有相当大的潜力增加使用余热发电的核电站海水淡化,重工业生产氢,脱碳运输部门和供应热量住宅和商业用途:核热电联产提供可持续的和经济的解决方案可以满足在热能市场日益增长的需求。然而,正如国际原子能机构专家上周在一次会议上所同意的那样,要想让这些核能联产产品大规模进入商业市场,必须克服几个挑战和障碍。
约60名来自33个国家的参与者,代表两国运营核电站,以及核新技术开发人员和潜在客户,讨论了非电的应用核能的利弊在16日对话论坛的国际原子能机构的国际项目创新的核反应堆和燃料循环(INPRO),从2018年12月12 - 14日在维也纳。自2010年以来,这些论坛专注于发展可持续核能系统的不同方面,以及技术供应商、客户和其他利益攸关方之间的相关复杂关系。
与会者介绍了正在进行的热电联产项目以及在已开始使用核能的国家的计划或考虑事项。与会者建议,如果这些新国家决定将热电联产纳入其核能规划,它们应该从一开始就开始规划这些应用。
“核热电联产是非常重要的,特别是如果核能是扩大在能源市场来满足更广泛的清洁和可持续能源的必要性,同时帮助通过避免碳排放来减缓气候变化,”米哈伊尔·Chudakov说,国际原子能机构副总经理和部门负责人核能。
传统上,核能的主要焦点一直是发电。但早在1956年,英国考尔德霍尔核电站就为现场设施提供了电力和过程热。在其他几个国家也有地区供热、工业过程供热和海水淡化的例子。尽管有这些例子,由于各种经济和管理原因以及缺乏公众支持,核热电联产系统从未真正起飞。随着许多国家技术和管理环境的变化,同代人的条件有了很大改善。
非电力应用的机会
第16届对话论坛联合主席、来自德国的行业专家于尔根·库皮茨(Juergen Kupitz)表示,热电联产还能为核工业带来其他好处:在电力需求波动的情况下,它可以通过调整电厂电力产品和热电产品之间的产量,提高电力生产的灵活性。
与会者强调的另一个机会是利用核能进行海水淡化。库皮茨说:“这将大大增加许多地区的淡水供应,从而有助于发展和提高生活水平。”“水、能源和健康的环境是基本的生命维持系统。”
加拿大核实验室的Ramesh Sadhankar谈到了向核工业提供热电联产的广阔市场潜力。他观察到,热市场比电力市场大,但通常是地方性的,与特定的工业活动有关。
挑战和障碍
在小组讨论和小组讨论之后,与会者同意了几个被认为是核热电联产进入商业市场的挑战和障碍的问题:经济和能源市场条件仍然是主要的挑战。缺乏政治承诺和公众接受度低也可能构成重大挑战。在具体情况下,技术和法规问题,以及对运营参考工厂的要求,可能会造成其他障碍。
小型模块化反应堆(SMRs)和高温反应堆(HTRs)等先进技术的部署,可能不会立即加快核电非电力应用的部署。许多国家,尤其是新进入核能领域的国家,需要“已证明的技术”,而且可能不会接受发电和核热电联产的“第一种”技术。有嘉宾指出,大型示范工厂对于接受某一热电市场的技术非常重要。然而,在许多情况下,除非能够提出适当的商业理由,否则反应堆供应国可能无法从经济上证明在其自己的土地上进行大规模的热应用示范是合理的。participant说,需要调整监管方法来克服这个问题。
一些核能的非电力应用也可能需要特定的许可证、制定新的规章和获得国家管理机构的批准。想要利用余热进行热电联产的核电站可能需要不同的许可证。热电联产还需要合格的人力资源和专门知识,其缺乏对核能的非电力应用构成障碍。
国际原子能机构的作用
日本原子能机构(Japan Atomic Energy Agency)联合主席辛炎总结了如何克服核能非电力应用面临的挑战。他表示:“首先,我们需要向其他成功结成联盟的传统行业学习。”随着韩国和沙特阿拉伯联手开发用于中东海水淡化和热电联产的SMR,这种情况已经在小规模上发生。
“第二,原子能机构是帮助指导会员国发展非电力应用的最佳国际机构,应在提高公众认识方面发挥更大作用。第三,新的核国家应利用原子能机构提供的现有工具,了解非电力的应用,帮助它们的经济发展和了解技术挑战。”