您的位置:首页 >科技 >

平衡核能和可再生能源

2019-04-30 16:45:15来源:

核电厂通常以满负荷运行或根本不运行。然而,这些工厂具有适应不断变化的电力需求的技术能力,从而更好地适应风能或太阳能等可再生能源。

美国能源部(DOE)阿贡国家实验室和麻省理工学院的研究人员最近探讨了这样做的好处。研究人员表示,如果核电站以更灵活的方式发电,这些电厂可以降低消费者的电费,使用更多的可再生能源,提高核能的经济性,并有助于减少温室气体的排放。

这项新研究“为我们提供了工具,可以进一步探索灵活核电运营的潜在好处,同时可以与更多可再生能源发电源共同发挥作用......” - 麻省理工学院能源倡议研究员Jesse Jenkins

该团队探讨了核电厂灵活运营的技术限制,并介绍了一种新方法,以模拟这些挑战如何影响电力系统的运行方式。“灵活的核电运营是'双赢',降低电力系统运营成本,增加核电厂所有者的收入,并大幅减少可再生能源的削减,”该团队在4月24日在线发表的应用能源文章中写道。

Argonne能源系统部门的主要能源系统工程师Audun Botterud对第一次“这项研究评估并证明灵活核操作在美国现实电力系统中受高变异性挑战的潜在价值感到鼓舞”可再生能源发电。“

该研究有助于消除长期以来的观点,即核电站必须以“基本负载”模式运行,在线上时以最大额定容量产生电力。研究小组发现,核电厂甚至可以动态响应每小时电力市场价格和二至二频率调节需求。包含可再生能源的电力系统必须更加灵活,以便始终平衡供需。法国,德国和其他国家的核电运营商都熟悉这种方法,但在美国却不那么熟悉。

研究人员在应用能源文章和核技术出版的同伴论文中开发了由核反应堆动力学和燃料辐射循环引起的物理引起的操作约束的数学表示。然后,跨学科团队将新方法与电力系统仿真模型相结合,以评估发电厂的总发电成本,市场价格和由此产生的收入,假设核能灵活性不同。

“与其他发电机相比,核电站受一系列不同的原则支配,我们的方法可以在电力系统和电力市场的分析中表现出这些关系,”该项目的首席研究员,校长弗朗西斯科·甘达说。 Argonne的核科学与工程部门的核工程师。

通过灵活,工厂操作员可以降低电力系统的总体运营成本。例如,当可再生能源广泛可用时,运营商可以产生更少的核能。然后,核电厂可利用其闲置产能销售有价值的“运营储备”,或快速改变电力输出的能力,以帮助电网运营商在发生意外事件时重新平衡供需,例如发电厂故障或需求预测错误。

这种灵活性可以通过增加电力市场的收入和降低可变的运营和维护成本来提高核电站的盈利能力。总体而言,核电厂的灵活性还有助于整合更多的风能和太阳能资源,并减少化石燃料发电能源和相关二氧化碳排放量的产生。

麻省理工学院能源倡议的研究员Jesse Jenkins指出,研究人员的建模方法和研究“如何为我们提供工具,以进一步探索灵活核操作的潜在益处,同时与该途径中可变来源的可变来源共享更多走向低碳电力供应。“