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数据中心需要绿色电源 核能会是答案吗

来源:机房360 作者: 更新时间:2021/12/9 9:48:49

摘要:数据中心需要有一个稳定的电力供应,它来自一个可持续的来源,它不会向大气中排放二氧化碳或其他温室气体。

  数据中心需要有一个稳定的电力供应,它来自一个可持续的来源,它不会向大气中排放二氧化碳或其他温室气体。

  少数组织开始认为核能可以满足这一要求。

  核能有一个形象问题。它带有军事起源的色彩,有一场声势浩大的运动反对它,核项目似乎都太昂贵、太晚,或者——在切尔诺贝利事件中——太危险。

  但法国等国家依赖核电,并正在游说将其列为清洁技术,因为它能提供稳定的基本负荷电力,而不会产生温室气体排放。

  环保主义者乔治·蒙比奥(George Monbiot)已成为核能的支持者,他认为核能的健康风险与煤炭相比“微不足道”。日本福岛核事故是一场史无前例的核灾难,但它并没有导致癌症死亡人数的显著增加,甚至在清理现场的工人中也是如此。

  同时,许多人死于燃煤发电站的污染,例如中国每年2500左右,这是在我们考虑温室效应之前。

  飞机发动机制造商劳斯莱斯公司(Rolls-Royce)的企业事务主管阿拉斯泰尔·埃文斯(Alastair Evans)表示:“核工业对其废物负责。劳斯莱斯公司的目标是在小型核反应堆领域取得领先地位。

  “化石燃料行业不会这样做。如果化石燃料行业像核工业那样负责任地管理废物,那么我们就不会召开COP26和气候会议来试图解决我们现在面临的问题。”

  有核但更好

  尽管核工业有着所有的绿色证书,但如今的核工业往往是一个糟糕的行业,因为这些项目耗时太长,陷入规划和许可证发放,超出预算。

  英国有一个新的反应堆正在由法国电力公司在欣克利角建造,但它最终超出了预算,时间也很晚。其产量将为每兆瓦时115欧元,是可再生能源的两倍。更糟糕的是,它的延迟破坏了电网并导致更多的排放,因为公用事业必须燃烧更多的天然气来弥补它的不出现。

  罗尔斯·罗伊斯(Rolls-Royce)是全球众多表示我们可以通过小型模块化反应堆(SMR)避免这种情况的公司之一,SMR可以在工厂中建造,并在需要的地方交付。埃文斯说,标准装置可以预先批准,其他批准更容易,因为它们可以并行进行。

  “你不必像欣克利角那样一代人只做一次决定就回到政府那里,”他说。

  你可以买核武器

  它们也更容易融资。罗尔斯罗伊斯的SMR功率为470MW,只相当于欣克利2.3GW发电量的一小部分,但成本不到价格的十分之一,约为20亿欧元。

  [读者请注意。核反应堆通常以MWt为单位引用其热输出数据,并使用MWe来表示可转换和作为电力传输的量。在本文中,我们将仅参考电输出,并以MW为单位引用,以简单起见。]

  根据罗尔斯·罗伊斯的现场,SMR“利用工厂建造的模块化技术,大幅减少现场施工量,并可提供与可再生替代品竞争的低成本核解决方案”。

  埃文斯说:“就像风力发电场一样,核电站的成本都是预先支付的。”。“而且它们能提供六年稳定的电力。”

  位于威尔士特拉斯菲尔德(Trawsfynydd)的一座退役核电站正被考虑作为罗尔斯·罗伊斯(Roll-Royce)的第一个SMR,该公司已公开表示其在英国建造16座核电站的雄心。据估计,Trawsynyd站点可以支持两个SMR,并且已经具备所需的所有电缆和其他基础设施。

  然而,在撰写本文时,英国政府对此没有任何正式政策,英国首相鲍里斯·约翰逊在9月的保守党会议上表示,到2035年,英国电网的脱碳需要核能,因为有大量的天然气发电需要逐步淘汰。

