저탄소 프로파일과 전력망에 대한 유연성을 제공 할 수있는 능력으로 인해 핵 열 발전소는 장기적으로 사용될 수 있습니다. 그러나 원자력 발전소의 가장 광범위한 작동은 전기로 전환 할 수없는 열의 환경에 대한 거부를 의미합니다.
가압 된 수자원 (오늘날 가장 일반적으로 사용되는 반응기는 2050 년까지 최소 2050 년 [1])에서 열의 3 분의 1 만 변환되므로 에너지의 3 분의 2가 환경으로 거부됩니다. 그러나이 열의 일부를 예를 들어 사용하는 것이 가능합니다. 산업 응용, 지구 난방 (DH) 또는 해수 담수화. PWR은 핵 안전을 위태롭게하지 않고 전기와 열 (또는 열만)을 제공하도록 설계 될 수 있습니다 [2].
원자력 공장 기반 난방 시스템은 1970 년대부터 최소 55 개 지역 (예 :러시아, 스위스, 노르웨이, 캐나다), 대부분 DH 응용 (55 개 경험 중 51 명 [3])에서 사용되었습니다. PWR의 증기 발생기 출구에서의 열은 285 ℃에서 이용 가능하다. 전체 주거 및 상업용 열 부하, 산업 공정의 약 1/3은 250 ° C 미만의 열을 사용합니다 [4]
이 부문의 에너지 생성은 현재 대부분 화석 연료에 의존하며, 전세계 온실 가스 (GHG) 배출량의 약 7%와 11%를 나타냅니다 [5]. 원자력 발전소 소수 열의 일부를 인근 산업용 싱크대 또는 DH 시스템으로 옮기는 것은 에너지 자급 자족과 장기 가격 안정성을 향상시키면서 화석 연료 소비와 GHG 배출량을 줄일 수 있습니다.
그러나 이러한 시스템은 국제 및 국가 에너지 시나리오에서 거의 언급되지 않았으며 현재까지 사용되지 않은 상태로 유지됩니다. 원자력 발전소의 열은 2014 년 유럽 연합의 DH 시스템에 공급 된 열의 0.17% (0.11)에 불과했습니다 [6]. 이 낮은 시장 점유율에 대한 많은 설명이 있습니다. 가장 일반적으로 인용되는 것은 종종 핵 현장과 도시 지역 사이의 장거리입니다. 그러나 기술적 인 관점에서, 이전의 연구에 따르면 DH 기술의 기술적 개선 (예 :현대 단열재 재료의 열전도성이 낮음)은 저렴한 열 손실 (2% 미만)으로 장거리 (최대 100km)로 온수를 운반 할 수 있다고합니다.
.기후 변화를 완화하려는 긴급성에 대한 인식이 높아짐에 따라 이는 새로운 관심을 끌었습니다. 흥미롭게도, CNNC (중국 국립 원자력 공사)는 현재 열 전용 원자로 (풀 타입, 최대 100 ° C 열 [9])를 조밀 한 도시 지역을 공급하는 것을 고려하고 있습니다.
영국은 또 다른 대안에 초점을 맞추고있다 :소형 및 모듈 식 원자로 (SMR [10])는 DH 목적으로 전기와 열을 생산한다. 미국에서는 이러한 종류의 시스템을 종종 핵 하이브리드 시스템이라고합니다. 몇몇 연구자들은 SMR에서 생화학 정유 공장 (현재 전력을 위해 바이오 매스를 태우고 250 ° C 열 생성 [11])으로 증기 전달을 포함하여 잠재력을 강조했습니다.
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연구원 [6]은 시스템의 비용과 이점을 평가했습니다. 도시의 열 부하의 25%를 공급하는 원자력 발전소는 15 개 중 7 건의 다른 난방 시스템 (예 :천연 가스 보일러, 전기 히터, 열 펌프, 기타 DH 시스템)과 경쟁 할 수 있습니다.이 7 시스템을 구현하면 약 10 MT Eco
그러나 사회적, 정치적, 제도적, 재정적 및 심리적 차원에서 발생하는 원자력 발전소 기반 난방 시스템의 구체적인 구현에 대한 높은 장애가있다 [3].
