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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

近年來(lai)頻繁遭(zao)遇的(de)極(ji)端天氣,已經引發了(le)有(you)關能源供應(ying)可(ke)靠性(xing)的(de)巨大擔憂(you)。比如(ru)不久前發生的(de)加州與德(de)克薩斯州大停電(dian),就凸顯了(le)現有(you)電(dian)力(li)基(ji)礎設施的(de)脆(cui)弱性(xing)。至于核(he)電(dian),此(ci)前已有(you)研究表明,溫度上升將帶來(lai)冷卻方(fang)面的(de)問(wen)題。而近期一項針(zhen)對更(geng)廣泛氣候事(shi)件的(de)綜合(he)分析,更(geng)是指出了(le)炎熱(re)天氣之外的(de)全方(fang)位氣候難題。


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(ge)種氣(qi)候因素均可導致核電(dian)廠的(de)運(yun)營中斷

更高(gao)的溫(wen)度,意味(wei)著自然冷卻(que)的效率也越(yue)來越(yue)差(cha)。不過(guo)新研(yan)究指出,颶(ju)風(feng)和臺風(feng)已成為核電(dian)站(zhan)運(yun)營中斷(duan)的主要原因(yin),至少在北美、南亞和東亞都(dou)是如(ru)此。

為(wei)應對(dui)風暴而執行的預防性停運,其實不難理解。但其它因(yin)素的考驗,同樣不容小(xiao)覷 —— 比如因(yin)水母種群的異(yi)常增(zeng)殖而堵塞冷卻水進水管道。

研究配圖 - 2:核電(dian)站十年平均停電(dian)頻率的(de)變化(hua)

總體(ti)而言,新(xin)研究分析計算出(chu)了(le)與氣候相關的核(he)電站停運頻率,幾乎是(shi) 1990 年(nian)代(dai)的八(ba)倍。

研究還預計,在未來 40 年(nian)里,全球核電站將因此(ci)損失高達 1.4%(約 36 TWh)的能源產出。在 2081 - 2100 年(nian)間,更是更會增長到 2.4%(即 61 TWh)。

研究(jiu)配圖 - 3:2010 - 2019 年間因氣候引發(fa)的核電站停運分析

研(yan)究(jiu)作者分析了(le)國(guo)際原(yuan)子能機構的(de)公開數據(ju)庫,以確定世界上 408 個正在(zai)運行的(de)反應堆的(de)運營數據(ju)(與氣候部分或(huo)完全相關(guan))。

計劃外的停(ting)電,往往會留下清晰(xi)可(ke)查的記錄。然(ran)后將(jiang)相關數據與過去 30 年進行(xing)比(bi)較,即(ji)可(ke)預估未來的停(ting)電頻率和相關趨勢(shi)。

研究(jiu)配圖 - 4:反應(ying)堆年能量損失 / 停(ting)電頻率比較

為(wei)了解(jie)哪(na)些類型的(de)(de)氣候事件對核(he)電影響最大,作者還調取了 2010 - 2019 年間(jian)的(de)(de)更詳細數(shu)據。

盡管文(wen)章(zhang)沒有將(jiang)報告的(de)事(shi)件(jian)與氣候變化直接聯系(xi)(xi)起來(lai),但還是(shi)得出了一個明確的(de)結論 —— 受一系(xi)(xi)列氣候事(shi)件(jian)影響(xiang)而造成的(de)停電頻率,已呈現總體上(shang)的(de)增加趨勢。

研(yan)究配圖 - 5:氣候相關事件引發的全(quan)面停電特征

研究主要(yao)指(zhi)出(chu)了兩(liang)大(da)類(lei)型的氣候(hou)因素,一類(lei)是高溫、干旱(han)、野(ye)火引發的“熱破壞”,另一類(lei)則是包(bao)括颶風(feng)、臺(tai)風(feng)、雷暴、洪(hong)水在內的“風(feng)暴”事件。

比如在干旱的(de)情況下(xia),核電(dian)站將缺乏足夠的(de)水(shui)來冷卻反應堆(dui)。然而(er)在全球變暖(nuan)的(de)大趨(qu)勢下(xia),生態系統已經給(gei)出了更(geng)加(jia)異(yi)常的(de)反饋 —— 比如水(shui)母種群數量暴增而(er)堵塞(sai)進水(shui)管。

研究配圖 - 6:氣(qi)候相關(guan)停電導致的年度能源損失的預期變化

最終(zhong)作者計算得出,與氣候相(xiang)關的平(ping)均停電(dian)頻率,已從(cong) 1990 年(nian)代的 0.2 次 / 年(nian),增(zeng)加到了 2010 年(nian)代的 1.5 次 / 年(nian)。

回(hui)顧(gu)性的(de)(de)分析進一步表明,溫度每升高(gao) 1℃(高(gao)于 1951 - 1980 之間(jian)的(de)(de)平均),發電廠的(de)(de)能(neng)源輸出(chu)也下降(jiang)了約 0.5% 。

有關這項(xiang)研究的詳情(qing),已經發表在近(jin)日出(chu)版的《自然能源》(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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