你将如何为军事和远程行动提供无碳、不间断的电力?在一个电力供应不稳定的发展中国家，铝厂的操作人员如何获得所需的恒定、稳定的电力?
据爱达荷国家实验室的专家说，一种新型的核反应堆可以解决这些问题，同时也为可再生能源奠定基础。
被称为微反应堆的小型核反应堆可以产生20兆瓦的电力，最初是打算用于中央电网以外的用途，如军事基地。通常情况下，大多数微反应堆将在一个设施中制造，然后用集装箱分发到世界各地。这些“核电池”可以连接到微型或微型电网，而不需要任何基础设施调整。因此，它们可以以最低的操作和维修成本提供多年的电力。
INL的研究《微反应堆全球市场分析》评估了63个国家在2030年至2050年期间的微反应堆市场机会。国际能源研究所的核能经济学家David Shropshire与博伊西州立大学的Geoffrey Black博士和博伊西州立大学高级能源研究中心能源政策研究所的Kathleen Arajo博士进行了合作。
Shropshire说，建造这些反应堆的挑战在于确定利润率高的细分市场。
他说:“核能在能源市场的份额预计将在未来几十年下降，主要是由于老旧的轻水反应堆退役。”“但如果考虑到这些新反应堆在未来市场上的非传统应用，核能可能会在未来增加份额。”
目前，全国大约一半的无碳电力是由轻水反应堆产生的。然而，先进的核技术，如模块化反应堆和微反应堆，可能通过消除燃煤电厂和提供电网服务，为可再生能源的未来崛起提供重要基础。此外，在其他解决方案失败的情况下，小型模块化反应堆有减少碳排放的潜力。
“我们不再谈论你祖父的核项目了，”什罗普夏继续说。“我们正在讨论使用微反应堆来帮助填补一些特定的利基市场。问题是，在这些市场上，微反应堆是否能真正经济。”
根据这篇论文的作者，微反应堆开发者在管理市场预期、技术性能、预算、监管要求和公众采用方面面临着许多挑战。爱游戏ayx体育
很长一段时间以来，核专家一直在考虑利用微反应堆在偏远地区发电，这些地区经常使用柴油，而长途运输柴油的成本很高。尽管微反应堆在偏远地区仍然可行，Shropshire和他的团队在寻找其他可能性。
他说:“我们在寻找能源需求相当高的市场，而不是扩大资源基础的机会可能有限的村庄。”“工业用途，比如采矿，可能更适合。”
另一种选择是采用微反应堆作为孤立的综合能源系统的基础。微反应堆可能会成为这些系统的基石，而不是与风能和太阳能等可再生能源竞争。它们可以帮助提供一种可靠的能源，并与多种能源一起工作。
Shropshire说:“我们认为微反应堆可能是平衡风能和太阳能并提供弹性的一个很好的选择。”“问题是，‘你如何保持合理的成本?’”
此外，微反应堆可以被安置在电力网络不发达的地区，为需要高使用量的设施提供电力，如水净化厂、铝厂或制氢厂。微反应堆可以帮助这些机构提供重要的服务，即使在电力系统负担过重或状况糟糕的情况下。
微反应堆也可用于为灾害反应提供能源。例如，可移动的微反应堆可以取代医院和水净化工厂的柴油发电机，提供能源或热量。微反应堆也可用来为商业船只或各种大型海洋船只提供动力。
Shropshire说:“目前，集装箱船使用大量超级脏的燃料，他们必须拖着这些燃料前进。”“这是浪费和污染。”
然而，在微反应堆为无碳未来做出贡献之前，它们必须克服各种障碍，包括成本、公众认知和监管挑战。
达到成本目标尤为重要。作者说:“微反应堆要想在市场上获得深入渗透，就需要实现具体的积极的成本目标。”
尽管如此，微反应堆将经常在能源成本较高的利基市场运行，而不是与低成本、中央控制的能源竞争。根据该报告，东欧和亚洲等能源需求不断扩大的地区可能为小型模块化反应堆分布式系统中的微反应堆提供足够的潜力。此外，在核能占比可能下降或保持稳定的领域，微反应堆有很大的潜力，它们可能取代昂贵的碳排放能源，同时补充可再生能源。
Shropshire说:“所有这些用途都是难以脱碳的利基市场。”
如果能发现这些利基市场，并在2040年至2050年期间制造出足够多的微反应堆，该行业将从大规模生产反应堆、降低价格和使微反应堆成为特殊能源需求的替代方案中获益。
作者说:“到2050年，微反应堆可以通过取代化石能源用于电力和非电力用途，并帮助增加能源系统中的可变可再生能源，帮助缩小零碳的差距。”
来源:爱达荷国家实验室
