核能的“灵活性”在清洁能源系统中的作用

美国能源部核能办公室(DOE-NE)负责国际核能政策与合作的副部长助理阿莱希亚·邓肯(Aleshia Duncan)，第11届清洁能源部长级年会(9月22日)前在DOE-NE网上发文，谈核能的灵活性在清洁能源系统中的作用。这是当前国际能源界热门的话题。

世界面临环境恶化、气候暖化、能源利用不可持续急需转型，以及不满足人类发展需求等困境，但可供选择的清洁能源组合方案不多，认识也逐渐统一。从安全、经济、可持续等综合考虑，就是可再生能源(主要是风能、水能、太阳能)+ 储能，如何应对其易变性(主要是间歇性)，实质上是个现实、经济性问题。而在这方面，核能的“灵活性”，与清洁能源系统“互补性”价值潜力巨大。尽管还有许多社会公众和环保组织存在认识或意识形态问题，但政府、科研和工业部门不能“随波逐流”......

能源到底要多灵活?

这是很多人没有过多思考的问题。随着全球范围内风能和太阳能等可变发电源的发展，这是个需要提出的重要问题。

美国能源信息署预测，到2050年，可再生能源将提供世界近一半的电力。随着接入电网的可再生能源(主要是风能和太阳能)占比升高，传统的基础负荷能源如核能，需要更灵活地运行，根据需要生产热量和电力。

清洁能源部长级会议“NICE未来”倡议发布新的国际报告,强调了“灵活性”的一般规则，彻底检查了核反应堆可能在发展日益一体化清洁能源体系中发挥的潜在作用。

在美国、加拿大、英国和日本支持下，几个部委、政府机构和世界各地行业组织的专家共同编制了《灵活核能支持清洁能源系统》报告。

报告中使用的各种分析工具、系统分析和优化研究，是美国能源部(DOE)赞助、与工业伙伴合作进行的。

主要结论非常清晰。核能比许多人想象的更灵活，它的全部潜力可以通过与可再生能源合作，创造新的混合能源系统来实现，从而最终带来新的就业机会、繁荣的经济，而且排放量更低。

核能的灵活性

能源部将能源“灵活性”定义为，能源为终端用户在需要的时间、地点，经济地提供服务的能力。这种服务不仅仅是发电。核的热能可以直接用于家庭采暖、推动工业过程、为运输和储能制氢，甚至水净化。

与化工厂和可再生能源联合运营，可利用现有和未来的核能系统创造“替代”收入，帮助降低能源、交通和工业部门的排放量。

核能通过三个关键途径实现灵活性:

运营——现有和未来的核能系统可以通过增、减电力输出匹配电网需求，支持可再生能源发电。美国和加拿大的某些反应堆，每年春季灵活运行，以适应电网新增的水力发电。正在开发的新技术，如小型模块化反应堆(SMR)和微(型反应)堆，不久的将来，能提供更大的灵活性，增加电力或同时生产其他产品。

预计这两种先进堆将在10年内投入商用。

产品——核能系统可以直接或通过中间能源载体，用其热能生产各种消费品。一种选择是制氢，可用于电网储能或作为原料，生产各种各样的产品，从化肥、塑料直到新的合成燃料。

能源部已给正在运行反应堆的两个制氢示范项目拨款，为核工业开辟新的区域市场。

预计先进堆将在更高的温度下运行，而且能特别设计得与可再生能源一起，为现场的化工或海水淡化厂提供动力。

规模——预计SMR和微堆的发展，将把新型反应堆带来的灵活性扩大到“从未想过”的领域。这些很小、更紧凑的设计，将使应急规划区变得很小，从而几乎可部署在世界的任何地方：无论是城市中心还是偏远的荒岛。

展望NICE的未来

核能创新：清洁能源部长级会议的清洁能源未来((NICE Future)倡议，与政府、研究机构、非政府组织和行业建立伙伴关系，汇集信息、通告设计过程、最终探索扩大的一体化系统的潜力，满足广泛的清洁能源的需求。

还可更多地了解《灵活的核运动》如何协调使用这些技术，才能可靠和经济地加速促成清洁能源系统的未来。重点是仔细研究《灵活核能支持清洁能源系统》报告(Flexible Nuclear Energy for Clean Energy Systems)。

能源部核能办公室内的国际核能政策与合作办公室，与国际伙伴开展双边和多边合作，以支持安全、稳妥、和平的利用核能。

面对新形势，靠老经验，“回顾过去”已经不够、甚至会“误入歧途”，需要的是“核能创新”......

参考资料与注释：

ALESHIA DUNCAN，New Report Highlights Nuclear Flexibility in Clean Energy Systems，DOE-NE，SEPTEMBER 15, 2020