纽约州能源研究与发展局（NYSERDA）：Advanced Nuclear Energy Technology Consideration Blueprint

2025年1月 蓝图：考虑先进核能技术的方案 纽约州能源研究与开发署 目录表 缩写和缩略语 .................................................................................................iii 1 引言：高级核技术在潜在角色纽约能源未来....................................................................................................... 1 2.1 性能概览 ...................................................................................................................... 42.2 低土地使用率和模块化....................................................................................................... 42.3 劳动力和经济开发........................................................................................ 52.4 潜在的补充应用............................................................................................. 6 3.1 轻水反应堆 .................................................................................................................... 93.2 钠冷和熔盐反应堆..................................................................................103.3 高温气冷反应堆................................................................................................113.4 融合反应堆..........................................................................................................................11 4 个需考虑的问题.................................................................................................13 4.1 技术和商业准备.................................................................................134.2 许可、安全和选址.......................................................................................................144.3 环境和气候正义.............................................................................................174.4 成本、融资和政策支持...........................................................................................184.5 供应链和劳动力......................................................................................................204.6 聚变反应堆..........................................................................................................................234.7 研究与开发........................................................................................................244.8 废物产生和处置................................................................................................. 24 5责任先进核能发展的总体规划....................................26 5.1 总体规划研究....................................................................................................................26 5.2 总体规划时间表和利益相关者参与................................................................. 27 脚注 ............................................................................................................................ EN-1 缩写和缩略词 1引言：在纽约能源未来中先进核技术的潜在作用 一个清洁、可靠和经济的能源系统对纽约经济未来的发展和所有市民的健康与繁荣至关重要。为了实现这一未来，气候领导力和社区保护法案（气候法案）指示公共服务委员会（委员会）确保到2040年（0×40）全州的电力需求系统实现“零排放”，并指示所有州机构到2050年追求碳中和经济。1 国家正通过增加分布式和集中式太阳能、风力发电、储能以及其他措施来达成这些目标，这些措施通过委员会的持续程序进行，同时也为公众提供了对未来决策的反馈机会。委员会尚未制定“零排放”的定义，但在2016年通过建立零排放信用（ZEC）计划的命令中，委员会将现有的核能发电视为零排放技术。公共服务部门的工作人员在2024年11月发布了一份白皮书，进一步详细说明了零排放技术建议的定义。2 尽管如此，研究确定在纽约实现零排放电网的道路上存在一个关键需求：可控的清洁电力技术，这些技术能够可靠地满足全年对电力的需求，即使在陆上和海上风能和太阳能较少可用的情况下。纽约独立系统运营商（NYISO）将这些技术称为可调度无排放资源（DEFRs）。气候行动委员会对完全脱碳电力系统分析中的图1展示了在几个模拟日中这一需求；在太阳能和风能输出长期较低期间，这种需求最为明显。 图1. 2050年实现碳减排的纽约电网中零碳企业产能需求 来源和备注：此图来自纽约州气候变化行动委员会范围计划附录G：综合分析技术补充——纽约州气候变化行动委员会范围计划，第I部分 - 第50页。 纽约对DEFR的需求将随着需求的增长而增加，随着化石燃料发电的可调度资源的逐步淘汰，以及2040年和2050年截止日期的临近。气候行动委员会的分析显示，到2050年，该州将需要大约20吉瓦（GW）的可调度清洁电力，以补充系统中的风能和太阳能资源。3同样，纽约独立系统运营商（NYISO）预测，对于脱碳化固定资产的需求将更大，确定了到2040年全省范围内需求将超过25吉瓦，在某些情景下甚至超过40吉瓦。4 随着能源效率的提升和负载灵活性的增强，多种技术正在进步以满足这一需求。这些选项的部分列表包括先进的地热发电、长时储能和绿色氢能。这是非常积极的，因为不太可能有一种单一技术能够满足这一庞大且关键的需求。 除了这些选项之外，一组新兴的先进核能技术作为可调度无碳电源的潜在来源最近已经出现。5 \"高级\"术语”该词组用于指代这一套技术，旨在将这些新型设计与传统美国核电站区分开来，后者主要是几十年前建造的。先进核技术提供了具有吸引力的可能性，包括其可扩展性、经济发展、占地面积小、先进操作（包括安全性）特性以及工艺加热的潜在应用。这些技术可能为电网额外容量代表了一个机会，以支持电气化过程。 经济既能补充纽约的可再生能源建设，又能作为一个基荷资源。先进核能的潜力在美国能源部的《通往商业化起飞之路：先进核能报告》以及联邦对新核能发展的支持下得到了强调，2024年通过的《加速发展法案》（ADVANCE Act）降低了许可费用，简化了核管理委员会（NRC）的监管流程，旨在加速部署时间表。6 然而，先进的核技术引发了一系列问题，包括技术准备程度、环境与气候正义、废物、成本以及成本风险等因素。 本蓝图提供了对这些问题的初步清单，作为深入后续评估过程的起点，该过程将以《负责任先进核能发展总体规划》（总体规划）的制定而告终。本蓝图的目标是概述与这些选项相关的重要机会、问题和疑问的范畴，作为此类额外分析和总体规划过程中的利益相关者意见的平台。通过这一过程，纽约州能源研究与开发署（NYSERDA）希望推动纽约朝着其能源、经济、气候和公平目标迈进，包括建立丰富、清洁、可靠且负担得起电力系统。制定总体规划的过程将在2025年和2026年进行，预计将在2026年底前发布完成的总体规划。 这份蓝图草案于2024年9月公开发布，供公众评论。纽约州能源研究与发展局（NYSERDA）收到了来自各种利益相关者的评论，他们提供了既技术性强又广泛的意见，包括支持纽约州未来先进核能发展的立场和反对立场。在符合本蓝图作为范围文件目标的相关范围内，这些评论已以更新、纠正和扩大讨论问题的方式纳入。其他评论将在制定总体规划时被利用。所有评论均可在NYSERDA的先进核能网页上找到。 纽约州能源研究与开发署（NYSERDA）承认The Brattle Group在此蓝图准备过程中的贡献。 高级核技术概述 高级核技术的概况涵盖了包括性能概况、土地利用、模块化、劳动力、经济发展以及其他应用等方面的问题和考虑因素。这些考虑因素也超越了电力系统，扩展到了支持该州内的社区和其他经济领域。 2.1 绩效概览 核能发电不产生直接排放。从生命周期角度看，核反应堆已证明在所有发电技术中具有最低的生命周期排放。7现有核电站在不进行换料或其他停机时持续运行；现有的美国核电站已能够以超过90%的容量系数作为“基荷”容量运行。先进的核技术可以类似地作为基荷资源。此外，先进的核技术设计为可控制的，并且，在未来研究中将进一步检验，可能能够作为可调度的清洁资源灵活运行，以补充风能和太阳能资源。除了可控制性外，先进的核技术对天气相关事件的敏感性极低，增加了电力系统的弹性。8他们也可以通过其大型、同步的蒸汽涡轮机为电网增加稳定性。9因此，作为一种可控资源，先进核技术也可以在深度可再生的电网中发挥平衡和调节的作用。作为一种与大型商业、工业或制造设施共定位的资源，先进核技术由于其能够为这些设施提供连续的电力和热量，从而减少对电网的大规模、局部负荷，因此能够支持显著的新经济发展。 2.2 低土地利用率和模数 在纽约，由于土地通常价格昂贵，且对有限空间的竞争性需求，先进的核