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燃煤电厂“变”核能项目之效益分析

来源: 嘿嘿能源heypower 发布日期:2022-10-07

根据美国能源部的一份最新报告,大多数现有和新近退役的燃煤发电厂可以重新利用,以廉价的方式容纳未来先进的核能项目,并为经济发展弱势社区提供经济刺激。


1、从燃煤电厂到先进堆

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美国全国大约80%的燃煤发电厂可以引进先进堆,例如小型模块堆(SMR),建设先进堆的成本是将其安置在未开发土地上的35%。

探索,这些核电项目后续可以向现有电网供应265千兆瓦的电力,相当于美国一年发电量的四分之一。


根据该报告,过渡到无化石燃料核能,而不是采用含甲烷的天然气发电,可以为公用事业和附近的弱势社区带来经济效益。


但环保和消费者倡导者表示,公用事业应使用风险较小、成本效益更高的可再生能源替代品进行脱碳。


2、先进核能


先进堆是最新一代的核反应堆技术,源自最初为军舰开发的反应堆设计。


先进堆包括SMR和非轻水堆,它们的设计比目前在美国运行的核反应堆更小、更安全、成本更低

SMR比大型核反应堆小得多,其发电量约为常规核反应堆发电量的三分之一。SMR在场外制造,并在反应堆所在地组装。


美国核管理委员会(U.S.Nuclear Regulatory Commission)于7月完成了第一个SMR设计的认证,该设计将在美国使用——纽斯凯尔沃伊格(NuScale VOYGR)发电厂,该发电厂可以容纳4个、6个或12个模块,每个模块产生50兆瓦的电力。


目前,美国没有SMR在运营,但爱达荷州有一个项目正在进行中。


美国能源部爱达荷国家实验室的无碳发电项目自2015年以来一直在开发中,计划于2029年开始使用纽斯凯尔沃伊格模块发电。

非轻水核反应堆依靠水以外的材料进行冷却,包括液态钠、氦和熔盐。

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泰拉能源反应堆


比尔·盖茨的泰拉能源(TerraPower)将在怀俄明州凯默勒建造一座耗资40亿美元的非轻水示范核电站。


该公司命名为“钠”(Natrium)的钠冷345兆瓦反应堆,计划于2024年开始建设,预计将于2028年完工。


3、利用现有场地优势


美国能源部分析了157个退役的燃煤电厂厂址和237个运营厂址,包括印第安纳州的9个未经确认的厂址。


研究发现,80%的场地有利于先进堆的建设运营,22%的场地适合大型轻水和非轻水反应堆的建设运营。


与在未开发土地上建造核电站相比,在其中一个核电站建造先进的核反应堆可以节省15%至35%的公用事业费用。


用先进堆取代燃煤发电厂的研究发现,在中西部地区,温室气体排放量减少了86%,并且在运营的头十年内,每个发电厂附近的区域经济活动增加了2.75亿美元。


在其中一个地点建造核电站还将增加约650个新的永久性工作岗位,分布在核电站、支持核电站的供应链以及周边社区。


核能部助理部长凯瑟琳·赫夫(Kathryn Huff)表示:“这是一个重要的机会,可以帮助全国各地的社区保住工作,增加税收,改善空气质量。随着我们迈向清洁能源的未来,我们需要提供基于工厂现场的解决方案,并确保公平的能源过渡,而不会让社区落后。”

公用事业公司的利润,主要来自用于提供服务的基础设施的投资,这构成了纳税人每月账单的大部分。


据印第安纳州公用事业消费者顾问办公室称,基本费率占普通住宅客户税前账单的66%至99%。


最近通过的《通货膨胀减少法案》中的新税收抵免,可能有助于说服公用事业公司转向核能。


2025年或以后建造先进堆的公用事业公司,现在可以获得投资税收抵免,其金额相当于建造该设施所支付金额的30%。


再加上国家层面的成本补偿措施,可以提供足够的财政激励,说服公用事业公司将核能添加到未来的能源生产计划中。


4、印第安纳州的核反应堆


今年早些时候,美国印第安纳州议会通过了一项法案,即参议院第271号法案,该法案允许公用事业公司在该州建造SMR,只要他们计划申请联邦核许可证。


该法律还将SMR添加到符合财政激励条件的清洁能源项目列表中,包括通过提高公用事业客户的费率来收回成本。


据在法案通过印第安纳州议会期间作证的行业专家称,建造核设施的联邦许可程序大约需要三年,而建造反应堆需要三到四年。


这意味着,公用事业公司可以在SMR项目发电之前的十年中大部分时间使用纳税人资金。


印第安纳杜克能源和普渡大学(Duke Energy Indiana and Purdue University)正在探讨使用SMR为该大学西拉斐特校区供电的可行性。