기술적 타당성에 대한 논쟁은 정치적 경쟁과 사회적 이데올로기에 의해 편향 될 수있다. 분할 인센티브가 발생할 수 있고, 전기 가격 변동성은 계약 규칙의 설립을 훼손 할 수 있으며, 비즈니스 모델이 적응되지 않을 수 있으며, 지방 당국의 선거는이 대안에 대한 투자 의지를 방해 할 수 있습니다. 국가 및 지역 지원뿐만 아니라 적절한 에너지 정책이 없다면, 원자력 발전소의 열은 계속 공중으로 거부 될 것이며, 때로는 물고기를 가열 할 것입니다. 우리는 정책 입안자와 이해 관계자가 지속 가능한 에너지 시스템을 향한 전략적 경로로 PWR로 열 생산의 배치를 진지하게 고려하도록 권장합니다.
.원자력 발전소가 비용 효율적인 열 공급의 잠재력을 보유한 현장에서 계획된 경우,“조제 준비”로 건설해야합니다. 조상 준비는 소량의 증분 비용으로 전달 될 수 있으며 [12] 시장, 제도적 및 사회 정치적 조건이 충족 될 때 플랜트가 완전한 열광적 인 업그레이드를 준비 할 수 있도록 할 수 있습니다. 또한 인접한 지역 (산업 공생 가능) 내에서 DH 네트워크의 개발과 다양한 산업 공장의 공동 위치는 모든 채널, 특히 지역 채널을 통해 강력하게 지원되어야합니다.
참고 : 핵장은 공급할 도시 지역에서 2.3km에서 90km 사이에 있습니다.
이러한 결과는 최근 7 개의 유럽 국가의 열을 사용한 지구 난방 시스템의 비용-이익 분석이라는 제목의 기사에 설명되어 있으며, 최근에 Energy Journal
에 발표되었습니다.이 작품은 Martin Leurent, Pascal Da Costa 및 Frédéric Jasserand에 의해 수행되었으며, Paris-Saclay, Miika Rämä의 핀란드 VTT 기술 연구 센터 및 Halmstad University의 Urban Persson이 수행했습니다.
.참조 :
- IAEA (국제 원자 에너지 기관). 세계의 원자력 원자로. IAEA-RDS-2/37. 2017.
- Stuk (핀란드 방사선 및 원자력 안전 당국). Fennovoima Oy 원자력 발전소 프로젝트의 예비 안전 평가.
- Leurent M, Jasserand F, Locatelli G, Palm J, Rämä M, Trianni A. 유럽의 원자력 조제에 대한 원동력과 장애물 :핀란드에서 배운 교훈. 에너지 정책 2017; 107 :138–50.
- Leurent M, Da Costa P, Sylvestre S, Berthélemy M. 공간 구성을 고려한 프랑스 공장의 원자력 발전소에서 증기 공급원 사용에 대한 타당성 평가. 클리너 생산 저널 2018.
- IPCC (기후 변화에 관한 정부 간 패널). 다섯 번째 평가 보고서. 이용 가능 :
- Leurent M, Da Costa P, Rämä M, Persson U, Jasserand F. 7 개 유럽 국가의 원자력 발전소 열을 이용한 지구 난방 시스템의 비용-이익 분석. 에너지 2018; 149 :454–72.
- Hirsch P, Duzinkiewicz K, Grochowski M, Piotrowski R. CHP 시스템을위한 장거리 열 수송의 설계 평가에 대한 2 상 최적화 접근법. 응용 에너지 2016; 182 :164–76.
- EC (유럽위원회). 위원회에서 유럽 의회, 이사회, 유럽 경제 사회위원회 및 지역위원회에 대한 커뮤니케이션. 가열 및 냉각에 관한 EU 전략.
- CNNC (중국 원자력 공사). CNNC는 풀 타입 저온 가열 반응기를 발사합니다. 2017-12-12. 이용 가능 :
- Eti (Energy Technology Institute) M. 저탄소 에너지 시스템 내에서 핵 역할. 에너지 기술 연구소 (ETI). 이용 가능 :
- Greene SR, Flanagan GF, Borole AP. 바이오 레피니어 및 원자력 조합 발전소의 통합 - 예비 분석. Oak Ridge National Laboratory (ORNL); 2009.
- ETI (Energy Technology Institute). 대체 핵 기술에 대한 시스템 요구 사항 - 3 단계. 지구 열 네트워크에 대한 SMR 열 추출의 기술 평가. 이용 가능 :
