来自劳斯莱斯(Rolls-Royce)、阿特金斯(Atkins)和核工业协会(Nuclear Industry Association)的专家对小型模块化核反应堆的潜力发表了评论
小型模块化反应堆(SMRs)不仅有潜力在英国的净零雄心中发挥关键作用,而且还可以成为一个新的出口部门,帮助世界各地的国家向低碳能源过渡。《工程师》采访了UKSMR财团和核工业的一些关键人物,以了解更多情况。
新核能对英国的净零目标有多重要?您认为smr如何适应整体情况?
彼得出售:新的核能对于基础设施的发展至关重要,以实现英国和全球的净零承诺。它需要成为包括可再生能源在内的各种解决方案的一部分,以满足我们的净零要求。新核电有几个部分可以作为解决方案的一部分,包括大型核电(如欣克利角C和Sizewell C)和小型模块化反应堆(如英国SMR)。大型核电站和smr都包括在最近的政府公告中,是净零解决方案的一部分。它们也可以是多种能源解决方案的一部分,如氢气生产、电子燃料和集中供暖系统。
smr提供了一个机会,利用现代建筑方法,在更紧凑的场地上开发,以可重复的时间表和成本信心,提供零碳可靠的发电,以实现净零承诺。这需要行业和政府共同努力来实现这些创新,在英国,我们已经与UKSMR开始了这一旅程。根据IPCC最近的报告,作为实现净零的解决方案之一,建造新核电站的重要性日益明显。
汤姆Greatrex:简而言之,英国需要新的核能来达到零排放。核能是英国唯一可靠的低碳能源来源。在其使用期间,核能节约了惊人的23亿吨排放,比任何其他来源都多。但我们需要更多的芯片来满足日益增长的电力需求,smr将发挥关键作用。一个英国SMR将能够为利兹大小的城市提供电力,为这个国家的6万多辆电动汽车提供电力,并在英国强大的供应链上维持关键的工作岗位和能力。这还不是全部,它们还可以用来生产氢和合成燃料,帮助工业和供暖等其他部门脱碳。
马修布莱克:核能是英国和全球实现净零的一个基本组成部分。这就是为什么smr是政府的“绿色工业革命十点计划”的重要组成部分。政府和工业企业需要可靠的、负担得起的低碳能源来实现其净零目标。核能是公认的低碳技术,但迄今为止,只有几个主要经济体的政府负担得起。罗尔斯-罗伊斯SMR的目标是打破这种模式,提供一种低成本、可交付、全球性、可扩展和可投资的解决方案,可以在世界各地推广。
无论是在反应堆技术本身还是制造过程中,smr面临的关键技术挑战是什么?
TG:这是第一个此类反应堆,所以自然会有挑战。首先,需要通过英国的通用设计评估(GDA),然后是选址审批程序,以及工程和供应链挑战。世界各地的新设计在发展中也存在着全球性的竞争。然而,英国拥有世界级的技能基础,在开发新技术和现有技术方面首屈一指,在应对这些挑战方面处于有利地位。
m:罗尔斯-罗伊斯SMR是一种完全不同的方式来提供新的核能。通过利用工厂建造的模块化技术,大大减少了现场施工的数量,我们可以提供一个低成本的核能解决方案,与可再生能源相比具有竞争力。罗尔斯-罗伊斯SMR业务的核心是对可靠和经过验证的技术进行创新重新包装,允许使用标准组件和先进制造技术进行场外模块化施工。我们正在以一种新的方式采用现有的方法来运送核物资。
PS:开发核电站有许多技术挑战,但对于smr来说,足够快地设计和部署它们以支持我们的净零承诺的能力是关键。在技术方面,技术挑战得益于可随时部署和充分理解供应链的到位或可用来支持设计开发和从施工到运营的交付。smr的一个主要优点是模块化元素,重点是开发技术解决方案,以交付构建和组装中的模块化解决方案,这是至关重要的。这种早期的想法已经在UKSMR项目中得到了体现,它将在UKSMR的设计、制造和组装的整个交付过程中产生效益,这是一种战略,将在可重复性方面提供信心。
让公众,特别是住在SMR场址附近的人,对这项工程有多重要?
