自1974年以來，比利比諾核電站一直向俄羅斯北極地區(qū)的采礦小鎮(zhèn)提供電力，蒸汽和熱水。(照片：Rosenergoatom)
增加利用核電廠發(fā)電產(chǎn)生的過剩熱量來淡化海水，為重工業(yè)生產(chǎn)氫氣，使運(yùn)輸部門脫碳，為住宅和商業(yè)用途供熱，具有相當(dāng)大的潛力：核電聯(lián)產(chǎn)可以提供可持續(xù)和經(jīng)濟(jì)的滿足熱能市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需求的解決方案。然而，正如國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)會(huì)議專家上周所表示的那樣，為了使這些核電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品大規(guī)模進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)，必須克服一些挑戰(zhàn)和障礙。
來自33個(gè)國(guó)家的約60名參與者，代表兩個(gè)運(yùn)行核電廠的國(guó)家，以及核新人，技術(shù)開發(fā)商和潛在客戶，在第16屆國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)對(duì)話論壇期間討論了核電非電應(yīng)用的利弊。創(chuàng)新核反應(yīng)堆和燃料循環(huán)(INPRO)，于2018年12月12日至14日在維也納舉行。自2010年以來，這些論壇的重點(diǎn)是發(fā)展可持續(xù)核能系統(tǒng)的不同方面以及技術(shù)供應(yīng)商，客戶和其他利益相關(guān)者之間的相關(guān)復(fù)雜關(guān)系。
與會(huì)者介紹了在啟動(dòng)核電的國(guó)家正在進(jìn)行的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目和計(jì)劃或考慮。如果這些新成員國(guó)決定將熱電聯(lián)產(chǎn)納入其核能規(guī)劃，他們應(yīng)該從一開始就開始規(guī)劃這些應(yīng)用，參與者建議。
“核能熱電聯(lián)產(chǎn)非常重要，特別是如果核能在能源市場(chǎng)擴(kuò)大得更廣泛以滿足清潔和可持續(xù)能源的需求，同時(shí)通過避免碳排放幫助減緩氣候變化，”國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)副主任米哈伊爾·丘達(dá)科夫說。核能司司長(zhǎng)兼負(fù)責(zé)人。
傳統(tǒng)上，核電的主要焦點(diǎn)一直是發(fā)電。但早在1956年，英國(guó)的Calder Hall核電站就為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施提供電力和工藝熱能。其他幾個(gè)國(guó)家也有區(qū)域供熱，工業(yè)過程熱和海水淡化的例子。盡管有這些例子，但由于各種經(jīng)濟(jì)和監(jiān)管原因以及缺乏公眾支持，核熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)從未真正起飛。隨著許多國(guó)家的技術(shù)和監(jiān)管環(huán)境的變化，聯(lián)合的條件已大大改善。
非電力應(yīng)用的機(jī)會(huì)
熱電聯(lián)產(chǎn)還為核工業(yè)帶來了其他好處：第16屆對(duì)話論壇聯(lián)合主席，行業(yè)專家Juergen Kupitz表示，隨著電力需求的波動(dòng)，它可以通過調(diào)整電廠和熱力產(chǎn)品之間的工廠產(chǎn)量來提高電力生產(chǎn)的靈活性。來自德國(guó)。
與會(huì)者強(qiáng)調(diào)的另一個(gè)機(jī)會(huì)是通過核能進(jìn)行海水淡化。“這可以大大增加許多地區(qū)的淡水供應(yīng)，從而有助于發(fā)展和提高生活水平，”Kupitz補(bǔ)充說。“水，能源和健康的環(huán)境是基本的生命支持系統(tǒng)。”
來自加拿大核實(shí)驗(yàn)室的Ramesh Sadhankar談到了熱電聯(lián)產(chǎn)對(duì)核工業(yè)的更廣泛的市場(chǎng)潛力。他指出，熱市場(chǎng)比電力市場(chǎng)更大，但通常是本地性的，與特定的工業(yè)活動(dòng)聯(lián)系在一起。
挑戰(zhàn)和障礙
在小組討論和小組討論之后，與會(huì)者商定了幾個(gè)被認(rèn)為是核電聯(lián)產(chǎn)進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)和障礙的問題：經(jīng)濟(jì)和能源市場(chǎng)條件仍然是主要挑戰(zhàn)。缺乏政治承諾和較低的公眾接受度也會(huì)帶來重大挑戰(zhàn)。在特定情況下，技術(shù)和監(jiān)管問題以及運(yùn)營(yíng)參考工廠的要求可能會(huì)帶來其他障礙。
小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)和高溫反應(yīng)堆(HTR)等先進(jìn)技術(shù)的部署可能無法立即加速核電非電力應(yīng)用的部署。許多國(guó)家，特別是核新興國(guó)家，需要“示范技術(shù)”，并且可能不接受發(fā)電和核電聯(lián)產(chǎn)的“首創(chuàng)”技術(shù)。一些與會(huì)者指出，大規(guī)模示范工廠對(duì)于接受特定的熱市場(chǎng)技術(shù)非常重要。然而，在許多情況下，除非能夠制定合適的商業(yè)案例，否則反應(yīng)堆供應(yīng)國(guó)可能無法在經(jīng)濟(jì)上證明在其土壤上大規(guī)模展示熱量的證據(jù)。參與者說，需要調(diào)整監(jiān)管方法來克服這個(gè)問題。
核能的一些非電力應(yīng)用也可能需要特定的許可，制定新的法規(guī)和國(guó)家監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。想要將多余熱量用于熱電聯(lián)產(chǎn)的核電廠可能需要不同的許可證。熱電聯(lián)產(chǎn)還需要合格的人力資源和專業(yè)知識(shí)，其缺乏構(gòu)成了核電非電力應(yīng)用的障礙。
國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)
來自日本原子能機(jī)構(gòu)的聯(lián)合主席辛巖總結(jié)了如何克服核能非電力應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)：“首先，我們需要向其他成功建立聯(lián)盟的傳統(tǒng)行業(yè)學(xué)習(xí)，”他說過。由于大韓民國(guó)和沙特阿拉伯聯(lián)手開發(fā)中東海水淡化和熱電聯(lián)產(chǎn)的SMR，這種情況已經(jīng)發(fā)生在較小規(guī)模上，“他補(bǔ)充道。
“其次，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)是幫助指導(dǎo)成員國(guó)開發(fā)非電力應(yīng)用的最佳國(guó)際機(jī)構(gòu)，應(yīng)在提高公眾意識(shí)方面發(fā)揮更大作用。第三，核新成員國(guó)應(yīng)利用現(xiàn)有工具，如國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)提供的工具，了解非電力應(yīng)用，幫助它們促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并了解技術(shù)挑戰(zhàn)。“
INPRO核能非電應(yīng)用機(jī)會(huì)和問題對(duì)話論壇于2018年12月12日至14日在維也納舉行。(照片：國(guó)際原子能機(jī)構(gòu))
