美國密歇根大學(xué)(University of Michigan)研究人員開展研究對美國245個在運燃煤電站轉(zhuǎn)換為先進核能反應(yīng)堆的可行性進行了排名，可為政策制定者和公用事業(yè)公司實現(xiàn)脫碳目標(biāo)提供了寶貴的參考意見。
2022年，燃煤電站的發(fā)電量占美國能源總發(fā)電量的近20%，導(dǎo)致二氧化碳排放量達到8.47億噸，相當(dāng)于美國電力行業(yè)二氧化碳總排放量的55%。
包括美國在內(nèi)的許多國家正在逐步淘汰燃煤電站(CCP)。美國的公用事業(yè)公司已將從燃煤發(fā)電向更清潔的能源轉(zhuǎn)型納入其“綜合資源計劃”。此外，一些公用事業(yè)公司已經(jīng)制定了在未來15年內(nèi)淘汰所有CPP的目標(biāo)。
密歇根大學(xué)的研究稱，作為轉(zhuǎn)型的一部分，有必要將退役的CPP重新用于清潔能源，其中一種可能是核能，它可以產(chǎn)生與燃煤發(fā)電同樣穩(wěn)定的基荷能源，同時碳排放為零。
與在新廠址建設(shè)相比，將運營中的燃煤電站過渡到核電站可以利用現(xiàn)有設(shè)備，如輸電線路和電力系統(tǒng)設(shè)備，從而節(jié)省時間和資金。隨著燃煤電站的逐步淘汰，周邊社區(qū)也將從過渡中受益，保留就業(yè)崗位和稅收基礎(chǔ)。
密歇根大學(xué)的這項新研究利用先進核能開發(fā)選址工具(Siting Tool for Advanced Nuclear Development，STAND)系統(tǒng)地評估了美國煤核能源切換的潛力。STAND由密歇根大學(xué)、美國國家反應(yīng)堆合作創(chuàng)新中心(National Reactor Innovation Center in Collaboration)、Argonne美國國家實驗室、Idaho美國國家實驗室和Oak Ridge美國國家實驗室共同開發(fā)，使用戶能夠輸入社會經(jīng)濟因素、安全和鄰近參數(shù)，以選擇潛在的先進核能反應(yīng)堆開發(fā)廠址。
研究人員指出，“該工具能夠同時對多個廠址進行評估，同時兼顧一系列目標(biāo)，與以往只關(guān)注少數(shù)特定電站的研究相比，該工具提供了更可擴展和更強大的分析。”。
所研究的245個在運燃煤電站根據(jù)其名義容量被分為兩個不同的組別。研究報告表示，“由于先進核能反應(yīng)堆分為不同類別，如微堆、中型反應(yīng)堆和小型模塊化反應(yīng)堆，因此有必要對燃煤電站進行相應(yīng)的分類，使其容量與順利過渡到核電相匹配。”。
研究結(jié)果顯示，不同地點的適用性水平和權(quán)衡范圍很廣，凸顯了從燃煤發(fā)電切換到核電的可行性和復(fù)雜性。對于小電力容量組(發(fā)電量在1000 MWe或以下)，可行性得分介于51.52到84.31之間(滿分100分)，中位數(shù)為66.53。大電力容量組(發(fā)電量大于1000 MWe)的可行性得分介于47.29到76.92之間，中位數(shù)為63.97。
位于美國Indiana州的R M Schahfer燃煤電站是最可行的小電力容量電站址，而同樣位于Indiana州的AES Petersburg電站在大電力容量組廠址中排名第一。
研究報告總結(jié)道，“STAND所做的分析有利于能源建模人員、利益相關(guān)者、政策制定者、公用事業(yè)和能源行業(yè)做出明智的決策。它提供了一種自上而下的方法來評估不同燃煤電站廠址的煤核切換過渡潛力。然而，必須強調(diào)的是，在最終做出與反應(yīng)堆許可相關(guān)的決定之前，必須開展進一步的廠址地質(zhì)調(diào)查、環(huán)境評估和社區(qū)參與。”。
密歇根大學(xué)核工程與放射科學(xué)助理教授、該研究的作者Aditi Verma表示，“我希望，這項以非常細化的方式研究美國各燃煤電站的煤核切換潛力的工作，能夠為正在展開的國家和各州一級的對話提供信息。”。
這項研究由美國能源部核能辦公室支持，并通過核能大學(xué)計劃( Nuclear Energy University Program)獲得資助。
美國和全球其他國家正在積極探索用核電站替代燃煤電站的可行性。TerraPower公司于2021年宣布，計劃在美國Wyoming州的一個退役燃煤電站廠址建造其Natrium鈉冷快堆的示范機組。2022年，美國Maryland州能源管理局宣布，支持對使用X-energy公司的Xe-100小型模塊化反應(yīng)堆重新利用燃煤發(fā)電設(shè)施的可行性進行評估的工作。Holtec International公司也表示，正在考慮將燃煤電站廠址作為其小堆的可能選址，計劃最早于2029年將第一臺機組投入運行。在波蘭，NuScale正在與能源公司Unimot和銅銀生產(chǎn)商KGHM探討其反應(yīng)堆取代燃煤電站的可能性。
