美国加州即将关闭最后一座核电站,未来将会怎样?

2021-03-31 11:38  来源:嘿嘿能源heypower    核电  美国核电

加州最后一个核设施——装机2.2GW的Diablo Canyon核电厂(简称DC核电厂)——正在走近预定的退役日期,同时,一些能源专家也在担心加州还没有做好充分准备,迎接接下来发生的事。


加州最后一个核设施——装机2.2GW的Diablo Canyon核电厂(简称DC核电厂)——正在走近预定的退役日期,同时,一些能源专家也在担心加州还没有做好充分准备,迎接接下来发生的事。

Diablo Canyon核电厂位于加利福尼亚中央海岸,年发电量约为18000GWh,几乎占该州电力供应的10%。自从8年前San Onofre核电厂退役后,它就是加州唯一的在运核电厂。2018年,监管机构允许太平洋天然气和电力公司(PG&E)在2024年和2025年许可证到期时,关闭DC核电厂的两个反应堆。然而,随着退役越来越近,专家们正在质疑这对加州能源系统的可靠性和温室气体排放的目标意味着什么。

最新的能源效率和需求侧管理

独立能源生产商协会(Independent Energy Producers Association,IEPA)首席执行官Jan Smutny-Jones说:“从现在起,3到4年后,大量的无碳排放的资源将退出——考虑到现实中我们正在研究开发其他新的资源,这就变得像马上要发生一样。

“所以它退出的影响是非常大的,问题是我们拿什么来替代它?”他接着说。

一个“关键拐点”

DC核电厂于1985年并网,在它寿期内就受到了很多抗议,尤其是在发现其附近存在地震断层后。但是,该电厂在确保加州电网的可靠性方面也发挥了关键作用。

PG&E首次申请DC核电厂退役时,他还提出了一项计划,将核电厂发电容量由三种无碳能源的策划弥补——2000 GWh依靠能效提升、2000 GWh依靠无碳能源和可再生能源占比55%的承诺。

然而,加州公用事业委员会(CPUC)拒绝批准该计划,而是将如何取代DC核电厂的问题转移到该机构的综合资源规划程序上。监管机构在2018年的一项决定中表示,他们计划要确保关闭核电厂不会导致温室气体的增加,但“根据这一过程中有限的记录,还不清楚需要采购多少无温室气体的能源(如果有的话)来抵消DC核电厂的退役。

“这是(大约)2100MW作为基本负荷的电力,因此在可靠性方面是一个严峻挑战,尤其是在国家已经实施摆脱化石燃料作为能源的政策后。” ——独立能源顾问丹·理查德说。

最近,特别是在去年8月加利福尼亚的停电事件之后,一些利益相关者正在仔细研究DC核电厂的退役会如何影响该州的电力可靠性。去年10月,加州独立系统运营商(CAISO)在一份文件中警告说,该系统将在核电站退役后达到“关键拐点”,为了确保能源供应的可靠性,其对资源的需求远高于最初的预期。

CAISO的发言人安妮·冈萨雷斯(Anne Gonzales)在一份电子邮件声明中说,在提出退役议案之前,CAISO就一直在为潜在电力损失建模。在其2018-2019年的输送计划中,系统运营商建议进行系统升级,以解决核电厂关闭引起的可靠性问题——在PG&E中央和北部的庞大系统中设置两个动态反应装置。Gonzales补充说,它们目前正在安装中。

理查德认为,加州有一个很大的可再生能源组合,但这引发了有效容量与装机容量的差异问题。此外,DC核电厂的退役还是在加州交通系统电气化的背景下,后者预计会提高电力需求。

IEPA首席执行官斯穆特尼-琼斯(Smutny-Jones)表示,如果没有详细的计划,核电厂关闭后,加州将只能依靠短期能源采购,四处奔波、想方设法的这里或那里增加一点电力供应。与此同时,一组原本计划在2020年底就关停退网的燃气发电厂,因可靠性原因还没有办理延期,可能也必须保持并网状态,直到有足够的资源来替代它们。

