核电产品要“多样化”

谁能想到，这个钢筋混凝土“巨人”抵挡不住“能源市场”的冲击?

《国际核工程》杂志请在国际能源行业有多年经验的独立沟通顾问杰里米·戈登(Jeremy Gordon)撰写专题评论，重在从能源全局看核能的发展方向，核能专业人士或许要考虑、适应、接受某些“异样”的见解。由于目前的核电集群在某些市场上难以保持竞争力，他建议核能向供热或氢气生产领域扩张，可能有助于确保有个“有利可图的未来”...

他认为，德国在可再生能源领域投入巨资，是深思熟虑的行动，开创想要的未来，即可再生能源驱动的循环经济。这一目标能否实现还有待观察，但这个国家成功地调动巨额资金、人力资源和善意，开创这一目标。在引领和回应可再生能源技术和中国制造进步的同时，德国塑造现实的愿望在一定程度上是成功的。可再生能源的成本已大幅下降，使得它在越来越多的情况下成为最便宜的电力来源。如果要使“电子在电线上流”，现在太阳能光伏是最简单的方法。对于喜欢风力发电的人，风力涡轮机已放大到惊人的地步，而且出现了消除电压和电网周波起伏的蓄电池。

当然，为国家建立正常的电力系统，需要的远不只是廉价的电力资源。但应当承认:德国着手塑造电力的未来，而且产生了巨大的影响。现在，无论谁人是否认同德国的梦想，但归功于德国的投资，现在每个国家都能更便宜地部署可再生能源了。

同样的情况也发生在核能领域。最初我们看到一些具有开创精神的国家，尤其是美国，建立了今天核工业的基础。在发展较早的国家，由中央财政和政策推动、以工程为主导的产业提振了某些好的技术，并将其出口到海外盟友(或至少试图这样做)。如今，只有中国和俄罗斯仍然扮演着这种“领导者”的角色，而美国、加拿大和西欧的私营初创企业则承担起催生“下一代“”技术的挑战。因此，进入市场的新型核产品大体上有两个轨道：国家倡议和初创企业场景。

大家都很熟悉，最大的问题是，开发新的核技术花费的时间太长。即便希望加快进程的行动，比如控制建设成本、就全球气候政策获得某些透明度、协调监管条例和规范反应堆设计，都耗时过长。以核能的创新速度，在别人创造未来之前，我们根本不可能为自己创造未来。

核行业面临两大严重风险。首先，如果没有一定数量的支持和便利，今天的大型轻水反应堆群，很可能在即将到来的廉价、可再生能源电力激增时代大幅度“衰减”。在以某种重视核能对电网贡献的方式对市场进行修正之前，可能会出现另外的某种方案来满足需求。另一风险是，核工业要推出一种大小合适、灵活的动力装置，对任何厂址足够安全，但要其他资源及所有辅助系统都发展到这个程度，现在的规模失当，也为时已晚。

最糟糕的是，两种情况都有可能发生：核运营商失去了为现有堆群奋斗的“意愿”，而且在产业无法升级的情况下，堆群提前退役。如果条件允许，核电业主和运营商仍有意投资核电，但上次听说一家完全非核能公司想要参与是什么时候? 一个企业一旦离开核行业，往往不会再回来。

核能并不缺乏2050年的“雄心壮志”。到时，它的技术潜力将从支持远到火星的边远社区的小型反应堆，延伸到支持亚洲新型超大城市百万千瓦的核聚变电厂，能提供“热和光”之间的一切能源需求。这种未来技术的公众形象很好，清洁能源领域的许多人都能想象它们将发挥作用。然而，该行业对当前主力堆群机组的“雄心”，只是希望在失灵的市场上减少亏损。其他清洁能源倡导者，或许，(充其量)能容忍它们，也不足为奇。