m:位于核工业附近的社区往往是它最支持的倡导者。我们并不认为这种支持是理所当然的,我们已经开发了一种方法,通过模块化和工厂环境中的现场施工,将破坏降至最低。
大多数现有的英国核电机队将在2024年3月关闭,所有核电站将在2030年关闭,只有一个核电站除外——这是稳定、低碳电力的重大短缺,我们看到smr填补这一缺口的巨大机会。
TG:英国SMR可以在任何核许可的网站上部署,在已经了解核的经济和环境效益的社区。正在进行的活动探索其他可能的网站。但是,公共买入在过程的每一步都是必不可少的。工作已经开始公开参与,以进一步了解围绕SMR的潜在未来选址的公开洞察和期望。
PS:全球和当地的公共买入核电是重要的。总体而言,随着气候变化的影响进一步理解,人们更加支持,朝向核电。在英国,我们有一个伟大的核电血统毕业,而现有舰队周围的社区通常非常支持新核,鉴于对其社区的积极影响。
smr将比上一代发电厂更紧凑,更容易建造,减少其建设影响,但仍然为人民和社区提供长期机会。
在英国,将有与规划和环境方面以及SMR工厂的通用设计评估相关的强有力的法规。这将为人们提供参与当地植物开发的机会。
关于smr的潜在出口市场,人们已经做了很多工作。在技术方面,其他国家在哪里?您认为英国smr的潜在海外市场在哪里?
m:我们看到了支持一系列国家脱碳努力的巨大机遇。我们已经与爱沙尼亚、土耳其和捷克共和国签署了谅解备忘录,并在一系列市场中看到了巨大的发展机会,这可能为劳斯莱斯smr创造一个2500亿英镑的出口市场。
除了电力供应,我们还看到了利用罗尔斯-罗伊斯smr在绿色氢和合成燃料的净零制造方面的巨大机遇,这方面的国际需求只会继续增长。
TG:在过去几年里,随着各国致力于实现雄心勃勃的气候目标和削减排放,全球对smr的兴趣有所增强。美国和加拿大对两国开发自己的SMR技术和设计表现出了特别的兴趣。随着各国逐渐摆脱对煤炭、天然气和石油的依赖,英国smr将能够进入这些发展中的全球市场,价值数十亿英镑的潜力。英国smr也是高度可伸缩的——零部件可以出口到任何有市场的地方。天空才是真正的极限。
如果链接,SMR更接近需求的需求也将节省传输失败,并提供更强大和可靠的供应。
如果核电是安全的 - 而且我相信专家小组将快速向我们保证,那么在远程农村地点建造核电站的必要条件是什么,在没有用于拒绝的垃圾热量的情况下?甚至最小化拒绝温度才能最大化电输出,最佳 - 我猜测 - 他们将电气效率约为35%?
真正小型的smr可以作为热电联产(CHP)电厂运行,放弃一些电力效率以换取热可用性。一个总发电量为400兆瓦的模块可能提供80MW的电力,300 MW的热量(电力、热和综合效率分别为20%、75%、95%)。400MW的反应堆可能是核潜艇上使用的紧密型反应堆的5倍(在国防问题上很难找到明确的数据),所以这种尺寸的SMR可以在一艘只需要以5节的速度航行到一个永久系泊地点的船上建造
基于船舶的SMR的好处是多方面的:最小的陆地民用设施(对不起,阿特金斯):只比一个系泊码头和电力和热电站多一点。在造船厂进行全部施工,而不仅仅是零部件组装。将SMR的构建与给定站点的规划应用程序流程分离开来,允许这些任务并行进行,极大地缩短了交付时间。的能力,在极端情况下-这艘船要在24小时内到达100英里外的海面…
1700万人——约占英国人口的四分之一——居住在人口13万或以上的城市或大都市的海岸或潮汐河口,这是一艘SMR船的分界线(更多人将拥有两艘或两艘以上)。一个针对所有合适地点的完整计划将产生5千兆瓦(5千兆瓦)的新低碳发电和10千兆瓦(10千兆瓦)的低碳热,并以每兆瓦时75英镑和每兆瓦时15英镑的竞争性价格提供50%的折扣燃气采暖的价格。最后一点至关重要,要让公众接受为家庭供暖而建立新的区域供暖网络不可避免的中断
我支持这项努力在SMR设计,制造和部署周围建立新行业。
然而,我还没有看到有人提到系统安全。在当今世界,一个可悲的事实是,一些非常聪明和有能力的人在黑暗网络中工作,他们的意图很明确,既要扰乱社会,又要为自己和他们的“雇主”榨取财富。我建议UKSMR联盟应该邀请NCSC和GCHQ的同事成为联盟的成员——如果他们还没有这样做的话!
