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研究稱極端天氣的增加 正在拉低核電的可靠性

2022-07-29 10:50  來源:cnBeta.com    能源供應  核電可靠性  核電站  核能利用

近(jin)年來(lai)頻繁遭遇的極端天氣,已(yi)經(jing)引發(fa)了有關能源供應可靠性(xing)的巨大擔(dan)憂。比如不久前發(fa)生的加州與德克薩(sa)斯(si)州大停(ting)電(dian)(dian),就(jiu)凸(tu)顯了現有電(dian)(dian)力基礎設施(shi)的脆弱性(xing)。至于核電(dian)(dian),此(ci)前已(yi)有研究(jiu)表明,溫度上升將(jiang)帶來(lai)冷卻方面的問題(ti)。而近(jin)期一項針對更廣(guang)泛氣候(hou)事件的綜(zong)合(he)分析(xi),更是指出了炎熱(re)天氣之外的全方位氣候(hou)難題(ti)。


近年來頻繁遭遇的極端天氣,已經引發了有關能源供應可靠性的巨大擔憂。比如不久前發生的加州與德克薩斯州大停電,就凸顯了現有電力基礎設施的脆弱性。至于核電,此前已有研究表明,溫度上升將帶來冷卻方面的問題。而近期一項針對更廣泛氣候事件的綜合分析,更是指出了炎熱天氣之外的全方位氣候難題。

研究配圖 - 1:各種氣(qi)候因素均可導致核電廠(chang)的運營中斷

更高的(de)溫度,意味著自然冷卻(que)的(de)效率也越來越差。不過新研究指出,颶風和臺風已(yi)成為核電站(zhan)運(yun)營中斷(duan)的(de)主要原因,至少(shao)在北美、南亞和東亞都(dou)是如(ru)此。

為(wei)應對風暴而執行的預防性停(ting)運,其(qi)實不難理解。但(dan)其(qi)它因素(su)的考(kao)驗,同樣(yang)不容(rong)小(xiao)覷 —— 比如因水(shui)母種群(qun)的異常增(zeng)殖(zhi)而堵塞冷卻水(shui)進水(shui)管道(dao)。

研究(jiu)配圖 - 2:核電站十年平均(jun)停電頻率(lv)的變化(hua)

總體而言,新研(yan)究分析計算出了與(yu)氣候相關的(de)核電站停運頻(pin)率,幾乎(hu)是 1990 年代的(de)八倍。

研究(jiu)還(huan)預計,在未來(lai) 40 年里(li),全球核電(dian)站將因此損失高達 1.4%(約 36 TWh)的能源產(chan)出。在 2081 - 2100 年間,更是更會增長(chang)到 2.4%(即 61 TWh)。

研究配圖 - 3:2010 - 2019 年間因氣候引發的(de)核電站停運分析

研究(jiu)作者分析了國(guo)際原(yuan)子能機構的公開數據庫,以確(que)定(ding)世(shi)界上(shang) 408 個正在運行的反應堆的運營數據(與(yu)氣候部分或完全相(xiang)關)。

計劃(hua)外的停(ting)電,往(wang)(wang)往(wang)(wang)會(hui)留下清晰可查的記(ji)錄。然(ran)后(hou)將相(xiang)(xiang)關數(shu)據與過(guo)去 30 年進行比較,即(ji)可預估未(wei)來(lai)的停(ting)電頻率和相(xiang)(xiang)關趨(qu)勢。

研究配圖(tu) - 4:反應堆(dui)年能量損失(shi) / 停電頻率比(bi)較(jiao)

為了解哪些(xie)類型的氣候事件對核電(dian)影(ying)響最(zui)大,作者還調取了 2010 - 2019 年(nian)間的更詳細數據。

盡管文章沒有將報告(gao)的事件與氣(qi)候(hou)變化直(zhi)接聯(lian)系起來,但還是得出了一個明確的結論(lun) —— 受一系列(lie)氣(qi)候(hou)事件影(ying)響而造成的停電頻率,已(yi)呈現總(zong)體上的增(zeng)加趨勢。

研究配圖(tu) - 5:氣候相關事(shi)件(jian)引(yin)發的全面停電特征

研究(jiu)主要指出了兩大(da)類(lei)型(xing)的氣候因素,一類(lei)是高溫、干(gan)旱、野火(huo)引(yin)發的“熱破壞”,另一類(lei)則是包(bao)括(kuo)颶風、臺風、雷暴(bao)(bao)、洪水在內的“風暴(bao)(bao)”事件。

比(bi)(bi)如在干旱的情況下(xia),核電站將缺乏足夠(gou)的水來冷卻反應堆(dui)。然而在全球變暖的大趨勢下(xia),生態系統(tong)已經給出了更加異常的反饋 —— 比(bi)(bi)如水母種群數(shu)量暴(bao)增而堵塞進水管。

研究配圖 - 6:氣候相關停電導致的(de)年度(du)能(neng)源(yuan)損失的(de)預期變化(hua)

最終作(zuo)者(zhe)計算(suan)得出,與氣候(hou)相關的(de)平(ping)均停電頻率,已(yi)從 1990 年(nian)代的(de) 0.2 次 / 年(nian),增加到了 2010 年(nian)代的(de) 1.5 次 / 年(nian)。

回顧性的(de)分析進一步表明(ming),溫度每(mei)升高 1℃(高于(yu) 1951 - 1980 之間的(de)平均),發電廠(chang)的(de)能源輸出也下(xia)降了約 0.5% 。

有關這項研(yan)究的詳(xiang)情,已經發表在近日出版的《自然能(neng)源(yuan)》(Nature Energy)期刊上(shang)。原標題為《Increase in frequency of nuclear power outages due to changing climate》。




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