Сохранение каньона Диабло может сэкономить 21 миллиард долларов: ученые Массачусетского технологического института и Стэнфорда

Сохранение каньона Диабло может сэкономить 21 миллиард долларов: ученые Массачусетского технологического института и Стэнфорда

Завод PG&E Corp. в Diablo Canyon в Калифорнии. (Джо Джонстон / San Luis Obispo Tribune / Служба новостей Tribune через Getty Images)

Сан-Луис-Обиспо Трибьюн | Служба новостей Tribune | Getty Images

Ученые из Массачусетского технологического института и Стэнфордского университета опубликовали 113-страничный отчет, в котором излагаются способы модернизации калифорнийской атомной электростанции Diablo Canyon, которую в настоящее время планируется вывести из эксплуатации и закрыть в августе 2025 года.

План позволил бы сэкономить до 21 миллиарда долларов на затратах на энергосистему, если бы Diablo Canyon оставался открытым до 2050 года.

Кроме того, если завод будет открыт до 2050 года, это позволит сохранить 90 000 акров земли, которые в противном случае необходимо было бы покрыть фотоэлектрическими солнечными панелями для достижения климатических целей Калифорнии. Ученые также предполагают, что каньон Диабло можно было бы использовать в качестве площадки для опреснительной установки, чтобы обеспечить государство столь необходимой водой, и завода по производству водорода для использования в экологически чистых источниках энергии.

Отчет, озаглавленный «Оценка атомной станции Diablo Canyon для производства электроэнергии с нулевым выбросом углерода, опреснения воды и производства водорода» и опубликованный в ноябре, призван вызвать новые публичные обсуждения о будущем атомной электростанции.

PG&E, владелец Diablo Canyon, сообщил CNBC, что не пересматривает свое решение о выводе из эксплуатации и закрытии завода. Но ученые, стоящие за докладом, надеются, что этим займется другое предприятие.

«За прошедшие годы в США произошло много таких смен владельцев атомных электростанций», — сказал Якопо Буонджорно, профессор ядерной науки и инженерии Массачусетского технологического института, который был одним из руководителей работы над отчетом.

Буонджорно начал проект в сентябре 2020 года с Салли Бенсон, профессором кафедры энергетических ресурсов Стэнфордского университета. В окончательном отчете перечислены восемь авторов, в том числе семь ученых и один консультант из Lucid Catalyst, фирмы, занимающейся стратегией чистой энергии и декарбонизации.

«Финансирование исследования было полностью за счет внутренних ресурсов университета и благотворительных пожертвований; деньги от промышленности не запрашивались и не принимались», — сказал Буонджорно CNBC.

Стоимость и экономия земли

В 2018 году законодатели Калифорнии приняли два постановления, требующих от штата перейти на источники энергии с нулевым выбросом углерода к 2045 году. Это означает, что безуглеродная электроэнергия, произведенная в каньоне Diablo, может стоить миллиарды, в зависимости от того, как долго завод будет работать.

Если бы Diablo Canyon работал в период с 2025 года, когда истекает его текущий срок, и до 2035 года, совокупная экономия затрат на энергосистему составила бы 2,6 миллиарда долларов, по словам Эджеонга Байка, кандидата наук из Стэнфорда, который руководил анализом электроэнергии.

Если бы Diablo проработала до 2050 года, совокупная экономия энергосистемы составила бы 21 миллиард долларов.

Снижение затрат достигается за счет снижения затрат на природный газ, фотоэлектрические устройства и технологии хранения энергии, которые потребуются для замены выработки электроэнергии в 2240 мегаватт, которую обеспечивает Diablo Canyon.

«Достижение климатических целей Калифорнии потребует непрерывного развития и инвестиций в возобновляемые источники энергии и технологии хранения энергии. Поддержание Diablo Canyon помогает снизить бремя строительства, необходимое для этих ресурсов, что в конечном итоге также помогает снизить системные затраты», — сказал Байк.

Более того, если Калифорния заменит энергию, обеспечиваемую каньоном Диабло, солнечными батареями, для этого потребуется 90 000 акров земли.

Значок увеличения Стрелки, указывающие наружу

Диаграмма из отчета «Оценка АЭС в каньоне Диабло для производства электроэнергии с нулевым выбросом углерода, опреснения воды и производства водорода», опубликованного учеными из Массачусетского технологического института и Стэнфорда, показывает площадь земли, необходимую для замены каньона Диабло солнечными батареями.

Из отчета «Оценка АЭС в Каньоне Диабло для получения электроэнергии с нулевым выбросом углерода, опреснения воды и производства водорода», опубликованного учеными Массачусетского технологического института и Стэнфорда.

Дополнительные варианты использования: опреснение и водород.

В дополнение к преимуществам электричества от поддержания открытого каньона Diablo Canyon ученые MIT и Stanford предполагают добавить два потока доходов за счет строительства опреснительной установки на месте и использования ядерной энергии, вырабатываемой Diablo Canyon, для производства так называемого чистого водорода.

Калифорнии нужна чистая пресная вода, потому что большая часть штата страдает от экстремальной засухи.

Для отчета ученые предложили построить опреснительную установку, аналогичную по размеру существующей в Карловых Варах, Калифорния, используя метод «обратного осмоса», когда соленая вода проталкивается через полупроницаемую мембрану, которая блокирует соль. В докладе указывается, что опреснение морской воды повсеместно распространено на Ближнем Востоке и в Северной Африке, но требует много энергии, поэтому размещение опреснительной установки вместе с атомной электростанцией в каньоне Диабло может иметь смысл.

