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爱沙尼亚塔林。(图/AdobeStock)
根据塔尔图大学研究人员开展的一项研究,爱沙尼亚可以通过以核电作为关键组成部分的多元化能源结构来实现其碳减排目标。这项分析利用原子能机构的能源建模工具进行,揭示了这个波罗的海国家未来清洁能源系统可能的模样,以及实现这一目标的不同路径所需的成本。爱沙尼亚希望在2050年前摆脱对油页岩的依赖,为此,原子能机构通过其“原子促进净零排放”倡议,为该项目提供了能力建设和技术指导方面的支持。
2023年底,爱沙尼亚核能工作组提交了一份报告,详细阐述了在充分规划、资金充足和公众认可的情况下,核电如何能够为实现爱沙尼亚减缓气候变化、保障能源安全和促进经济增长的目标做出贡献。2024年6月,爱沙尼亚议会在审议了这份报告后,批准了引入核电的筹备工作,并同意采取步骤建立管理核电使用的法律框架。
“原子促进净零排放”倡议帮助各国利用一套强大的分析工具,考虑核电在各种能源规划方案中的全部潜能。直到最近,核电在实现减缓气候变化目标方面的作用尚未在已发表的能源建模研究中得到广泛报道。然而,现在核电已被广泛认为是实现脱碳目标解决方案的一部分,感兴趣的国家正致力于更好地了解核电如何助力其能源系统脱碳。
在这项研究中使用的工具是“能源供应战略替代方案及其一般环境影响模型”,该模型旨在进行中长期能源系统规划,能够对各种热力发电技术以及可再生能源、碳捕获和封存以及其他技术进行建模。“能源供应战略替代方案及其一般环境影响模型”使用一种算法来展示如何以最低成本实现既定目标。爱沙尼亚的这项研究纳入了与投资、运营、燃料、能源进口和碳排放限制相关的成本,从而提供了能源系统的整体视角。
“这项研究表明,如果核工业能够证明投资成本和建设进度能够保持在预计范围内,那么对爱沙尼亚来说,核电是一个具有竞争力的选择。”原子能机构能源系统分析师Mario Tot表示,“假设爱沙尼亚继续走脱碳道路,并考虑到我们的分析范围,这项研究说明从长远来看,核电能够提供与可再生能源相似的结果。”
这项研究同时使用了开源数据和爱沙尼亚政府出版物的数据,重点关注两种供电方案:一种是“参考”方案,仅基于爱沙尼亚目前使用的风能和生物质能等可再生能源的扩张;另一种是“核电”方案,包括部署两台小型模块堆机组以及可再生能源等其他清洁能源技术。研究显示,这两种方案都能使爱沙尼亚实现脱碳目标,并在2040年后成为能源净出口国。在两种方案中,风能因其成本效益高,被确定为爱沙尼亚未来清洁能源结构中最大的组成部分。
“原子能机构专家的支持和灵活性对于在现实的时间框架内实现研究目标非常宝贵。我们珍视有机会与原子能机构的专家定期交流,这使我们能够迅速提升建模能力,并从该领域的前沿专业知识中受益。” 塔尔图大学副教授、爱沙尼亚建模团队负责人Alan Tkaczyk说道,“我们与爱沙尼亚相关部委的同事分享了建模结果,在爱沙尼亚公开讨论增加核电的重要时刻,他们迫切希望研究我们的结果。”
分析显示,假设小型模块堆的投资成本为每千瓦6000欧元,那么核电方案的成本仅比参考方案高出1.3%。然而,如果将爱沙尼亚电网和存储容量升级的成本完全考虑在内(这对于大规模扩张风能来说是必要的),将要进行更精细的分析,从而更好地支持核电的成本竞争力。使用核电的能源系统可以在任何天气条件下全天候为电网提供基荷能源,因此相比根据参考方案构建的风电占比极高的能源系统,可能更具弹性和安全性。需要进行更多研究,以全面评估替代策略的电网支出及其他相关成本。
“我们的职责是帮助研究人员运用工具制定符合其清洁能源目标的能源计划。对于对核电感兴趣的国家来说,确保这些研究中适当考虑核电至关重要。”Tot说,“建设未来清洁能源基础结构,需要当下细致规划。”