斯穆特尼-琼斯还说:“有很多从事作坊式产业的人,为了尽快达到2045年的排放目标,除了尽可能快地关闭燃气发电厂外,什么也不想做。我认为,除非我们妥善处理这些问题,否则我们就会面临可靠性受到额外侵蚀的风险,并可能引发成本过高的后果。

CPUC寄希望于地热和长期储能

上个月,CPUC发布了一项判决,以解决2024年至2026年潜在的可靠性问题,包括DC核电厂和天然气电厂退役等一系列问题引发的挑战。总体看,该机构建议从2023年至2025年采购7500MW的资源,并正在考虑通过1GW的地热能和1GW的长期储能来满足部分需求,最低维持8小时供应。

来自关注科学家联盟(UCS)的能源分析师Mark Specht表示赞同,长期储能和地热资源都有助于持续地生产能源,监管机构似乎长期关注这些资源,并认识到能源供应系统迟早需要这些资源。

Specht还说,虽然如此,在未来四、五年内实现这些资源的应用可能还是一个挑战。理查德也担心长期储能技术还没有条件实现足够的开发,除了抽水蓄能以外,还面临自身选址和许可等方面的挑战。

DC核电厂的退役也可能危及加州温室气体排放目标的实现。2018年,加州立法,要求州监管机构防止核电厂关闭导致排放增加。但是,根据UCS的一份报告,如果没有足够的规划,可能用天然气发电厂填补能源缺口。这种情况下,从现在到本世纪末,天然气发电厂可能会额外排放1550万吨温室气体,这个影响大约相当于同期30.6万辆汽油车。

Smutny-Jones说:“San Onofre核电站关闭后,早在2014年,就看到了这种情况。当时,我们一直在减少加州电厂排放的二氧化碳,并且下降速度相当稳定,然后(电厂关闭后)突然之间,排放量开始反弹。在2025年出现非常相似的情况并不奇怪。”

对于拥核者来说,解决方案是清楚明了的:停止DC核电厂的关闭计划,甚至可能的话,在加州建造更多核电站。根据绿色核能组织在加州的政府联络员吉恩·纳尔逊(Gene Nelson)的说法,鉴于加州容易受到地震的影响,而且机组容量可能会被天然气发电所替代,因此关闭核电站是一个危险的行为。

另一些人怀疑终止DC核电厂计划中的退役是否可行。

理查德说:“许多人聚在一起,就关闭核电站达成了平衡的解决方案,所以我认为趋势肯定会朝着这个方向发展”。但在“核能在加州清洁能源转型中发挥什么作用”这个更广泛的问题上,利益相关方的意见有些分歧。因此,他说,“我现在还不知道会如何发展,但如果真的出现谈判和对话的话,我也不会感到惊讶”。

然而,能源分析师Specht说,事情已经无法逆转。

UCS最近的一份报告的结论提出,替代核电厂的最好方法是将各种可再生能源和储能结合起来,而实现这个目标的一个措施是让加州设定更积极的减排目标。去年,CPUC承诺在下一个十年内该州电力部门排放4600万吨,但也要求负荷服务部门考虑将排放量进一步降低到3800万吨。

Specht解释说:“单纯通过选择一个较低目标,就能推动在10年内对清洁能源进行更多投资,并有助于减少DC核电厂关闭引发的任何排放增加。

DC核电厂也可以为取代它的资源提供条件和机遇。环境保护基金(Environmental Defense Fund)监管和立法事务主管迈克尔.科尔文(Michael Colvin)表示,该电厂是非常关键的发电设施,因此有大量的输电线路从其中连出,并南北连接了许多支线。因此,它已经成为一个全州输送电力的主要枢纽。一旦该设施退役,加州将在这些线路上有更多的空间,并有可能在附近开发新一代电力,如近海风力。

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