今天，比以往任何时候更重要的是，核电厂作为低碳发电者的“地位”，以及与目前的混合模式相比，在环境方面的巨大净收益，应该得到某些激励。

有人呼吁，应该奖励核电机组提供的稳定性以及它们按需供电的能力，而可变的可再生能源则不能。然而，找到新的收入来源，最简单的方法通常是使产品系列多样化。不仅大型发电厂，小型核电机组或许也需要。

在基本层面上，核反应堆产生热能，通常用于烧开水、推动涡轮机发电。为了让人们看到这个巨大的”壶”是能源行业多样化、分散化未来的一部分，核工业将不得不发明某些方法，更多地利用热能和电能。如果大型核反应堆本质上是集中的，那么它的产品至少可以“多样化”。除了电力，核电站还必须开始供应其他能源产品，供“过渡时期”使用，这是当前核反应堆群未来20年“创新”议程的一部分。

这可能使核工程师感到沮丧，因为他们是所有专业人士中最厌恶风险和最严格的，而创新核能的产品系列将导致某些低效的解决方案，让他们感到不舒服。因此，重要的是要记住，未来的电力系统绝不是系统的，也绝不是高效率的。将会看到各种形式的需求、产品、储备和使用的动态涨落，而这一切都将以某种方式加以平衡。

在某些国家，特别是在芬兰由罗利·帕坦恩(Rauli Partanen)等倡导者的出色工作，核电厂的地区采暖已经取得成功，并已提上未来的议程。是否有可能找到需要温水的合作伙伴，比如农业或水产养殖，并“诱”使他们在现有核电厂附近建立合资企业?

最近，戈登先生主持了一个年轻专业人士的研讨会。在会上，有个活动“催生”了某些想法，比如支持就地“立体”农场，提供暖气和电力照明，不然就简略为“负荷跟踪”。作为“美好未来”倡议的一部分，核能与可再生能源相结合的概念是这个研讨会的主题，因为加拿大、美国和日本的主要成员认为，有必要确定核能在长期气候变化问题上的“地位”。除了开发以多种能源为特色的“能源公园”理念之外，代表们主张更进一步。他们希望在核能界和其他具有相同价值观的人之间建立新的关系和联盟，这些人正在追求经济现代化观念。

今年4月初，法国电力公司(EDF)设立了制氢分公司，名为海纳米克斯(Hynamics)。它是EDF持股、氢气专家公司迈克菲(McPhy)承诺模块化电解系统的基础上建立的，可扩展到接受100MWe或更多的电力输入。法国电力公司有潜力迅速成为全球最大的氢气生产商之一，只需降低其惯常的负荷跟踪，转而用多余的电力制氢。这不仅可以利用“边际成本”的电力，还可以在核电厂旁边建设一座制氢厂，向世界表明，当今的核能在能源转型中可以发挥新的创新作用。作为整个系统的组成部分，它将使可再生能源和核能之间的合作更加顺畅，在引入季节性能源储存方面取得一定进展，支持另一条“运输和采暖脱碳”路线。

尽管氢气有某些缺点，还需要认识它的潜质，因为还没有足够好的方法使采暖脱碳。电力不是万能的。

如果几年前就提出这样的热-电联产方案，或许能够挽救因美国市场失灵而损失的那些完美的发电机组。如果核能展示它在“与时俱进”，某些欧洲和亚洲国家的态度也许会更积极一些。或者可能有更多的声音支持核电厂? 无需回答，本文不是要说服谁。只想指出，多样化正在成为未来能源系统的基础。

核电企业，准备开始之前等待完美的商业前景是无益的。未来多产品核能生产商必须现在开始使用现有的技术，这样他们就有时间完善他们的理念，并准备在“商机”出现时大规模推广。这意味着这是一场“博弈”，核能业主必须为未来思考和投资。仅仅有些是不够的，还要多些。他们中的哪个会投资，推动今天的反应堆进入未来的系统?

依据资料：Jeremy Gordon, Time to diversify? Nuclear Engineering International, 2 May 2019