除了如何处理产生的废物这个长期存在的问题之外——我是不是在文章中漏掉了这个问题?-我支持SMR的想法。然而,英国的核电站通常离人口中心很远,我怀疑那些偏远的社区总体上感激有高薪工作提供给当地经济.....我不确定在人口更密集的地区是否会如此热切地接受它们——即使是我,以我假定的理性的工程学观点,也对附近有一个核电站感到有点痒。
我是100%支持的,但伙计们,我们昨天就需要这个。
这是一个新的应用,但不是一个真正的新想法——我们的核潜艇使用类似技术有多久了?而且,中国和俄罗斯在这方面远远领先于我们。
完全不同意理查德·韦斯特的建议。让这个技术公开而不是保密,否则商业化将是不可能的。
Re.浪费。与塑料垃圾不同,这些垃圾的数量相对较少,最终会变得安全。处理核废料的技术已经存在,不应成为SMR发展的限制因素。
至于在我家后院养一只,对我来说不是问题。而不是汽车站、垃圾焚化炉、氡排放岩石、化工厂、污水处理场……
我可以看到SMR概念的吸引力,理论上它听起来很棒,我希望它成功并传递,但我不禁认为挑战和风险被低估和低估了。英国核工业的历史应该提醒人们,设计和建造一个有竞争力的反应堆是多么困难。
小型反应堆并不新鲜,20世纪50年代的第一个核反应堆很小,但在经济上没有竞争力,解决办法是把它们做得更大。随着规模的增加,竞争力也会提高,因为建造和运营成本的增长速度很慢,所以经济状况也会改善。
我们已经从低百MWS热量的早期反应器中消失,一直到EPR,反应器功率约为4,500MW热量,但经济竞争力仍然是今天的问题。现在,SMR答案是返回较小的反应堆,这首次竞争并不竞争,并通过改善设计,制造和施工过程以及使用批量生产原则来使它们具有竞争力。
但大规模生产需要数量,需要生产核反应堆的订单,但核反应堆几乎不可能销售,购买和建造一个反应堆的障碍非常大,潜在买家很少,销售一个反应堆是一个挑战,销售足够多的反应堆让工厂忙碌似乎不太可能。出口核技术已经被证明是困难的,英国认为麦格诺克斯和AGR将是出口的成功,创造就业和机会,不幸的是确保出口销售证明是非常困难的。
在小型核反应堆方面,我们不是已经是世界的领导者了吗?还是有人把它们装在了英国的潜艇上
从成本的角度来看,把反应堆建在废弃的气体反应堆附近是很有意义的。输电线路和其他基础设施已经到位。
排热量取决于设计;有些SMR的效率超过50%,大部分热量被排入大气。
一些先进的气体反应堆SMR的发电量接近1000兆瓦,但只需要几英亩土地。
Deep Isolation Inc.似乎已经解决了废物问题;利用石油天然气工业常用的定向钻孔技术将乏燃料深埋于地下。
热电联产SMR的经济学
基于Paul-Royce先生对电报报纸(2016年3月19日)的采访(2016年3月19日),“该公司可以在10年内获得第一次[220mme] SMR为1.25亿英镑的10亿英镑。将RR SMR与新的Hinkley Point核电站进行萨默塞特建设中,斯坦先生继续说:“如果使用SMR,我们会失望我们无法生成至少第五次更便宜的权力[比92.50英镑]”
使用快速而粗糙的“6/10法则”:Cost1/Cost2 = (Capacity1/Capacity2)^0.6适用于Stein先生的数字,一个80MWe SMR的资本支出成本是6.8亿英镑。热力发电创收:
80MW电量@ 100%容量因数:
80MW * 8760小时* 75英镑/兆瓦-小时= 52m英镑
300MW热量@ 53%容量系数(允许变量季节需求):
160MW * 8760小时* 15英镑/兆瓦-小时= 2100万英镑
如果不考虑运营成本,这将是9年多一点的回报。一个全新的区域供暖网络的成本使资本支出(和回报)翻了一番——超出了私营部门(可能)的能力范围,但在政府可以借到的利率下是可行的
竞争力(也许还有效率)难道不是一种转移注意力的东西吗?
