热点关注:  
华龙一号 国和一号 高温气冷堆 工程建设 仪控与电气 核电运维 材料国产化 数字核电 核环保 核燃料 乏燃料 核能利用 核反应堆 核聚变
中核集团 中广核集团 国家电投 核电高质量 一带一路 核电项目 核电技术 核安全 生态核电 核电设备 核能创新 企业文化 党建 核工业

核能+CSS技术,应对气候变化的良策?

2021-05-18 11:35  来源:嘿嘿能源heypower    核能  CSS  碳捕集与封存  气候变化  核能利用  碳排放  碳中和

美国德克萨斯州由于极端天气下风力发电故障导致大范围长期停电,同时加利福尼亚州在夏季也经常出现的周期性停电现象。人们对风能及太阳能的可靠性产生了质疑。


美国德克萨斯州由于极端天气下风力发电故障导致大范围长期停电,同时加利福尼亚州在夏季也经常出现的周期性停电现象。人们对风能及太阳能的可靠性产生了质疑。

联邦政府和州政府应积极应用核能和天然气,并采用碳捕集与封存(CCS)技术。这将为美国提供高效、可靠、清洁的不间断能源供应。

太阳能电池板和风力发电机仅在阳光照射和风吹时才产生能量。太阳能电池板的使用寿命只有25年,而据国际可再生能源机构(IREA)称,到2050年,每年将产生600万吨的太阳能电池板废料。风力发电机也会产生大量有毒废物。建造一台风力发电机需要消耗150吨煤和2吨稀土。而且开采稀土会对环境造成不利影响。

当然,核能和天然气也会产生废物。核反应堆会产生放射性废物,这些废物被存储在安全区域。核废料将严格按照法规进行处置。天然气厂也产生二氧化碳,但是CCS技术可以大大缓解。

核能以及与CCS技术相结合的天然气,是应对气候变化的有效措施。

在美国,核能仅占发电量的20%,而天然气则占40%。核能在93%的时间内发挥作用-比任何其他能源都多。核能不仅是最安全的能源形式,而且碳排放量为零。核能可以取代煤炭和石油。煤和石油是不清洁的能源,在美国的能源占比仅为22%。CCS技术已证实可以将碳排放量减少了50%至70%,而它的设计能力是降低90%。

可靠的基本能源负荷对能源网至关重要,尤其是在像德州遇到的自然灾害袭击时。如果联邦政府和州政府认真对待气候变化问题,则必须更依赖核能和天然气以及碳捕集技术。核能可靠,安全且无碳。核能还不会每年向大气中释放数千吨污染物。

一个1,000MW的核反应堆产生的能量相当于300万块太阳能电池板和430多个风力发电机。核能的优势很明显,可以产生大量能量,而不会对环境产生实质性的影响。此外,由于核燃料的密度,核反应堆不会产生大量废物。对于提前关停的核反应堆,可以在厂房顶部安装太阳能电池板,并且必须增加储能,以便在晚上提供电力。

核能尽管有很大优势,但有被边缘化的趋势,取而代之的是可再生能源。核能不像可再生能源那样获得补贴,同时法规也阻碍了核反应堆设计的创新。尽管如此,核能还是有一些希望。佐治亚州电力公司正在建造Vogtle3、4号机组,采用的是第三代非能动核电AP1000技术。

NuScale公司正在打开“先进核能”的大门,旨在建造体积更小,设计简洁,成本更低的小型模块化核电。Nuscale的设计更安全,拥有更多的安全机制,因此在事故工况下对人为干预的依赖很低。

截至2016年,美国的19座核反应堆正在退役。在美国最需要能源的时候,却因为对核能的投资不足导致核能行业发展受阻。2017年,核电投资减少了45%,新增核电容量下降了70%。维护核反应堆的价格很高,而建造延迟导致成本更高。但与此同时,中国正在增加对核能的依赖。国际能源署(IEA)预测,到2030年,中国将超过美国成为核能的最大生产国。

