隨著英國和其他國家設(shè)定目標,要到2050年實現(xiàn)溫室氣體的凈零排放,脫碳進程正在逐步推進,“綠色”能源安全的重要性在國家和世界范圍內(nèi)得到了共識。核能(核裂變,未來是核聚變)是低碳發(fā)電的重要成員,因為它在運行時不直接排放二氧化碳,并提供可靠、可調(diào)節(jié)、清潔的能源。雖然核能發(fā)電是低碳的,但核設(shè)施的建設(shè)、退役和事故后的處理和維護都是碳密集型的,目前,核行業(yè)還沒有達到最優(yōu)化,實現(xiàn)全壽期脫碳。要真正做到“綠色”,該行業(yè)必須在低碳發(fā)電的基礎(chǔ)上更進一步,考慮如何在整個壽期內(nèi)減少碳排放。
鈾礦的開采、精煉和反應(yīng)堆所用核燃料的制造過程使用大量的能源——主要是碳基能源,同時,核電站的建造需要大量的金屬和混凝土。這些建筑材料不僅在制造和運輸?shù)浆F(xiàn)場的過程中需要大量能源,還代表了大量的嵌入碳:49000kt混凝土基礎(chǔ)(類似于英格蘭西南部HPC項目)估算相當于6457噸CO2e(基于英國政府公布的轉(zhuǎn)化率)。再考慮退役、廢物后處理和儲存中也會產(chǎn)生碳,顯然,有必要采取行動,在核行業(yè)整個壽期中實現(xiàn)脫碳。
2016年至2021年期間,英國商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)的核能創(chuàng)新項目預(yù)計在核能研究和創(chuàng)新領(lǐng)域投資約4.6億英鎊,目標之一就是基礎(chǔ)行業(yè)的脫碳。2020年11月18日,首相提出了一項雄心勃勃的綠色工業(yè)革命“十點計劃”。該計劃包括投資5.25億英鎊推進核能作為清潔能源,既包括大容量核能的建設(shè),也包括下一代的小型和先進反應(yīng)堆的開發(fā),這可能產(chǎn)生1萬個就業(yè)崗位。我們有希望看到在核創(chuàng)新方面的投資,但顯然,到2050年實現(xiàn)英國的零碳目標,還需要核工業(yè)在其他碳密集方面開展工作。
(來源:微信公眾號“嘿嘿能源heypower” ID:heiheinengyuan 作者:JACK)
為實現(xiàn)可持續(xù)性而設(shè)計
目前,民用核電提供了英國40%的清潔電力。此外,隨著低碳運輸需求的增長以及對煤炭、石油和天然氣發(fā)電依賴的降低,未來十年對低碳發(fā)電容量的需求很可能會增加。清潔電力、綠色氫和其他替代燃料市場的快速增長,加上英國即將到來的在運核電站的退役,設(shè)定一個重大的新建核電計劃變的很有必要,至少要維持核能的比例。英國核工業(yè)協(xié)會提出:核路線圖(2020年6月)預(yù)測,當前到2050年之前,大型新建項目、小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)和先進模塊化反應(yīng)堆(AMR)具有巨大潛力。
這些新的核設(shè)施的設(shè)計,必須考慮到完全優(yōu)化后實現(xiàn)全壽期脫碳。這包括供應(yīng)鏈的脫碳,例如:逐步用綠色氫為汽車和基礎(chǔ)設(shè)施供電;或在鈾礦開采和冶煉中增加可再生能源的使用。與其他可以協(xié)同效能的工業(yè)領(lǐng)域共生互利(例如余熱再用)將有助于優(yōu)化。例如Moorside的“清潔能源中心”。圍繞新電廠進行預(yù)先精心規(guī)劃的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計,除了提供低碳的后勤服務(wù)(例如電站運營員工的出行),還可以實現(xiàn)更廣泛的社會收益。
與目前的核能發(fā)電機組相比,SMR和AMR的廠址需求更小,人們有機會重新利用當前布置化石燃料發(fā)電廠的所謂的“棕色地帶”廠址。
然而,應(yīng)該采取措施脫碳的不僅是新建電廠?,F(xiàn)有核設(shè)施也應(yīng)進行改造,以便它們在剩余壽命周期內(nèi)盡可能低碳。這可能包括:更換為使用綠色燃料的車輛,在電廠關(guān)閉后重新利用基礎(chǔ)設(shè)施(例如傳輸和配電網(wǎng)絡(luò)),利用余熱作為能量來源或消除排放。
目前,核行業(yè)直接雇傭59419 人,另外,供應(yīng)鏈涉及10萬人,對經(jīng)濟增加值(GVA)的貢獻超過了60億英鎊。如果核行業(yè)實施低碳,它不僅可能對英國核行業(yè)和國際的碳排放產(chǎn)生重大影響,而且有可能在多個行業(yè)創(chuàng)造可持續(xù)的就業(yè)機會。
一個全球化的目標
分享最佳實踐和知識可以支持全球脫碳,實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標。與核行業(yè)最相關(guān)的聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標有:
目標1:確保所有人能夠獲得可負擔、可靠、可持續(xù)和現(xiàn)代能源(注意,這還包括“管理我們的能源遺產(chǎn)”)。
目標2:促進持久、包容、可持續(xù)的經(jīng)濟增長,實現(xiàn)充分和生產(chǎn)性就業(yè),確保人人有體面工作。
目標3:建立有彈性的基礎(chǔ)設(shè)施,促進包容性和可持續(xù)工業(yè)化并促進創(chuàng)新。
目標4:采取緊急行動應(yīng)對氣候變化及其影響。
通過一系列雙邊和多邊倡議,英國核行業(yè)正在與其他國家合作,如七國集團、20國集團和清潔能源部長級會議。
例如,英國和加拿大正在合作,通過在低碳能源、技術(shù)創(chuàng)新和強力環(huán)境保護方面的合作,向更可持續(xù)的全球經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。2020年3月,BEIS和加拿大自然資源公司(NRCan)簽署了英—加核工業(yè)合作行動計劃。
在這個雙邊框架中,政府和核行業(yè)的利益相關(guān)方共同支持先進核能的開發(fā)和部署,包括在廢物最小化、燃料供應(yīng)鏈、先進制造、監(jiān)管合作和SMR融資等方面。
隨著碳凈零排放的截止日期進入倒計時,核監(jiān)管辦公室的政策肯定會更新,以與這些具有法律約束力的目標相協(xié)調(diào)。通過現(xiàn)在采取措施,識別和減少全壽期的二氧化碳排放,核行業(yè)有機會領(lǐng)先于計劃目標。它可以在政策和監(jiān)管變化之前降低許多活動的風險。
考慮到壽期內(nèi)核設(shè)施的碳排放成本可以抵消,而英國政府正在(通過清潔增長基金和創(chuàng)新英國)為創(chuàng)新項目提供資助,從而有助于實現(xiàn)凈零排放和在新型冠狀肺炎后“重建的更好”,是時候讓行業(yè)開始采取行動了。
按照計劃,第26屆聯(lián)合國氣候變化大會將于2021年11月在Glasgow舉行,在一個重要的國際論壇上,我們將強調(diào)核行業(yè)全壽期脫碳的重要性,并展示出英國在該方面的前瞻性思維。
現(xiàn)在采取行動,將展示英國的能力,并有助于確保相關(guān)投資,提供可持續(xù)的就業(yè)機會和增加出口潛力。