我们真正需要和想要的是一种(相对)环境友好的基准发电方式,不使用煤炭、天然气或石油,核能是唯一可行的选择。
可再生能源发电既无竞争力、效率也不可靠。它花费很多,不是真正的绿色,是景观的一个污点。它在能源结构中有自己的位置,但永远不会是完全解决问题的办法。
SMR可以提供能源有效的方法来提供我们的主要电力需求,并提供与海外饲养者的独立性。分散的能量产生还可以提供更高的能源安全性,并使维护和升级更容易。将所有鸡蛋放入一个,巨大的超级发电机的当前方法有限的生命周期存在缺陷 - 在经济和技术上是有缺陷的。废物处理可能是一个问题,但存在的解决方案包括可以使用废物作为燃料的反应器。
俄罗斯有一个完全运作的,可操作的,舰基的SMR。
中国已经批准了一个示范SMR并在建设中。
英国谈论SMRS,但鲍尔茨在资金上进行资金。
去弄清楚实现我们的能源需求真正存在的问题!
谢谢另一个史蒂夫我不知道俄罗斯船(我想是这艘吧?)
https://world-nuclear-news.org/Articles/Russia-connects-floating-plant-to-grid
它比泰晤士河上的贝尔法斯特号(HMS Belfast)更重,但长度相当:
https://goo.gl/maps/vT2b5cAr6c53zTyz8
英国几乎把SMR说得要死:这不是RR的错,因为这与国家能源战略有关。我的预测是,俄罗斯、美国和中国将在未来几年出售这些产品。与此同时,英国政客会夸夸其谈英国的领先技术,然后从美国购买,因为我们无法购买俄罗斯和中国出售的更便宜的设备。
“核工业协会(Nuclear Industry Association)表示,兴建另一座燃煤电厂的决定突显出投资兴建新核电厂的迫切需要。”
https://www.bbc.co.uk/news/business-58469238
不,绝对不是!事实上,这凸显了解雇所有在他们的错觉下工作的无能的人的迫切需要,他们认为自己在以人民的最佳利益管理英国经济。只有挪威成功做到了这一点,他们向我们出售了更多昂贵的天然气。
核能的灵活性甚至不如燃煤电厂,燃煤电厂的灵活性不如燃气电厂,燃气电厂的灵活性不如水电。没有燃料燃烧的热(蒸汽动力)发电机可以有效地在每天的基础上上升和下降,所以没有一个它可以适合的目的-时期。
Before-Generator Energy Storage独特地存储剩余(夜间)电力,并将其转换以满足白天的高峰需求。因此,它消除了安装过剩产能的疯狂资本支出。
核工业从来没有紧急地满足过任何“需求”,而且永远也不会,以我们能负担得起的价格。
我们需要核能吗?今天(9月7日),BBC报道,由于风力和天然气价格的缺乏,英国不得不启动一个煤炭发电机!
