权力归于人民

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多样性他说,大量关于能源的报道揭示了英国的电力形势已经变得多么复杂斯图亚特·内森

正如那句古老的谚语所说,万事成三。本周,关于英国能源前景的三个问题浮出水面。在苏格兰,亨特斯顿B核电站已经被批准重启。此前,该核电站在一个反应堆堆芯的石墨上发现了数百条细微的裂缝,因此被停止使用。在英格兰南部,一份关于两周前发生的停电事件的报告得出结论,一个风力发电场和一个燃气发电站的停电导致数百万用户自动断网,并导致第二天的交通混乱,因为许多火车偏离了位置。这场停电与一场严重的雷暴同时发生,但在每年的这个时候并不罕见。在英格兰北部,页岩气储量可能远低于之前的估计水平发表在自然通讯

权力
非常非常可怕,尤其是当你在地铁里,当灯熄灭的时候。图像中skeezePixabay

至少,这三件事揭示了近几十年来英国的发电格局变得多么复杂和相互依存。单独来看,每一种模式都告诉了我们一些关于我们现在所依赖的不同发电模式的信息(但令人沮丧的是,没有什么决定性的)。综合来看,它们揭示了这个系统的危险,这个系统没有、也不可能在设计时考虑到这些相互依赖性。

亨特斯顿向我们展示了20世纪70年代初核电站建成时,人们对核能发电的认识存在的空白。它的反应堆(其中有四座,其中两座正在退役)是英国特有的先进气冷式反应堆(AGR),尽管像英国所有正在运行的核电站一样,它由法国国有能源巨头法国电力公司(EDF Energy)拥有和运营。事实上,自去年以来,该公司的两个正在运行的反应堆已被关闭,当时在反应堆堆芯的石墨砖上发现的裂缝超过了运行准则所允许的范围。石墨在受到中子轰击照射后容易破裂,这一点在agr建造时还没有很好地理解:即使到现在,模拟和测试这些条件仍然很困难。英国核监管办公室(ONR)现在已经同意,每个反应堆的裂缝安全极限应该从350个增加到700个,但只批准反应堆运行4个月。ONR表示,除此之外,EDF还必须证明安全运营是合理的。

AGR石墨芯的开裂是许多研究的课题。工程师曾报道过布里斯托大学的一个项目,建立一个配备传感器的AGR堆芯比例模型,在该大学的地震振动台上进行测试,以确定这种反应堆在地震后是否安全运行(在英国不太可能,但也不是不可能)。毫无疑问,这些资产的状况令人担忧,因为它们的使用年限很长,而且世界上缺乏其他可以借鉴运营经验的模式:由于英国核工业的发展方式,没有人建造过这样的核电站。计划建设的新反应堆是一种更常见的类型,因此至少有更广泛的操作经验可供借鉴。然而,围绕这些反应堆的巨大成本和政治争议目前使它们的建设有些不确定,而开发小型模块化反应堆的动力,虽然受欢迎,但确实带来了创造更多像AGR这样的搁浅资产的风险,除非其他国家订购和建造它们。在核时代到来后的近四分之三个世纪里,核电行业仍然存在一些问题,没有简单的答案,工程师的专业知识是找到解决方案的唯一选择。

这次停电向我们展示了各种发电系统是多么紧密地联系在一起,令人沮丧的是,我们并没有更接近于了解两周前到底发生了什么。8月9日下午晚些时候,雷击击中了输电线路,国家电网的保护系统在不到一秒钟的时间内就解决了这个问题。但片刻之后,距离霍恩西100多英里远的霍恩西海上风力发电场和小巴福德燃气发电站双双断电,原因尚不清楚。根据国家电网的中期报告在美国,这些中断与雷击“有关”,但没有发布进一步的信息。这些停电瞬间消耗了近1.4吉瓦的电力,而只有1吉瓦是预留的,所以系统会自动断开用户与配电网的连接,导致停电和火车停止。大约5%的能源需求被切断,这是英国十多年来最大的停电。当时我并不在伦敦,但关于在国王十字车站和尤斯顿地铁站的灯光熄灭后,通勤者不得不使用手机上的火把才能离开的故事,听起来就像是来自世界末日的幻想。

毫无疑问,关于霍恩西核电站和小巴福德核电站究竟发生了什么,更多的细节将会浮出。不可避免的是,社交媒体上充斥着可再生能源和化石燃料发电的支持者,他们忙着把停电归咎于自己不受欢迎的系统。多年来,很明显,配电电网需要更新,以应对满足英国需求的各种发电类型的不同能力,但这项任务是艰巨的,这次事件显示了它可能是多么复杂——而且,1GW显然不足以保持储备。

页岩气报告给了我们更多的不确定性。英国地质调查局赞助了诺丁汉大学的研究,尝试一种新技术来估计页岩中所含的气体量。该技术采用湿法加水热解技术,利用小块岩石样本作为测试资源,再现了页岩受热时水和气体离开页岩的方式。根据这些测试,英格兰北部Bowland页岩地层中剩余的天然气可能比之前估计的少5倍,而该地层是目前正在考虑的大部分压裂勘探的目标。此前的高估值源于错误的假设,比如与美国的页岩相类比,以及认为英国的天然气储量处于适合开采的深度。然而,英国地质调查局强调,诺丁汉的研究只观察了来自两个地点的少量岩石样本,而水力压裂法的支持者继续声称,唯一确定的方法是进行水力压裂试验——这仍然受到当地社区的强烈反对。

没有一个商业公司喜欢被告知他们提出的赚钱方案不会奏效,所以支持水力压裂的游说团体仍然热衷于水力压裂也就不足为奇了,显然还需要进行更多的测试。但英国的页岩气开采从来都不是板上钉钉的事,地质学家和工程师都警告说,根据世界其他地区的经验进行推断是危险的。诺丁汉的测试至少进一步说明了这些危险,并警告人们不要在鸡蛋还未孵出之前就开始数鸡——或者在这种情况下,在它们还没有下蛋之前就开始数鸡。

这是一个无益但不可避免的结论:当涉及到电力生产时,我们不能认为任何事情是理所当然的,工程界基于他们对许多运行系统的观察得出的有见地的观点,对那些规划未来发电和配电的人比以往任何时候都更重要。