芬兰VTT研究强调核能区域供热的好处

芬兰 VTT 技术研究中心的一项研究得出结论，对于芬兰和欧洲区域供热市场来说，核能比其它能源更加清洁，在生产生命周期内对环境的影响更小。

赫尔辛基(图片来源：Pixabay)

VTT 指出，在欧洲，目前有 3500 个地方区域供热网络在冬季为 6000 万人的房屋提供温暖。供暖也是二氧化碳排放的主要来源，因此能源系统的深度脱碳需要广泛的化石燃料替代品。

VTT 的研究评估了使用 LDR-50 小型模块化反应堆 (SMR) 技术产生的热量的碳足迹，该技术由 VTT 衍生公司 Steady Energy 开发，用于区域供热和低温工业应用，以及生产生命周期内的其他不利环境影响。

该研究采用标准生命周期分析 (LCA) 方法，该方法考虑了生命周期不同阶段的能量和物质流以及相关排放。LDR-50 特定参数被用作评估燃料循环贡献的输入数据。由于该技术仍在开发中，因此对工厂建设和不同运营阶段的估计基于传统核电站技术。

LDR-50 供热厂产生的热量的具体排放量估计为每千瓦时 2.4 克二氧化碳。该结果与其他常用的区域供热燃料(如煤炭、天然气和泥炭)以及各种生物燃料进行了比较。核能选项的排放量在比较中最低。差异非常显著，尤其是与化石燃料相比。例如，天然气和硬煤的类似排放量分别为 282 克二氧化碳/千瓦时和 515 克二氧化碳/千瓦时。对于生物燃料，数值范围为 10 至 50 克二氧化碳当量/千瓦时。

“更重要的是，结果表明，核能区域供热的碳足迹比化石燃料供热的碳足迹要小两个数量级以上，”VTT 表示。“与直接电加热和热泵相比，核能方案也表现良好，即使电力供应来自低碳能源。”

VTT 指出，这些供暖方案的碳足迹主要取决于该过程中消耗的电力的具体排放量。“为了解释电力来源的差异，比较中包括了不同欧洲国家的平均排放量。核能方案的碳足迹与瑞典和法国等清洁电力结构国家使用热泵供暖的碳足迹相当，与化石能源占很大比例的电网(例如波兰、捷克共和国和德国)相比，核能方案的碳足迹要低得多。”

研究发现，除了温室气体排放外，还根据 12 个不同的影响类别评估了核能区域供热和传统供暖燃料对环境的不利影响。

“在所有影响类别中，核能区域供热的表现都不比广泛使用的传统供热燃料差，”报告称。“在大多数类别中，核能区域供热的影响明显低于平均水平。这一结果很大程度上是由于铀燃料的能量含量非常高。尽管铀矿开采和加工对环境造成负面影响，但与其他替代能源相比，核能区域供热对环境的总体影响仍然很小。”

VTT 表示，这项研究表明，核能可以成为替代化石燃料供热的可行选择。它指出，最大的减排潜力在于能源生产仍然严重依赖煤炭和天然气、区域供热占据很大市场份额的国家。这些国家包括爱沙尼亚、波兰、捷克共和国、斯洛伐克和乌克兰。

自 2020 年以来，VTT 一直在开发 LDR-50 区域供热 SMR，其热输出为 50 MW。其设计运行温度约为 150°C，压力低于 10 bar (145 psi)。LDR-50 反应堆模块由两个嵌套的压力容器组成，中间空间部分充满水。该公司表示，当通过主热交换器去除热量时，中间空间的水开始沸腾，形成一条有效的被动传热路径进入反应堆池。该系统不依赖电力或任何机械运动部件，这些部件可能会发生故障并阻止冷却功能。

Steady Energy 于 2023 年 5 月从芬兰 VTT 技术研究中心分拆出来，预计首个 LDR-50 区域供热厂将于 2028 年开始建设，第一台机组预计将于 2030 年投入运营。LDR-50 区域供热 SMR 热输出功率为 50 兆瓦，自 2020 年以来一直在 VTT 进行开发。

上个月，Steady Energy 表示，它将于明年在芬兰开始建设其首个 LDR-50 区域供热反应堆试验工厂，潜在厂址包括芬兰首都赫尔辛基和另外两个城市。