В отчете указывается, что стоимость чистой воды, производимой в каньоне Диабло, будет до 50% дешевле, чем вода, производимая в Карловых Варах.

В докладе говорится, что технология опреснения будет размещена на расстоянии не менее 1000 футов от берега на глубине не менее 50 футов для защиты морской среды обитания у берега.

Значок увеличения Стрелки, указывающие наружу

Диаграмма из отчета «Оценка АЭС в Каньоне Диабло для получения электроэнергии с нулевым выбросом углерода, опреснения и производства водорода», опубликованного учеными Массачусетского технологического института и Стэнфорда, демонстрирует предложение технологии опреснения.

Отчет «Оценка АЭС в Каньоне Диабло для получения электроэнергии с нулевым выбросом углерода, опреснения воды и производства водорода», опубликованный учеными Массачусетского технологического института и Стэнфорда.

В отчете также предусматривается получение дополнительных доходов от строительства завода по производству чистого водорода, подключенного к каньону Диабло.

Водород становится потенциальным компонентом экологически чистых источников энергии. Когда водород потребляется в топливном элементе, похожем на батарею, для производства электроэнергии, он производит воду в качестве единственного отхода. Однако для производства водорода требуется энергия, которая, в зависимости от источника, может выделять парниковые газы. Следовательно, водород — это скорее энергоноситель или способ сделать энергию портативным, чем источник энергии сам по себе.

Водород получают из воды путем разделения молекулы на составные части (водород и кислород) с помощью процесса, называемого электролизом. Если энергия, используемая при электролизе, является возобновляемой или безуглеродной, она считается чистой. (Говоря простым языком, существует множество категорий для создания водорода, включая зеленый, синий, розовый и коричневый водород, которые немного различаются в зависимости от источника.)

В этом случае ученые предлагают построить завод высокотемпературного парового электролиза (HTSE), занимающий площадь около 20 акров. Водородная установка будет работать рука об руку с опреснительной установкой, которая будет поставлять пресную воду, необходимую для производства водорода.

Чистый водород, производимый в Diablo Canyon, может производить 110 миллионов килограммов водорода в год по цене от 2,01 до 2,46 доллара за килограмм, что представляет собой экономию до 50% по сравнению с диапазоном текущих затрат на водород, производимый с помощью энергии ветра или солнца, и в отчете говорится, что она конкурентоспособна по стоимости с водородом, произведенным с использованием природного газа и улавливания углерода.

Очень мало шансов на разворот

Как ранее сообщал CNBC, подавляющие антиядерные настроения в штате помогли принять решение о закрытии завода в 2018 году.

Поэтому, несмотря на то, что ученые говорят, что экономика оправдывает сохранение Diablo Canyon открытым, PG&E заявляет, что не будет пересматривать свое решение.

«Штат четко изложил свою позицию в отношении ядерной энергетики, и план вывода из эксплуатации электростанции Diablo Canyon был одобрен Комиссией по коммунальным предприятиям Калифорнии и законодательным собранием штата», — заявила Сюзанна Хосн, представитель PG&E. «Поэтому мы по-прежнему сосредоточены на безопасной и надежной эксплуатации завода до окончания срока действия ее лицензий NRC, которые истекают в 2024 и 2025 годах».

Буонджорно это не удивляет.

«Они подписали соглашение 2018 года, которое привело к решению закрыть Diablo, поэтому мы не ожидаем, что у них будет другая позиция», — сказал Буонджорно CNBC. «Однако мы не предполагаем, что PG&E продолжит оставаться владельцем и оператором Diablo. Их заменит другая электроэнергетическая компания».

Есть и другие препятствия. Например, Комиссия по коммунальным предприятиям штата Калифорния, агентство по регулированию энергетики штата, заявила, что владелец завода должен будет потратить около 1 миллиарда долларов на модернизацию, включая сейсмическую модернизацию и новую систему водяного охлаждения, прежде чем отменить закрытие.

Буонджорно говорит, что CPUC ошибается в отношении необходимости сейсмической модернизации, указывая на то, что Федеральная комиссия по ядерному регулированию заявила, что в этом нет необходимости, но он признает, что Diablo нужна новая система водяного охлаждения. Стоимость этой системы была включена в анализ отчета.

Но аргумент, вероятно, носит академический характер, поскольку большинство наблюдателей полагают, что судьба Diablo предрешена.

Уэйд Шауэр, который был директором по исследованиям в консалтинговой группе Wood Mackenzie, когда группа опубликовала обширный отчет о каньоне Diablo в 2016 году, согласен с большей частью исследования Стэнфордского Массачусетского технологического института. Но он думает, что отменять закрытие уже поздно. В политическом плане государство уже перешло к другим решениям, таким как ветровая и солнечная энергия.

«Большая часть запланированного развития морской ветроэнергетики не может произойти, если Diablo Canyon не закроется, чтобы освободить подстанцию ​​для соединения с морскими ветряными электростанциями», — сказал Шауэр CNBC. «Есть много разрешений, которые потребуются от NRC и государственных агентств, новая технология охлаждения и большая общественная оппозиция — похоже, очень малая вероятность того, что срок службы Diablo Canyon будет продлен».

Шауэр считает, что это плохие новости для государства.

«Калифорния, вероятно, заплатит больше за производство с нулевым выбросом углерода и надежные резервные мощности, а также за воду и водород в течение следующих 10-20 лет, чем если бы она оставила каньон Diablo открытым».

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *