麻省理工学院:除非将核能纳入能源结构,否则气候变化的挑战将更加困难和成本更高

2018-09-05 16:04  浏览:  

调查结果表明,新的政策模型和削减成本的技术可以帮助核在气候解决方案中发挥重要作用。


世界如何才能实现减缓或扭转气候变化影响所必需的深度碳减排?麻省理工学院一项新研究的作者表示,除非将核能有意义地纳入低碳能源技术的全球组合,否则气候变化的挑战将变得更加困难和成本更高。然而,要使核能成为主要的低碳能源,需要解决成本和政策问题。

在麻省理工学院能源倡议(MITEI)于9月3日发布的“ 碳约束世界核能的未来 ”中,作者分析了目前全球核能容量停滞的原因 - 目前仅占5全球一次能源生产的百分比 - 并讨论可以采取的措施来遏制和扭转这一趋势。

该研究小组由麻省理工学院的研究人员与来自爱达荷国家实验室和威斯康星大学麦迪逊分校的同事共同领导,本周将在伦敦,巴黎和布鲁塞尔的活动中展示其研究结果和建议,随后于9月25日在华盛顿,10月9日在东京。麻省理工学院的研究生,本科生和博士后,以及哈佛大学的教师和各种智库的成员,也作为研究团队的成员参与了这项研究。

“我们的分析表明,实现核能的潜力对于在世界许多地区实现深度脱碳的能源未来至关重要,”研究联合主席,东京电力公司教授兼核科学与工程系副主任Jacopo Buongiorno说。麻省理工学院。他补充说,“结合新的政策和商业模式,以及可能使更具成本效益的核电厂部署成本的建筑创新,可以使核能有助于满足不断增长的全球能源发电需求,同时减少排放,以解决气候变化。“

该研究小组指出,电力部门尤其是深度脱碳的主要候选者。到2040年,全球电力消耗有望增长45%,该团队的分析表明,从低碳情景中排除核能可能导致平均电力成本急剧上升。

“了解核能行业面临的机遇和挑战需要对技术,商业和政策方面进行全面分析,”MITEI主任兼雪佛龙化学工程教授Robert Armstrong说。“在过去的两年中,该团队已经对每个问题进行了检查,最终的报告包含了指导决策者和行业领导者在评估未来选择时可能会发现的有价值的信息。”

该报告讨论了关于核电站建设,当前和未来反应堆技术,商业模式和政策以及反应堆安全监管和许可的建议。研究人员发现,需要改变反应堆建设,才能迎来一个更安全,更具成本效益的反应堆时代,包括经过验证的建筑管理实践,可以按时和按预算保持核项目。

麻省理工学院访问研究科学家大卫佩蒂说:“在传统建筑行业的生产率较低的国家,转向标准化工厂的连续制造,包括在工厂和造船厂更积极地使用制造,可能是一种可行的成本削减策略。” ,爱达荷州国家实验室研究执行主任和实验室研究员。“未来的项目还应该将反应堆设计与固有和被动安全功能结合起来。”

这些安全功能可能包括具有高化学和物理稳定性的核心材料以及需要有限或无需紧急交流电源且外部干预最少的工程安全系统。这些特征可以减少发生严重事故的可能性,并减少事故发生时的异地后果。此类设计还可以简化新工厂的许可并加速其全球部署。

“如果我们要利用核能提供的经济机会和低碳潜力,政府的作用至关重要,”麻省理工学院斯隆管理学院研究联合主席兼高级讲师约翰帕森斯说。“如果要实现这一未来,政府官员必须制定新的脱碳政策,将所有低碳能源技术(即可再生能源,核能,化石燃料与碳捕获)放在同等地位,同时探索刺激私人投资的方案。核进步。“

该研究为政府支持核问题提供了详细的选择。例如,作者建议政策制定者应避免过早关闭现有工厂,这会破坏减少排放的努力并增加实现减排目标的成本。避免这些关闭的一种方法是实施零排放信用 - 向电力生产商支付的电费是在没有温室气体排放的情况下产生的 - 研究人员指出,目前在纽约,伊利诺伊州和新泽西州都有这种情况。

该研究的另一个建议是,政府通过使用四个“杠杆”来支持新核技术的开发和示范:分享监管许可成本的资金; 资助分担研发费用; 为实现具体技术里程碑提供资金; 并为生产信贷提供资金,以奖励新设计的成功展示。

该研究包括检查美国和国际上当前的核监管环境。虽然作者指出,核能界的许多国家可能存在重大的社会,政治和文化差异,但他们说评估核反应堆计划安全的基本依据是相当统一的,应该反映在一系列基本一致的监管原则。他们建议对先进反应堆的监管要求进行协调和国际一致,以实现商业反应堆设计的国际部署,并在全球范围内实现标准化和确保高水平的安全。

该研究最后强调迫切需要削减成本和提前思考决策,以使核能的未来成为现实。

“在碳限制世界中核能的未来”是“未来......”系列研究中的第八个,旨在作为研究人员,政策制定者和行业的指南。每份报告都探讨了在碳限制的世界中可能有助于满足快速增长的全球能源需求的技术的作用。核能是第一次跨学科研究的主题,2003年“核电的未来”报告(更新于2009年发布)。该系列还包括一项关于核燃料循环未来的研究。该系列的其他报告主要关注二氧化碳封存,天然气,电网和太阳能。这些综合报告由多学科研究团队撰写。该研究由一个杰出的外部咨询委员会提供。

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