AES印第安纳和Center Point Energy公司正在考虑在其资源计划中增加SMR。北印第安纳州公共服务公司表示,它尚未将SMR评估为一种现实的资源选择,但将监测该技术的进展。


印第安纳州的环保和消费者倡导组织表示,公用事业比核能有更好的选择。


温迪·布雷德霍尔德(Wendy Bredhold)说:“‘超越煤炭’运动(Beyond Coal Campaign)正在努力实现从化石燃料向清洁能源的转变,而清洁能源是指包括风能、太阳能、电池存储、能源效率和需求侧管理在内的投资组合。当我们有现成的安全、廉价和可靠的清洁解决方案时,我们不应该追求高风险和昂贵的核能,包括SMR。”


布雷德霍尔德是印第安纳州和肯塔基州塞拉俱乐部“超越煤炭”活动的高级代表。


5、虽然“可靠”但代价是什么?


核能被美国能源部视为“最可靠的能源”,因为核电站一年中的发电时间超过92%。该部门表示,这是天然气和燃煤机组的两倍,是风力和太阳能发电厂的三倍。


但是,在没有补贴的情况下,核电站的电力价格大约是公用事业规模可再生能源系统(如风能和太阳能)的五倍。


公用事业规模的风能和太阳能安装成本也低得多。每台2兆瓦级风力涡轮机的成本在300万至400万美元之间,太阳能系统的成本约为每兆瓦89万美元。


目前计划的两个先进核能项目都严重依赖联邦补贴。


“无碳发电”(Carbon Free Power)项目已从能源部获得10多亿美元,以维持项目的顺利进行,40亿美元的泰拉能源项目中约有一半将由联邦政府补贴。


公民行动联盟(Citizens Action Coalition)辩称,对SMR的公用事业投资,将导致纳税人多年来额外的沉没成本,且无任何回报。

“无碳发电”项目于2020年8月获批建设,但在几个月内,该项目被推迟了三年,成本从42亿美元攀升至61亿美元。


最近在全国各地建造的核电站也出现了类似的费用超支,给客户带来了数十亿美元的额外成本。

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建设中的沃格特尔核电站3、4号机组(摄于2017年2月)


2009年,佐治亚州监管机构以141亿美元的价格批准了境内沃格特尔(Vogtle)核电站3号和4号机组。


但是,目前来看,该项目面临延期和成本超支,使项目竣工日期推迟了四年,价格翻了一番多,达到320亿美元。


建造反应堆的乔治亚电力公司(Georgia Power),在2011年1月至2020年12月期间多支付了35亿美元的电费,以支付反应堆融资成本,并将在建设结束前多支付约5亿美元。

00.jpgV.C. Summer核电站1号机组


在南卡罗来纳州,议员批准了一项耗资98亿美元的项目,在Virgil C. Summer核电站建造两座核反应堆。该项目在一系列建设挫折和成本超支后被取消,纳税人只得无偿支付23亿美元。


20世纪80年代初,印第安纳州有失败的核项目,当时印第安纳州公共服务公司(现为杜克能源公司的一部分)中途放弃了杰斐逊县的大理石山(Marble Hill)核电站项目。20年来,客户需要额外支付25亿美元,即今天的67亿美元。


纳税人不仅最有可能负责建造核电站的成本,而且如果公用事业公司决定退役,他们也最有可能承担核电站退役的成本。


美国核反应堆多年的退役过程估计耗资5.44亿至8.21亿美元。


CAC认为,国家授权收回成本的权力,本质上迫使客户向公用事业提供无息贷款。


CAC和环保组织也对潜在印第安纳州反应堆的放射性废物的储存感到担忧。

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核电现场的乏燃料水池


印第安纳州的SMR法律允许公用事业公司在满足联邦要求的情况下将废物储存在核电站现场。


根据NRC的说法,乏核燃料要么储存在20英尺深的水池中,要么储存在加气的干式容器中。委员会表示,这两种储存方法为公众健康、安全和环境提供了充分的保护,但一些研究发现,居住在核电站附近与甲状腺、膀胱和大脑癌症发病风险增加之间存在一些联系。(完)


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