  劳斯莱斯的SMR项目从英国政府获得了约2亿英镑的资金,并从一个财团中的工业合作伙伴获得了类似数额的资金,该财团包括巴布科克国际公司的子公司卡文迪什核能公司,以及Assystem、阿特金斯、巴姆纳塔尔、莱恩奥鲁克、国家核实验室(NNL)、雅各布、焊接研究所(TWI)和核AMRC。

  在获得匹配资金后,劳斯莱斯SMR业务部门将向英国通用设计评估(GDA)流程提交一份设计,该流程批准新的核设施,并将开始确定建造反应堆部件所需的工厂场地。SMR自身将在何时何地着陆尚不清楚。

  向潜艇学习

  其他国家也采取了类似的措施,美国的努斯卡尔获得了政府对小型反应堆项目的支持(见方框)。在法国,马克龙总统承诺为EDF开发SMR提供资金,供国际使用。

  这些反应堆是大型项目的简化版本——大多数是压水反应堆(PWR),它们借鉴了海上反应堆的经验,比如核潜艇中的反应堆。

  SMR将有几个足球场那么大。它们将被放在一个临时仓库内,然后被拆除,将发电站留在原地。

  这些反应堆必须是小型、便携式和可靠的。核次级反应堆的功率可达150兆瓦左右。法国潜艇由48MW机组提供动力,30年内无需加油。

  俄罗斯的SMR计划主要基于核潜艇和破冰船机组——国家能源生产商Rosatom已经组装了一个70兆瓦的浮动机组,可以在需要时将其拖到海上。

  在英国,劳斯莱斯的前几辆车将由政府支付。由于该项目已经“去风险”,而且很容易获得债务和股权来建设更多的项目,因此后续项目将在商业上可用。

  准备投资于

  在那个阶段,罗尔斯·罗伊斯将作为一家独立公司从SMR业务中脱手,由股权投资者提供资金,并开始接受新核电站的订单。该公司希望在未来几年内建立工厂,开始生产SMR。

  这就是数据中心和其他工业客户将进入的领域:“一个用户,比如说一个数据中心,为一个单元预订一个插槽,然后它像订购飞机发动机一样从生产线滚落。”

  人们为什么要投资?这种核项目可能比大型项目更可行。罗尔斯·罗伊斯预计其SMR的发电量约为每兆瓦时50欧元。这使得它和海上风力发电一样便宜,但其非常重要的好处是电力可以连续输送。

  如果整个社会都在去碳化,那么我们对电力的需求就会扩大。取暖和运输必须转换为电力,这意味着必须产生更多的电力。除此之外,该行业对能源的依赖性已通过当前天然气价格上涨的影响形象地显现出来。

  通过提供长期、有保证的低碳电力,在不改变太阳能和风能的情况下支持基本负荷,SMR可以帮助支持工业脱碳。

  大量的基本负荷电力也有助于培育其他储能系统。例如,氢可以用作便携式燃料,但为了实现绿色,它必须通过使用可再生电力的电解来制造。

  数据中心的好处

  埃文斯说:“我们渴望向所有碳密集型行业展示稳定、安全的绿色电力的离网应用。”。通过支付附近SMR的成本,一家钢铁厂可以转向绿色电力,避免天然气成本的增加,同时大幅减少排放。

  数据中心应该发现这是一个容易参与的市场。像谷歌和Facebook这样的大型运营商已经习惯于为风电场或太阳能发电厂签订购电协议(PPA):劳斯莱斯认为,他们可以为SMR项目的一部分产出签订购电协议。

  对于数据中心运营商而言,SMR的一部分PPA似乎是风电场PPA的一个明显升级。

  虽然运营商已经为绿色电力支付了费用,以满足其消耗,但风电场将在特定时间提供,而不是在数据中心需要时提供,因此可再生能源将更多地抵消数据中心使用的电力,而数据中心使用的电能将由当时电网上实际存在的任何混合电力产生。

  另一方面,为核能购买购电协议的数据中心可以直接接入发电站。

  在这一点上,发展核技术提供了两全其美的好处:除了不排放温室气体外,数据中心也将是独立的——不必担心电网断电。

  责任编辑:张华

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