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核电将在实现中国双碳目标中发挥更大作用

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山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站 (图片来源:中核集团)

想象有一天,你买的每件产品都会有一个标签,标明它在生产过程中产生的二氧化碳;记录你的每日碳排放而不是你的饮食变成一种新趋势… 随着气候变暖的威胁日益加剧,当今社会更加渴望拥有低碳经济和净零排放的世界。

作为最大的二氧化碳排放国,中国于2021年10月发布了实现 "双碳目标"的意见,力争在2030年前实现碳达峰,在2060年前实现碳中和。最近国内的相关重大发展表明,中国已将核技术视为助力能源行业脱碳的一个重要途径。

中国近期核能重大发展

位于福建省的福清核电站(图片来源:中核集团)

2022年1月1日,中国自主三代核电“华龙一号”——中核集团福清核电6号机组首次并网成功,开始向电网送出第一度电。根据中核集团,每台“华龙一号”机组装机容量116.1万千瓦,年发电能力近100亿度,能够满足中等发达国家100万人口的年度生产和生活用电需求。相当于每年减少标准煤消耗312万吨、减少二氧化碳排放816万吨,简单来说,相当于植树造林7000多万棵。

海南昌江核电二期4号机组核岛反应堆(图片来源:中核集团)

2021年12月底,海南昌江核电二期4号机组核岛反应堆浙江三澳核电项目2号机组核岛开始浇筑第一罐混凝土。投产后,它们将源源不断地向海南省和长三角地区输送清洁能源。

2021年12月20日,山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。这是在石岛湾核电站部署的两座小型模块堆(SMRs)中的第一座。这些反应堆的堆芯由石墨球和特殊设计的燃料颗粒组成,可以在高达750摄氏度的温度下运行,为工业提供低碳热量,与传统反应堆相比效率更高。

国际原子能机构的角色

原子能机构通过技术合作计划协调研究项目向各国提供援助,以评价核能在各国气候变化减缓战略中的作用,以此作为能源系统分析和规划能力建设进程的一部分。为此,原子能机构向各国提供了一套完整的工具和方法。

通过《核能丛书》出版物以及协调研究项目、会议和小组分享知识和经验,原子能机构协调高温气冷堆(HTGRs)的发展和部署,例如通过气冷堆技术工作组(TWG-GCR)以及原子能机构的用于反应堆分析的开源核代码平台(ONCORE Platform)。该平台免费提供计算机代码,以支持分析先进动力堆的研究、教育和培训,从而促进高温气冷堆的发展和部署。 2021年12月,14个国家聚集在原子能机构,讨论开发和部署先进高温气冷堆计划,以帮助工业和交通等部门脱碳,并在2050年之前成功实现能源转型,达到净零排放。

“核电是高效、大规模且不排放二氧化碳就能生产氢的最有希望的方法之一,”原子能机构副总干事兼核能部主任Mikhail Chudakov说。“高温气冷堆被认为是最适合核氢生产的反应堆类型。”

原子能机构最近的一项研究强调了使用高温气冷堆生产清洁氢气的潜力。该研究表明,当天然气价格上升到远高于过去十年平均水平时,核氢生产将提供最具成本效益的生产方式之一,正如最近欧盟、英国和亚洲部分地区的发生的情况一样。

其他依靠化石燃料供热但可转向使用低碳高温气冷堆的流程包括海水淡化、建筑供热和工业用工艺热、炼油和合成气生产。例如,中国预计在2030年后将HTR-PM600推向商业化,这将包括六个反应堆模块和一台可产生650兆瓦的蒸汽涡轮机。

国际原子能机构与中国联手培训核能专员

2021年12月6-17日,原子能机构与中国核工业党校/核工业学院(中核集团下属机构)联合举办了第一届中国-国际原子能机构核能管理学校。来自阿根廷、印度尼西亚、哈萨克斯坦、尼日利亚及南非等11个国家的52名专业人员参加了本期培训,学习了核能相关的知识并重点了解了中国的“华龙一号”以及核电项目成功运作的方式。

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