2020年10月,DOE通过其先进反应堆示范计划(ARDP),授予TerraPower 8000万美元的初始资金,用于示范钠堆技术的研发。

核能研究所所长兼CEO玛丽亚·科尔斯尼克(Maria Korsnick)指出,“随着煤电厂的退役,向核能的过渡,意味着我们可以继续利用煤炭工人的专业知识和几十年来发展的基础设施来实现我们的脱碳目标,同时在煤炭社区提供高薪、高技能的工作。”

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