核能与可再生能源结合探究

国际的动力格式正在不断开展。对气候变化的忧虑促进人们不断脱节高碳排放动力。近些年，人们进行了关于核电与可再生动力结合的混合动力潜力的研讨。

可再生动力的动力出产是间歇性的，可是一旦与核能结合，就确保动力的连续出产。核能与太阳能，风能和地热能等动力耦合运用，能够有用削减温室气体排放，进步体系牢靠性，而且进步核发电的动力功率。

1、核能的经济问题

许多经济问题约束了核能的开展。因为前期本钱要求很高，私家投资者对核能的爱好要低于其他动力。另一方面，在制作时期以及获取监管答应时期一般呈现本钱不确定性。因而与中心方案经济体比较，自由化经济体制作新核电站的方案要少得多。

虽然很难精确地评价动力本钱，但要取得对本钱的合理知道，能够运用均匀电力本钱办法（LCOE）。LCOE实质上考虑了动力项目在其整个生命周期中（制作，运营和保护）的总本钱。

经美国动力情报署（EIA）评价，2019年投运核电站的LCOE为$ 86.1 / MWh，太阳能光伏发电的LCOE为$ 118.6 / MWh。EIA猜测2022年投运电厂的LCOE本钱为：核电为96.2 / MWh，太阳能光伏发电为58.1/ MWh。这表明核能的本钱增加了10％以上，太阳能的本钱大约削减了50％。

这仅仅是经济数据，还未考虑弃核的政治要素。这关于传统核电站的开展十分晦气。

2、核能与新动力耦合电站

虽然可再生动力开展迅猛，但可再生动力代替化石燃料，还有很长的路要走。最有潜力的两种可再生动力（太阳能和风能），都面临着一起的缺陷—动力供给不安稳。因为没有廉价高效的储能设备，这关于可再生动力是严峻应战。

另一方面，核能是一种牢靠的无碳动力，可发生安稳，安稳的电力供给，其缺陷是负荷盯梢。假如能够有用地结合运用核能和可再生动力，它们可能将抵消互相的缺陷，然后完成更好的功能。耦合可再生动力电站是一种将可再生动力方式与不行再生动力相结合的电站。

核能与可再生动力的耦合电站概念有很多种。其中之一是将小型核反应堆与集中式太阳能热电厂相结合。在这种规划中，来自太阳能热电厂的热量将核电站的饱满蒸汽变为过热蒸汽，核电厂的功率将从33.9％进步到39.7％。

另一个概念是将小型核反应堆与生物质出产设备以及风电相结合。小型核反应堆和风电的上网电量由电网需求操控，剩下的用于生物质的出产。风电发生的剩下电力也可用于制氢。该概念具有许多优势，不只满意电网需求，而且动力糟蹋量最少。

最终值得一提的是核能与地热能耦合发电站，其核芯坐落干热岩层中的地下深处。核反应堆增强地层温差，为地热发电站供给动力。

是否有国家制作核能与可再生动力的耦合电站还有待调查。虽然该技能现已存在，但仍有许多问题有待回答，而且需要对规划进一步集成研讨和开发。可是，假如验证可行，耦合电站将有助于别离处理每种动力的严重缺陷。

耦合电站的应战依然存在，在负荷盯梢才能方面，与化石燃料比较，太阳能和核电都无法比拟。可是，跟着储能技能的晋级，这些忧虑也能够逐步得到缓解。

3、耦合动力技能及运用

3.1耦合核能与煤炭

运用煤气化技能，耦合核能与全体气化联合循环（IGCC）发电站能够发生800MW以上的电力，功率挨近50％，烟气排放量约为传统燃煤发电厂的1/4。

经过将氢添加到气化煤中，除可发生电能外，还能够出产液体运送燃料和组成天然气。耦合电站还能够出产对现代社会至关重要的多种根本化学物质，以及化学工业所需的进程热。耦合电站可大大削减对环境的影响，煤炭可持续运用。

3.2耦合核能与太阳能

近些年全球沙漠区域越来越多运用的立异技能将集中式太阳能与联合循环发电厂相结合。耦合核能与集成太阳能联合循环（ISCC）电站可供给峰值功率，且排放量极低，本钱远低于传统的燃气轮机以及太阳能光伏电站。

3.3耦合核能与储能

间歇性可再生动力的最大缺陷可能是无法存储动力以习惯未来的电力需求。耦合核能与压缩空气储能（CAES）电站克服了长期以来一向困扰着动力存储的问题。这种立异办法能够明显改进可再生动力的经济性。

REopt项目下的国家可再生动力实验室（NREL）对核能与可再生耦合动力体系（NRHESs）的规划和运转方案进行了优化。NRHESs可用于出产组成汽油的液体燃料，可用于海水淡化，可为工业出产供给热量，也可电解制氢。NRHESs能够完成低碳电力供给以及工业热供给。