一些观察
负载后……每分钟额定功率的5%(甚至更多)。通过蒸汽系统的热惯性;气体基的热没有这个-所以高温反应堆应该比这更好。{我相信它们是在矿井罢工时用来装载的}
和。有用于包括热能存储(TES)的设计 - 该等等为提高响应能力(以及去耦和隔离冷却剂流量的机会提供了机会,其中一个热量存储在另一个被充电的情况下用于发电) - 并增加安全性。虽然我相信这些不是所考虑的目前的(沸水)SMR
这种存储充当了发电机之前的能量存储,对于CPS(集中太阳能发电),提供了使用更高温度的能量(这是为了高效发电)和使用封闭循环燃气轮机技术的机会;事实上,它的可购性随着温度的升高而增加(因为能量密度是温度的线性函数)。
TES看起来是更经济实惠的技术,用于大规模的中级(> 100小时)能源存储(尽管在国内应用的一些机会已经被提到(Warmstone)在工程师(2021年8月)
至于位置;我想这更多的是与获得冷却水有关(否则就需要冷却塔)。我注意到哈特尔浦(AGR)反应堆大约在哈特尔浦边缘以南2英里(或者大约是米德尔斯堡北部边缘的两倍)。
我不确定管道低等级的技术在英国广泛应用于几英里的距离;我怀疑真空管可能是合适的 - 可能会从液化天然气人员借用
正如“另一个史蒂夫”所指出的,当高压占主导地位的风消失时。英国是唯一一个在权力和权力安全上完全受外部国家支配的发达经济体。德国仍有大量的煤炭发电;法国主要核;美国,完全自力更生。如果欧洲的天然气和电力价格上涨,我们将不得不付出代价。“不惜一切代价的绿党”将实现他们的愿望,不幸的是,受苦的将是穷人。
还是老悲观者转移话题。风能的唯一问题是产能过剩,而且这种情况每晚都会发生。通过在BGES的设计前提下建造海上再生能源,可以很容易地缓解低风时期的能量捕捉不足的问题。如果把潮汐也算进去,两个极端(太多和太少)都消失了——问题永久解决了。
世界正面临两大危机——温室气体过量和严重缺水。
当英国和欧洲还在纸上谈心,开发错误的技术,如核能、hawt和电力存储,我们正在浪费一个独特的机会,在再生能源方面实现自给自足,并领导一场可以拯救文明的全球海洋能源革命……(从本身!)食利者资本主义的不道德行为将会害死我们:-
“高盛(Goldman Sachs)曾表示,水可能成为‘21世纪的石油’。随着对水资源的争夺加剧,对冲基金正在抢购水源,以期获利。”
https://news.trust.org/item/20201229084337-vx850/
“遭受干旱和热浪的冲击,电力网络紧张,金州要求居民用更少的水和电,而实际上他们想使用两者。”
https://time.com/6083972/water-crisis-climate-future/
BGES的美妙之处在于它的资本支出比传统的海上再生能源低,尽管它完全消除了电力的间歇性和削减,并通过其储存的加压水的反渗透提供了新的淡水来源。这些新的工程工业的出口潜力使得所有更多的热能发电计划都显得多余。
“中国连续第三年在新装机方面领先世界。”由于他们的无知,他们在岸上犯了同样的错误,导致减产率高达43%!!
https://www.theguardian.com/environment/2021/sep/09/global-windfarm-installations-expected-to-surge-after-covid-drop-says-report
09/09/21周四14:00,英国需求= 33.7GW by…
48% =气体
15.5% =核
13.9% =通过连接器进口(从我们以前最好的朋友那里)
10.7% =太阳能(具有讽刺意味的是,随着需求的上升,太阳能在几小时内将降至0%)
4% =鲍里斯之风
2.4% =燃烧美国木片
2.2%=煤炭
2% =其他(水电、污水、生物质)
1% =开式循环燃气轮机
所以我们必须进口〜14%,以保持灯光(在23°C印度夏季日)和几年内,大多数运输和大多数加热都是电动!!
