比尔盖茨的下一代核电站即将启动 采用电网规模的储能技术

导读：风能、太阳能、地热能、水能、波浪能等等可再生能源是全球能源生产行业中脱碳，以及遏制化石燃料使用计划的重要支撑。

风能、太阳能、地热能、水能、波浪能等等可再生能源是全球能源生产行业中脱碳，以及遏制化石燃料使用计划的重要支撑。但由于间歇性、位置依赖性、土地要求等很多原因，它们还无法单独扛起这个大梁。想要完全消除世界能源行业的温室气体，需要有一种廉价的、可扩展的零排放能源形式，并能以 24/7/365 全天候可靠地生产电力。

而如果能够提高和降低输出功率，以帮助电网应对负荷高峰和可再生能源供应的中断，那就更好了。目前填补这一角色的最佳人选是先进的核电。虽然没人希望切尔诺贝利或福岛泄漏事件重演，但是核电显然是最安全的能源生产方式之一。煤炭和石油衍生能源每提供一太瓦的能源分别造成 24.6 和 18.4 人死亡，而核电只造成 0.07 死亡--这还包括导致核电名声受损的高调灾难。

得益于去年 10 月份获得的 8000 万美元美国能源部拨款，比尔·盖茨的 Terrapower 公司正和 GE 日立核能公司的合作启动了一项新的活动--Natrium。这个单词在拉丁语意思是“钠”，该项目将商业展示“具有成本竞争力的钠快速反应堆和熔盐储能系统”。

Natrium 的示范工厂将会在今年年中开始全面投入运行，其快中子反应堆将使用高温液态钠作为反应堆冷却剂，而不是水。钠的主要优势之一是其固态和气态之间 785 开尔文的巨大温度范围；水只提供 100 开尔文的温度范围，因此它需要加压才能处理更高的热能。

液态钠在正常的大气压力下会将大量的热量从反应堆中转移出去，还有一个额外的好处就是它不会解离成氢气和氧气，所以福岛式的氢气爆炸是不可能发生的。它还具有非腐蚀性，避开了对熔盐反应堆提出质疑的问题。

与许多正在开发的下一代核反应堆一样，Natrium 设计将使用高加权低浓缩铀（HALEU）作为核燃料。天然铀出土时含有0.7%左右的铀235同位素，分裂后可产生核能，传统的低浓铀（LEU）核反应堆燃料通过离心工艺或气体扩散的方式浓缩，含有3-5%的铀235，而HALEU则进一步浓缩，在5%-20%之间。比较而言，核武器需要铀的浓度达到90%以上。

在安全方面，在停电时，控制棒会因重力作用而自行下降，空气的自然循环将起到应急冷却的作用。由于采用了液态钠设计，电厂不需要像轻水反应堆那样巨大的安全壳，而且该设计将反应堆置于地下，再次提升了安全系数，同时降低了成本。

Natrium工厂的设计是以100%的输出率，24/7运行，以热量的形式持续输出345 MWe。这些热量通过一个熔盐热能储存系统运行，类似于世界上许多直接太阳能电站中已经被证明的系统。在这个储能系统的另一端，是一套蒸汽轮机，它可以把这种恒定的功率，产生足够的电力，为大约22.5万户家庭供电。