许多政客承诺,核电站可以被太阳能和风能所取代。这不仅是一项艰巨的任务(美国一半的清洁能源来自核反应堆),而且太阳能和风能并不可靠。IAEA警告说,如果发达国家未能投资新的反应堆并且不延长现有反应堆的寿命,将增加40亿吨二氧化碳排放量。

当天然气与CCS技术一起使用时,二氧化碳与其他气体分离,然后通过管道转移到地下,并存储在地质构造中。尽管CCS技术技术目前尚未广泛应用,但已被证明是有效的,并且已被认定为对抗气候变化的重要工具。

此外,IEA表示,预计CSS将应对气候变化的费用降低70%。NET Power公司已成功在得克萨斯州拉波特(LaPorte)运营使用CCS的天然气发电厂,并且最近宣布计划再建四座发电厂。NET Power将碳捕获和封存结合起来使用,以实现净零排放。

CSS技术不仅可以应用在天然气行业,而且还必须扩展到其他行业,才能实现拜登政府的气候目标。钢铁厂也开始应用CSS技术,例如德州的Petra Nova。不幸的是,低油价迫使Petra Nova在2020年关闭。PetraNova将碳排放量减少了70%。

CCS技术还可以捕获污染物,例如氧化硫,氧化氮和微粒。尽管煤炭会产生碳排放,但在大多数情况下,煤炭对于制造钢铁至关重要,因此CCS技术是必不可少的。其他工业也需要应用CSS技术来实现美国的气候目标。化肥厂、水泥厂和化工厂都需要采用CCS技术。

联邦政府和州政府应通过立法来制定更多激励措施来投资CSS技术,例如税收抵免和补贴。截至2018年,清洁能源投资中只有0.1%用于CSS技术。埃克森美孚(ExxonMobil)今年2月宣布,将拨款30亿美元用于CSS技术的开发,而特斯拉和SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)已承诺向“最佳CSS技术”的设计者提供1亿美元。

不过,天然气工厂,即使是使用了CCS技术,也确实存在着环境问题。天然气工厂的甲烷泄漏对环境有害,这些泄漏非常普遍。由于肉眼无法观察到甲烷泄露,因此在所有天然气工厂都必须配备泄露监控器,以检测甲烷泄漏,公司可以迅速隔离和维修。

目前的CCS技术非常昂贵,障碍了广泛应用。但是,随着更多的技术创新和政府补贴,其成本有望降低。

一些国会议员已经意识到,清洁能源的未来在于核能和CCS技术。作为2018年《两党预算法案》的一部分,参议院通过了《未来法案》,该法案增加了对使用CCS技术的企业进行税收抵免的条款。议员丹·克伦肖(R-TX)针对CSS技术提出了两项法案,于2020年12月正式签署成为了法律。第一项法案是《领导法案》,该法案指示能源部向提出CSS技术的公司提供竞争性赠款。第二项法案是《新能源前沿法案》,该法案将建立一个碳创新中心,以研究二氧化碳的新应用途径。丹·克伦肖提倡将碳重新用于提高石油采收率、水泥生产和植物生长等各方面。

国会也正在对核能采取一些行动。2019年,参议员库恩(D-DL)和麦克萨利(R-AZ)提出了《核能重生法案》(NERA),该法案将降低现有核电厂运营和维护成本以及支持先进核反应堆的研发。

2020年,参议员巴拉索(R-WY)、怀特豪斯(D-RI)、克拉波(R-ID)和布克(D-NJ)提出了维持在运核电站持续运行的《美国核基础设施法案》(ANIA)。

通过有针对性的信贷计划,从而激励对核反应堆的投资,并加快对先进核技术的批准过程。这些法案应签署为法律,因为它们将有助于改善陷入僵局的核电行业。

我们需要有关核电和CCS技术的更多立法。核电和CCS技术是清洁能源的解决方案,可以应对日益严峻的气候变化威胁。



图为技术

深圳核博会

阅读推荐

正在加载

阅读排行