多用途小型模块堆提供直接能源,大有可为!

2021-01-04 09:26  来源:嘿嘿能源heypower     核电  小型模块堆  核反应堆  SMR  核能供热  核能利用

SMR(小型模块反应堆)因其灵活性和可承受的发电成本,越来越受欢迎。SMR已尝试直接为工业设备提供能源,而不是借助国家电网系统。从海水淡化到为采矿车辆提供动力,我们将看到小型模块化反应堆,以比想象更多的方式投入日常使用。


SMR(小型模块反应堆)因其灵活性和可承受的发电成本,越来越受欢迎。SMR已尝试直接为工业设备提供能源,而不是借助国家电网系统。从海水淡化到为采矿车辆提供动力,我们将看到小型模块化反应堆,以比想象更多的方式投入日常使用。

2016年,核能机构开展了一项名为“小型模块化反应堆:近期部署的核能市场潜力”的研究,该研究发现,在理想情况下,到2035年,全球可增加多达21千兆瓦的SMR,约占总核电装机容量的3%。除此之外,英国政府新出台的到2050年实现净零排放的10点计划提到了核能的重要性,承诺拨出7亿美元用于新建核电站,包括SMR。

9月份举行的2020年国际原子能机构(IAEA)科学论坛上,加拿大核实验室核科学与技术组织的杰弗里·格里芬,讨论了提高对小规模直接核电方法的认识的重要性,以及SMR作为独立电源(独立于电网)的潜力。他表示:“在推进中小企业改革的过程中,我们必须让我们的利益相关者与我们站在一起。”

小型模块化核反应堆的优势

SMR是先进的反应堆,功率输出不超过300兆瓦。虽然核能被认为只适用于电网较小的国家发电,但这只是等式的一部分。国际原子能机构的一名发言人表示:“小型可再生能源在缓解气候变化方面可以发挥关键作用,这不仅是因为它们能够使电网脱碳,还因为它们可以根据需要快速扩展和部署额外的模块,还因为它们在海水淡化、供热和制氢等非电力应用中的潜在用途,迄今为止,这些过程主要由化石燃料驱动。” SMR可以作为单个单元部署,也可以部署在多模块工厂中,非常适合与各种可再生能源和其他清洁能源集成在混合系统中。SMR的项目很容易吸引投资,因为它们被设计成在工厂建造,并在需求上升时运送到公用事业公司进行安装,这使得主要部件的集中制造以及部件和设计的标准化成为可能,有助于大规模生产的显著经济效益。

俄罗斯用于海水淡化的浮动SMR

浮式SMR核电站阿卡德米克罗蒙诺索夫于2019年成功部署,为俄罗斯肖恩比利比诺地区的居民提供热能,并为海水淡化提供动力。根据其开发商——国有原子能公司Rosatom的说法,这座独特的核电站每小时产生高达50Gcal的热量,每天可以淡化高达24万立方米的新鲜饮用水。尽管反对者对北极地区的安全和核废料污染的可能性提出了担忧,但阿卡德米克·罗蒙诺索夫一直在成功地运作。Rosatom目前正在开发第二代设计优化的浮动动力装置,这将是一个系列,可供出口。未来的工厂可以直接连接到海水淡化厂,使未来的岛国有可能从淡水生产中受益。据原子能机构称,核能脱盐是满足日益增长的淡水需求的一个可行选择,特别是在偏远地区。通过这个项目,俄罗斯与沙特阿拉伯、阿根廷、中国、韩国和埃及一道,加入了建设核能海水淡化厂的国家行列。

芬兰的SMR区域供热项目2020年2月,国有公司芬兰VTT技术研究中心宣布启动一个项目,开发一个用于区域供热的小型模块化反应堆,因为该国正计划到2029年逐步淘汰能源生产中的煤炭使用。VTT表示,它将依靠内部计算工具来开发SMR,并对反应堆堆芯进行建模。该案例研究的模型在赫尔辛基进行,包括未来区域供热的年度能源使用量为8千瓦时,电力为12千瓦时,以及运输燃料的4千瓦时氢气。考虑的选定反应堆模型包括目前正在中国建造的HTR-粉末冶金球床反应堆和在加拿大开发的陆地能源公司的整体熔盐反应堆。VTT最近参与了小型可再生能源研究和部署项目,并在2019年协调了欧洲小型模块化反应堆许可证项目;它还在2017年领导了欧洲研究和创新项目McSAFE的一个工作包。

劳斯莱斯将为英国提供SMR

目前,劳斯莱斯正领导一个英国SMR项目财团,该项目涉及阿斯系统公司、阿特金斯公司、巴姆·纳特尔公司、莱恩·奥鲁克公司、国家核实验室、AMRC核能公司、伍德公司和焊接研究所。虽然SMR的设计比传统的核反应堆小得多,但预计它们的发电量约为450兆瓦,相比之下,英国肯特郡邓杰斯B厂的两个反应堆的发电量各为600兆瓦。该财团的目标是推出10-15家中小型企业,同时规划一个出口市场,据该公司称,出口市场规模估计为3280亿美元。除了财团成员的投资和2019年11月英国政府签署的1800万英镑外,私人资本也表达了兴趣。随着英国八座大型核电站的集体寿命接近尾声,大多数将在2030年后退役,劳斯莱斯SMR的加入,帮助缩小英国能源足迹和提高核电安全性。

加拿大将利用SMR为矿山供电

加拿大核实验室最近专门成立了一个团队,致力于小型核反应堆的开发。在多伦多举行的加拿大探矿者和开发商协会2019年大会上,该公司提出了模块化反应器的概念,作为采矿业的清洁能源解决方案。由于偏远地区的工业采矿场通常依赖柴油,SMR技术的模块化建设、部署和退役方法可以为采矿和资源开采部门提供一种无排放的替代方案。小型模块化核技术也被认为除了环境效益之外,还为加拿大提供了经济优势。例如,“加拿大SMR路线图”报告表明,与柴油发电相比,SMR可以促进中小型企业成本节约,特别是对于偏远的工业运营。由于矿井40%的能源使用与加热和通风有关,SMRs的应用可以提供设备和车辆所需的电力,降低通风要求,并为矿井作业提供被动的局部区域加热。

除了简单的能源生产,SMR还有许多可能的应用。格里芬说:“重要的是要认识到,核能为将温室气体排放降至净零这一挑战提供了一个强大而灵活的解决方案。”

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