摘要:鈉冷快技術可以將熱量儲存在熔鹽罐中供將來使用,就像電池一樣。鈉冷快堆包括硝酸鹽儲熱罐,它與太陽能熱發電系統中使用的儲熱類型相同,可以替代燃氣輪機和燃煤電廠,提供經濟的電力輸出;反應堆全功率運行,向電網提供可調度的電力。儲熱比電池儲能的成本要低10倍左右,但需要產熱技術與儲熱結合,而核能恰恰是低碳的產熱技術。
當地時間11月16日,由比爾蓋茨創辦的創新型核能公司美國泰拉能源公司(Terra Power)在其官網上宣布,已選定在懷俄明州諾頓(Naughton)燃煤電廠附近建造一座Natrium鈉冷快堆。該電廠的兩臺燃煤機組擬于2025年退役。
345MWe級反應堆和熔鹽儲能系統,將為約40萬戶家庭供能
據稱,該項目將在2023年8月向美國核管理委員會(NRC)提交工廠的建設許可申請,并在2026年3月提交首臺機組運行許可申請,該工廠旨在驗證鈉技術的設計、建造和運行特性。
該項目主要由一個345MWe的鈉冷快堆(鈉冷反應堆),以及一個基于熔鹽的儲能系統組成。這種存儲技術可以在需要時將系統的輸出功率提高到500MW,這相當于40萬戶家庭所需的能量。
泰拉能源認為,他們的創新型能源儲存能力使該工廠能夠與可再生資源進行無縫整合。公司總裁兼首席執行官Chris Levesque表示:“我們的創新技術將有助于確保可靠電力的持續生產,同時也將改變我們的能源系統,并在懷俄明州創造新的高薪就業崗位。”據估計,該項目將耗資10億美元,包含工程、采購和建設成本,預計建成需要7年時間。在項目高峰期,大約需要2000名工人進行施工。一旦工廠投入運作,大約需要250人以支撐工廠的日常運轉,維護工廠安全。
根據今年6月份泰拉能源官網公告,該項目爭取到了大量外部技術和資金的支持,技術方面有通用日立(GE-Hitachi)、以及巴菲特旗下太平洋電力公司(PacifiCorp)的子公司落基山電力公司(Rocky Mountain Power)。
公告中,泰拉能源公司總裁兼首席執行官Chris Levesque表示,其正在與PacifiCorp一起創建未來的能源網絡,鈉技術的設計是為了解決公共事業公司面臨的挑戰,他們的工作是提高電網的可靠性和穩定性,同時實現脫碳和減排目標。
這已經不是美國政府首次為泰拉能源提供資金支持了。2020年10月,美國能源部(DOE)批準通過其先進反應堆示范項目,向泰拉能源提供了8000萬美元的初始資金,作為32億美元先進堆示范項目(ARDP)的一部分,用于研究、開發鈉技術。泰拉能源于2021年5月宣布與美國能源部簽署了合作協議。到目前為止,美國國會已經為其項目撥款1.6億美元。
而泰拉能源稱,基礎設施建設法案通過后,美國能源部將與國會合作,為項目撥款近25億美元。這筆撥款連同之前的其他款項,將為美國能源部與泰拉能源公司簽署的為期7年、價值20億美元的協議的前5年提供資金支持。
反應堆的熱量被熔鹽轉移到儲熱罐中,用于發電或供熱
根據泰拉能源發布的消息,核電站提供了美國約20%的電力消耗。美國正在進入一個新時代——氣候變化帶來的生存風險和消除溫室氣體排放的迫切需要成為主導。該公司表示,在未來幾十年里,太陽能、風能和核能都將發揮主要作用。如果處理得當,這三種技術可以集成于一體,形成一個在性能、成本和價值上都優于單一技術的整體系統。
該公司認為,鈉廠使用鈉冷快堆作為熱源,來自反應堆的熱量被熔鹽從核島內部攜帶到反應堆建筑外的儲熱罐中,用于發電或工業需求。這一方式可以確保整個核電站的負荷被實時追蹤,從而在保持最佳恒定的反應堆功率的同時,優化效益與價值。這是因為鈉反應堆的運行環境溫度高于輕水反應堆,能夠很好地匹配熔鹽傳熱介質的溫度要求,設置在核島以外的許多系統不需要是核安全級別的。
鈉冷快技術可以將熱量儲存在熔鹽罐中供將來使用,就像電池一樣。麻省理工學院核科學與工程系的查爾斯·福斯貝格(Charles Forsberg)表示,鈉冷快堆包括硝酸鹽儲熱罐,它與太陽能熱發電系統中使用的儲熱類型相同,可以替代燃氣輪機和燃煤電廠,提供經濟的電力輸出;反應堆全功率運行,向電網提供可調度的電力。儲熱比電池儲能的成本要低10倍左右,但需要產熱技術與儲熱結合,而核能恰恰是低碳的產熱技術。
該公司表示,項目將使用高含量低濃縮鈾(HALEU)為燃料,鈉廠不需要進行再加工,鈉技術的燃料利用率很高。公司表示,在反應堆示范項目之后,他們也將有計劃地推出設計和規模類似的商業反應堆。