核工业在小电厂上下了大赌注
到目前为止,核能发电需要大量的设施,周围有几英亩的建筑物、电力基础设施、道路、停车场等等。核工业正试图改变这一局面——变小。
努力建设全国第一个“先进小型模块化反应堆”(SMR)在爱达荷州它有望在20世纪20年代中期投入运营。该项目迈出了关键的一步,其背后的NuScale公司获得了重要安全认证来自核管理委员会。
但第一个可能是发电到2020年在中国、阿根廷和俄罗斯据国际原子能机构称。
关于这项技术是否值得追求的争论还在继续,但是核工业不是在等待判决也没有,作为一个能源学者,我认为应该。新一代的更小、技术更先进的反应堆提供了许多优势,包括生产线生产方式,大大降低了熔毁风险,并在选址方面具有更大的灵活性。
有多小?
大多数小型模块化反应堆正在进行中范围在50兆瓦之间-大约足够60000的功率现代美国家庭- 200兆瓦。甚至还有更小的“迷你”或“微型反应堆”的设计只有4兆瓦.
相比之下,今天建成的全尺寸核反应堆将产生约1000 - 1600兆瓦的电力,尽管许多反应堆是在1990年之前建成的,其中一半以上是在1990年之前建成的在美国运行的99座反应堆。,比这个小。
但小型核反应堆实际上并不新鲜。印度最多,有18个容量在90至220兆瓦之间的反应堆建于1981年至2011年。今天建造的全尺寸核反应堆将产生大约1000-1600兆瓦的电力,尽管1990年之前建造的许多反应堆都比这小。
美国、俄罗斯、中国、印度、法国和英国都有业务数百艘核潜艇和航空母舰。俄罗斯拥有数十艘核动力破冰船,这是第一艘浮动核电站将于2019年部署在东西伯利亚的佩维克镇附近。
西伯利亚核电站将被取代四个12兆瓦的反应堆苏联在20世纪70年代建造的为偏远的城镇和行政中心以及采矿和石油钻探作业提供动力。
尽管这些反应堆规模较小,但它们可能在有多个反应堆的更大的发电厂运行。例如,NuScale希望在其最初的爱达荷核电站安装12个反应堆。根据该公司的最新预测,它将有一个总容量720兆瓦.
全球趋势
私营和国有公司正在寻求在大约十几个国家到目前为止,包括美国和英国
法国该公司四分之三的电力来自美国核能源,和加拿大很快就会加入战斗。
全球对小型模块化反应堆的兴趣来自于更多的标准核反应堆正在退役比正在建设中.
一些优势
这些先进的小型模块化反应堆的支持者说更容易构建,在位置上更灵活比更大的那一类。“模块化”一词指的是如何在类似工厂的环境中建造,准备好通过卡车、铁路或海运运输完全组装或容易连接的部件。
这些反应堆可能为农村城镇、工厂、山区和军事基地以及城市地区和港口提供电力。小型的模块式反应堆也可以方便地用于工业用途。
由于采用了新技术,小型模块化反应堆将不同于已经部署的小型反应堆。这些进步的目的是使其不太可能甚至不太可能它们不可能融化或爆炸,发生在日本福岛灾难.
这些小反应堆所在的发电厂将增加对破坏和盗窃放射性物质的保护。例如,他们可能配备继续工作的冷却系统即使没有操作人员在场,所有的电力都损失了。在很多情况下,整个反应堆和蒸汽发电设备都将埋在地下,以在地震和海啸等自然灾害发生时保护这些设施。地震和海啸导致福岛第一核电站三座反应堆融化。
和可再生能源一样,核能不排放碳。风能和太阳能是间歇性的能源,而水力发电受季节变化和干旱的影响,相比之下,风能和太阳能一直在发电,占地面积也小得多。在许多情况下,整个反应堆和蒸汽发生设备将在地下,以在自然灾害期间保护这些设施。
因此,小型的模块化反应堆是可以的与可再生资源配套作为燃煤或天然气发电厂的替代品。但他们可能不得不与先进的能量存储系统为了那个市场。
关注点和成本
显然,一旦这些反应堆部署完毕,这些优势是否会实现,还有待观察。一些专家对此表示怀疑行业的承诺和期望。
尽管小型的模块化反应堆是为了生产而设计的放射性较低的废物比标准的,同样功率的更大的反应堆,去哪里的问题安全处置核废料仍未解决。
小型模块化反应堆面临着其他挑战,其中一些是自己制造的。
对潜在全球市场的浓厚兴趣导致许多公司提出了自己的反应堆设计方案。在我看来,已经有太多的版本了。不久,就会发生一次大地震。
而且,特别是在美国,目前还没有明确的时间要求许可新的反应堆设计缺乏任何商业记录-创造了许多监管方面的不确定性.对潜在全球市场的浓厚兴趣,促使许多公司提出了自己的反应堆设计方案。
目前还不清楚小型模块化反应堆发电的成本。这种情况可能至少会持续10到15年,直到少数设计真正建成并投入使用。
一些专家预计,小型模块化反应堆的水平可能是高于全尺寸反应堆一般来说建造成本增加(PDF)和操作比其他选择,如天然气,为相同的电量。然而,NuScale预测它的smr将是更有竞争力而不是他们的成本。
一些观察家担心反应堆所有者可能抄近路(PDF)降低成本,损害安全或保障。
尽管它们的成本尚不清楚,相对于其他能源选择的优势还未得到证实,但我认为,这些小型反应堆作为非碳源,是帮助解决我们这个时代的能源挑战所必需的。世界上其他国家似乎都准备好了,不管有没有美国。
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