Согласно новому исследованию ученых из Мичиганского университета, оценка позволяет оценить осуществимость преобразования 245 действующих угольных электростанций в США в современные ядерные реакторы, предоставляя ценную информацию для политиков и коммунальных предприятий для достижения целей декарбонизации.
Исследование опубликовано в журнале Energy Reports.
Угольная электростанция RM Schahfer в Индиане оказалась наиболее подходящей площадкой с меньшей мощностью генерации, вырабатывая 1000 мегаватт электроэнергии (МВт) или меньше, в то время как электростанция AES Petersburg в Индиане заняла лидирующее место среди площадок с большей мощностью генерации, имея мощность генерации более 1000 МВт.
«Поскольку строительство новых угольных электростанций не планируется, а многие коммунальные предприятия намерены вывести из эксплуатации все угольные электростанции в течение 15 лет в США, переход на более чистые источники энергии имеет решающее значение», — сказал докторант Рафиул Абдуссами, аспирант кафедры ядерной инженерии и радиологических наук в Мичиганском университете и автор-корреспондент исследования, опубликованного в Energy Reports.
В 2022 году угольные электростанции в США обеспечивали 20% производства энергии и 55% выбросов CO 2 в секторе электроэнергетики . Атомная энергетика может генерировать такую же стабильную базовую нагрузку энергии, как и уголь, но с нулевыми выбросами углерода.
Вместо создания новых площадок, перевод действующих угольных электростанций на атомные станции может сэкономить время и деньги, используя существующее оборудование, такое как линии электропередачи и компоненты энергосистемы. Окружающие сообщества также выиграют от перехода, сохраняя рабочие места и налоговые базы, поскольку угольные электростанции постепенно выводятся из эксплуатации.
«Этот набор данных может помочь в планах экономического возрождения в регионах, пострадавших от закрытия угольных электростанций, и предоставить информацию для взаимодействия с угольными сообществами, рассматривающими возможность размещения объектов чистой энергии», — сказала Адити Верма, доцент кафедры ядерной инженерии и радиологических наук в UM и старший автор исследования.
Чтобы учесть сложное взаимодействие социально-технических и экономических факторов при выборе площадок для перепрофилирования угольных электростанций , исследователи использовали инструмент под названием Siting Tool for Advances Nuclear Development . Этот инструмент позволяет пользователям оптимизировать социально-экономические факторы, безопасность и близость — например, близлежащее население, транспортную инфраструктуру — при выборе подходящих площадок.
Способность инструмента оценивать несколько объектов одновременно, обеспечивая при этом баланс между рядом целей, обеспечивает более масштабируемый и надежный анализ, чем предыдущие исследования, которые были сосредоточены на нескольких конкретных растениях.
Результаты выявили широкий спектр уровней пригодности и компромиссов в разных местах, подчеркивая как осуществимость, так и сложность перехода от угольной к ядерной мощности. Для группы с меньшей электрической мощностью оценка осуществимости варьировалась от 51,52 до 84,31 из 100 со средним значением 66,53. Группа с большей электрической мощностью варьировалась в оценках осуществимости от 47,29 до 76,92 со средним значением 63,97.
На пригодность сильное влияние оказали такие региональные характеристики, как цены на энергоносители и политика в области ядерной энергетики.
Министерство энергетики, штаты и электроэнергетические компании по всей стране в настоящее время изучают потенциал перехода от угля к более чистым источникам энергии. Эти результаты дают ценную информацию как для политиков, разрабатывающих стратегии и правила, так и для коммунальных компаний, планирующих инвестиции и сроки для плавного перехода с угля на атомную энергетику при сохранении надежности сети.
«Я надеюсь, что эта работа, которая очень детально рассматривает потенциал перехода с угля на атомную энергетику для каждой угольной электростанции по всей стране, сможет стать источником информации для обсуждений на национальном и региональном уровнях, которые разворачиваются в режиме реального времени», — сказал Верма.
Инструмент на основе географических информационных систем (ГИС) был совместно разработан Мичиганским университетом, Аргоннской национальной лабораторией, Окриджской национальной лабораторией и Национальным центром инноваций в области реакторов.