虽然精灵灯是由电驱动的,但这并不意味着电能被精灵召唤出来。
难道政府里就没有懂基础数学或物理的人吗?
Trevor: SMRs产生的蒸汽涡轮机发电的余热可以用来降低蒸汽电解制氢的电力成本
正如Saveenergy上面指出的,英国14%的天然气是通过内部连接器进口的:然而,我们现在也进口了大部分的天然气,所以情况比他想象的要糟糕得多。我们是唯一一个在电力安全和价格上很大程度上依赖外国政府的一时兴起的发达经济体。
今年冬天,欧洲上空持续的高压可能会让所有的天然气连接器停止工作,并很快减少天然气进口。
实现安全的认可和信心的简单方法——在下议院的地下室安装第一个。
让我继续感到惊讶的是,当长期的解决方案必须依赖可再生能源发电时,却考虑使用核能来弥补现有能源的短期短缺。正如前面的讨论中所提到的,大部分能量是以热量的形式存在的,有人建议多余的热量可以被倾倒到大气中。全球变暖是大气中温度过高的另一种说法。无论我们燃烧煤炭、天然气还是木屑发电,都会将多余的热量释放到大气中。为什么人们认为核能会改善这一状况。在我看来,人们正忙于增加可用的能源,很明显,这样做的结果是产生热量。同样清楚的是,没有讨论我们如何消散这些额外的热量。目前,多余的热量被排放到大气中,最终辐射到太空中。这种辐射进入太空的速率与地球和周围空间之间的温差直接相关。广阔的太空作为一个散热片,意味着地球的冷却速率完全由地球的温度决定,也就是说,任何增加大气热量的能量产生都是问题的一部分。 If we want to use more energy we need to extract it from the planet at a rate the does not exceed the natural ability for the planet to radiate heat. using sunlight both directly and indirectly would be the most sensible approach, but my expectation is that governments across the planet will not do this. They will as always only look at the immediate short term shortfall.
托尼•汤姆森请检查一下我的数学,但我估计从6371公里半径的圆盘上接收到的热量,名义上是1000W/m²https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_irradiance
约为地球上所有人类活动所消耗能量的8500倍(相当于11.2亿吨石油当量),其中人为热的贡献约占总量的0.012%。
https://www.enerdata.net/publications/reports-presentations/world-energy-trends.html
考虑到热辐射与绝对温度的四次方成正比,需要温度上升~0.003%,比如~0.009°C来辐射额外的人造热量
As ‘saveenergy’ has discovered (above) a government’s considerations never look beyond the next election, and are more concerned with their re-election than they are ‘the good of the country’ (which they prefer to translate as ‘what’s good for us’).
无论是铁路还是发电,都是一样的——没有关于如何最好地实现理想未来的长期战略思考,也没有愿景。
是的,有时我们需要“权宜”技术来填补空白,但多年来不断失败的30年规划战略,让我们在邻国和竞争对手的摆布下。(还有一种荒谬的预期,认为欧盟会妥协,同意鲍里斯的脱欧观点。我们取得了什么成果. . . .爱尔兰南北边境的问题,进出口的问题,货车司机和农作物采摘者的短缺,而现任政府从未意识到这些问题的到来??)当然不是,他们忙于遵循自己的内部议程,无暇顾及英国的繁荣。
看来真正的游戏正在被我们的工业和政治游说者玩着,以确保纳税人陷入无限量的金钱陷阱。在从国防专卖公司学到战术后,他们加强了对HS2的控制,现在准备抓住我们电力短缺的机会。
鲍里斯,甚至是斯塔默,可以少说废话:
1.告诉RR在一艘普通的船上安装一个核发电厂(我们已经付钱了),并把它停在一个大港口为当地城市供应。尽快。
2.获得俄罗斯人的原型和生产数量租赁的并行报价。这应该让RR&Co.在他们的脚趾上保持
3.水力压裂英国天然气,直到这个核设计交付和准备批量生产。