芬蘭 VTT 技術(shù)研究中心的一項(xiàng)研究得出結(jié)論，對(duì)于芬蘭和歐洲區(qū)域供熱市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，核能比其它能源更加清潔，在生產(chǎn)生命周期內(nèi)對(duì)環(huán)境的影響更小。

赫爾辛基(圖片來(lái)源：Pixabay)

VTT 指出，在歐洲，目前有 3500 個(gè)地方區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)在冬季為 6000 萬(wàn)人的房屋提供溫暖。供暖也是二氧化碳排放的主要來(lái)源，因此能源系統(tǒng)的深度脫碳需要廣泛的化石燃料替代品。

VTT 的研究評(píng)估了使用 LDR-50 小型模塊化反應(yīng)堆 (SMR) 技術(shù)產(chǎn)生的熱量的碳足跡，該技術(shù)由 VTT 衍生公司 Steady Energy 開發(fā)，用于區(qū)域供熱和低溫工業(yè)應(yīng)用，以及生產(chǎn)生命周期內(nèi)的其他不利環(huán)境影響。

該研究采用標(biāo)準(zhǔn)生命周期分析 (LCA) 方法，該方法考慮了生命周期不同階段的能量和物質(zhì)流以及相關(guān)排放。LDR-50 特定參數(shù)被用作評(píng)估燃料循環(huán)貢獻(xiàn)的輸入數(shù)據(jù)。由于該技術(shù)仍在開發(fā)中，因此對(duì)工廠建設(shè)和不同運(yùn)營(yíng)階段的估計(jì)基于傳統(tǒng)核電站技術(shù)。

LDR-50 供熱廠產(chǎn)生的熱量的具體排放量估計(jì)為每千瓦時(shí) 2.4 克二氧化碳。該結(jié)果與其他常用的區(qū)域供熱燃料(如煤炭、天然氣和泥炭)以及各種生物燃料進(jìn)行了比較。核能選項(xiàng)的排放量在比較中最低。差異非常顯著，尤其是與化石燃料相比。例如，天然氣和硬煤的類似排放量分別為 282 克二氧化碳/千瓦時(shí)和 515 克二氧化碳/千瓦時(shí)。對(duì)于生物燃料，數(shù)值范圍為 10 至 50 克二氧化碳當(dāng)量/千瓦時(shí)。

“更重要的是，結(jié)果表明，核能區(qū)域供熱的碳足跡比化石燃料供熱的碳足跡要小兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，”VTT 表示。“與直接電加熱和熱泵相比，核能方案也表現(xiàn)良好，即使電力供應(yīng)來(lái)自低碳能源。”

VTT 指出，這些供暖方案的碳足跡主要取決于該過(guò)程中消耗的電力的具體排放量。“為了解釋電力來(lái)源的差異，比較中包括了不同歐洲國(guó)家的平均排放量。核能方案的碳足跡與瑞典和法國(guó)等清潔電力結(jié)構(gòu)國(guó)家使用熱泵供暖的碳足跡相當(dāng)，與化石能源占很大比例的電網(wǎng)(例如波蘭、捷克共和國(guó)和德國(guó))相比，核能方案的碳足跡要低得多。”

研究發(fā)現(xiàn)，除了溫室氣體排放外，還根據(jù) 12 個(gè)不同的影響類別評(píng)估了核能區(qū)域供熱和傳統(tǒng)供暖燃料對(duì)環(huán)境的不利影響。

“在所有影響類別中，核能區(qū)域供熱的表現(xiàn)都不比廣泛使用的傳統(tǒng)供熱燃料差，”報(bào)告稱。“在大多數(shù)類別中，核能區(qū)域供熱的影響明顯低于平均水平。這一結(jié)果很大程度上是由于鈾燃料的能量含量非常高。盡管鈾礦開采和加工對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，但與其他替代能源相比，核能區(qū)域供熱對(duì)環(huán)境的總體影響仍然很小。”

VTT 表示，這項(xiàng)研究表明，核能可以成為替代化石燃料供熱的可行選擇。它指出，最大的減排潛力在于能源生產(chǎn)仍然嚴(yán)重依賴煤炭和天然氣、區(qū)域供熱占據(jù)很大市場(chǎng)份額的國(guó)家。這些國(guó)家包括愛(ài)沙尼亞、波蘭、捷克共和國(guó)、斯洛伐克和烏克蘭。

自 2020 年以來(lái)，VTT 一直在開發(fā) LDR-50 區(qū)域供熱 SMR，其熱輸出為 50 MW。其設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度約為 150°C，壓力低于 10 bar (145 psi)。LDR-50 反應(yīng)堆模塊由兩個(gè)嵌套的壓力容器組成，中間空間部分充滿水。該公司表示，當(dāng)通過(guò)主熱交換器去除熱量時(shí)，中間空間的水開始沸騰，形成一條有效的被動(dòng)傳熱路徑進(jìn)入反應(yīng)堆池。該系統(tǒng)不依賴電力或任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，這些部件可能會(huì)發(fā)生故障并阻止冷卻功能。

Steady Energy 于 2023 年 5 月從芬蘭 VTT 技術(shù)研究中心分拆出來(lái)，預(yù)計(jì)首個(gè) LDR-50 區(qū)域供熱廠將于 2028 年開始建設(shè)，第一臺(tái)機(jī)組預(yù)計(jì)將于 2030 年投入運(yùn)營(yíng)。LDR-50 區(qū)域供熱 SMR 熱輸出功率為 50 兆瓦，自 2020 年以來(lái)一直在 VTT 進(jìn)行開發(fā)。

上個(gè)月，Steady Energy 表示，它將于明年在芬蘭開始建設(shè)其首個(gè) LDR-50 區(qū)域供熱反應(yīng)堆試驗(yàn)工廠，潛在廠址包括芬蘭首都赫爾辛基和另外兩個(gè)城市。