
风能,太阳能,地热能,水力发电,波浪能和其他可再生能源为全球能源生产行业的脱碳以及遏制化石燃料的使用计划提供了重要的支持。 但是,由于间歇性,位置依赖性,土地需求和许多其他原因,他们仍然不能单独携带此光束。 要完全消除世界能源行业中的温室气体,必须有一种廉价,可扩展的零排放能源,可以可靠地发电24/7/365。
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而且,如果可以增加和减少输出功率以帮助电网应对峰值负载和可再生能源供应中断,那就更好了。 填补这一角色的最佳人选是先进的核电。 尽管没有人希望重复切尔诺贝利核电站或福岛核电站的核泄漏,但核电显然是最安全的能源生产方法之一。 煤炭和石油衍生能源提供的每太瓦能源分别导致24.6和18.4例死亡,而核电仅导致0.07例死亡-这还包括破坏核电声誉的重大灾难。
得益于去年10月美国能源部提供的8000万美元赠款,比尔·盖茨的Terrapower与GE日立核能公司合作发起了一项新活动Natrium。 这个词在拉丁语中意为“钠”,该项目将在商业上展示“具有成本竞争力的钠快堆和熔融盐储能系统”。
Natrium的示范工厂将于今年年中全面投入运营,其快中子反应堆将使用高温液态钠作为反应堆冷却剂代替水。 钠的主要优点之一是其固体和气体之间的巨大温度范围为785开尔文; 水仅提供100开尔文的温度范围,因此需要加压以处理更高的热能。
在正常大气压下,液态钠会从反应器中转移大量热量。 另一个好处是它不会分解成氢和氧,因此不可能进行福岛式氢爆炸。 它也是非腐蚀性的,避免了有关熔融盐反应堆的疑问。
与正在开发的许多下一代核反应堆一样,Natrium设计将使用高重量低浓铀(HALEU)作为核燃料。 出土天然铀时,它含有约0.7%的铀235同位素,该同位素在分裂后可以产生核能。 传统的低浓铀核反应堆燃料通过离心过程或气体扩散而富集,并含有3-5%的铀235,而哈勒铀则进一步浓缩,介于5%-20%之间。 相比之下,核武器要求铀浓度超过90%。
在安全方面,在断电的情况下,控制杆会因重力而自行掉落,空气的自然循环将起到紧急冷却的作用。 由于采用液态钠设计,发电厂不需要像轻水反应堆那样的大型安全壳容器,并且这种设计将反应堆放置在地下,从而再次提高了安全系数并降低了成本。
Natrium工厂设计为以100%的输出率运行24/7,并以热量的形式连续输出345 MWe。 热量通过熔融盐热能存储系统运行,类似于世界上许多直接太阳能发电厂中已被证明的系统。 储能系统的另一端是一组蒸汽轮机,该蒸汽轮机可以通过这种恒定功率产生足够的电能,为大约225,000个家庭供电。