VTT изучила углеродный след от использования ядерного централизованного теплоснабжения

Пресс-релиз от 9 июля 2024 года

В странах с холодным зимним климатом на отопление жилых зданий и других помещений расходуется много энергии. В Европе дома 60 миллионов человек обогреваются благодаря 3500 местным сетям централизованного теплоснабжения. Отопление также является основным источником выбросов CO2, поэтому глубокая декарбонизация энергетической системы требует широкого спектра альтернатив ископаемому топливу для отопления. Для решения этой задачи дочерняя компания VTT Steady Energy разрабатывает небольшой модульный реактор LDR-50 (SMR) для централизованного теплоснабжения и низкотемпературных промышленных установок. Коммерческое применение технологии планируется в 2030-х годах.

Ядерная энергетика признана одним из низкоуглеродных источников энергии. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), например, оценивает углеродный след ядерной энергетики на том же уровне, что и энергии ветра. Однако сравнения, включающие ядерную энергию в качестве одной из альтернатив, еще не проводились для сектора отопления, где производство, распределение и потребление энергии отличаются от электроэнергии.

Оценка жизненного цикла позволяет выявить воздействие на окружающую среду

В исследовании VTT оценивался углеродный след тепла, вырабатываемого с использованием технологии реакторов LDR-50, а также другие неблагоприятные воздействия на окружающую среду в течение жизненного цикла производства. Ядерные реакторы не производят выбросов дымовых газов, а воздействие на окружающую среду заключается в косвенном участии в ядерном топливном цикле, а также в строительстве, эксплуатации, техническом обслуживании и выводе из эксплуатации тепловых станций.

Исследование проводилось на основе стандартной методологии анализа жизненного цикла (LCA), которая учитывает потоки энергии и материалов на различных этапах жизненного цикла, а также связанные с ними выбросы. Конкретные параметры LDR-50 использовались в качестве исходных данных для оценки вклада топливного цикла. Поскольку технология все еще находится в стадии разработки, расчеты по строительству станции и различным этапам эксплуатации были основаны на традиционной технологии атомных электростанций.

Низкоуглеродистое тепло

Удельные выбросы тепла, вырабатываемого отопительной установкой LDR-50, оценивались в 2,4 грамма CO2 на киловатт-час. Полученный результат сравнивался с другими широко используемыми видами топлива для централизованного теплоснабжения, такими как уголь, природный газ и торф, а также с различными видами биотоплива. Уровень выбросов при использовании ядерного топлива был самым низким в сравнении. Разница была существенной, особенно по сравнению с ископаемым топливом. Аналогичные выбросы природного газа и каменного угля, например, составили 282 гСО2/кВтч и 515 гСО2/кВтч соответственно.

В дополнение к использованию горючих видов топлива для отопления, удельные выбросы были сопоставлены с прямым электрическим отоплением и тепловыми насосами. Углеродный след этих вариантов отопления в значительной степени определяется удельными выбросами электроэнергии, потребляемой в процессе. Чтобы учесть различия в источниках электроэнергии, в сравнение были включены средние показатели выбросов по разным европейским странам. Выбросы углекислого газа при использовании ядерного топлива были сопоставимы с потреблением тепла тепловыми насосами в странах с экологически чистым электроснабжением, таких как Швеция и Франция, и значительно ниже по сравнению с сетями с большой долей производства ископаемого топлива (например, в Польше, Чехии и Германии).

Низкое воздействие на окружающую среду во всех категориях

Помимо выбросов парниковых газов, были оценены неблагоприятные экологические последствия использования централизованного теплоснабжения с использованием атомной энергии и традиционных видов топлива для отопления по 12 различным категориям воздействия. Более широкое сравнение дает более полную картину для сопоставления различных вариантов отопления. Это было сочтено важным для того, чтобы избежать смещения проблем, поскольку, например, неблагоприятные последствия для землепользования или биоразнообразия часто затмеваются небольшим углеродным следом.

Ни в одной из категорий воздействия централизованное теплоснабжение, основанное на использовании атомной энергии, не показало худших результатов по сравнению с широко используемыми традиционными видами топлива для отопления. В большинстве категорий воздействие было явно ниже среднего. Результат в значительной степени объясняется очень высоким содержанием энергии в урановом топливе. Несмотря на то, что добыча и обогащение урана негативно сказываются на окружающей среде, общее воздействие на выработанное количество тепла остается незначительным по сравнению с альтернативными вариантами.

Ссылка на публикацию: https://doi.org/10.3390/en17133250

Дополнительная информация:

Яакко Леппанен, профессор-исследователь, Безопасность реакторов, VTT
Мобильный +358 40 593 9076 

VTT - дальновидный партнер в области исследований, разработок и инноваций. Мы способствуем устойчивому росту, решаем крупнейшие глобальные проблемы нашего времени и превращаем их в возможности для роста. Мы выходим за рамки очевидного, помогая обществу и компаниям расти с помощью технологических инноваций. Мы обладаем более чем 80-летним опытом проведения исследований на высшем уровне и получения научно обоснованных результатов. VTT - это идеальное место для объединения инноваций и бизнеса.

VTT – за гранью очевидного

www.vttresearch.com, Facebook, LinkedIn, YouTube, X и Instagram