核电站产生超过一半的美国低碳电力。然而,创纪录的低油价与美国相关水力压裂的繁荣使许多现有核电站目前的市场竞争力。

大约90太瓦时(TWh)核能发电将退休未来十年,超过所有的美国目前的太阳能发电。研究表明,另一个是135太瓦时可能不是价格的竞争与燃气电厂,因此退休的风险。

这意味着美国约15%的低碳电力的来源可以关闭,主要由气体,被替换难度为美国实现其减排目标。

研究表明许多现有的核电站将避免被关闭,如果他们得到最小的二氧化碳排放。此外,保持现有核电厂开放可能是成本最低的碳减排,低于建设新的风力或太阳能发电厂来取代它们。

如果美国将保留大部分现有核电厂,“附加项目补贴他们的寿命延长和连续操作将会在未来几年实现”,据最近的研究在《美国国家科学院学报》(PNAS)。biwei6868

失去低碳发电

核能占美国发电的20%和超过一半的低碳电力。总共有60核电站目前在美国操作。虽然一些碳排放与核电站建设和运营,per-TWh基础上,核能发电排放等于或低于可再生能源技术。必威体育在线注册

核电站昂贵的构建,但在历史上见过有较低的运营成本比大多数其他能源一旦建立。在美国不再是这样的组合核舰队,老龄化空前低油价和低成本的增加可再生能源已经使许多现有核电站的风险提前退休。

五个美国的核电站已经退休在过去的五年中,尽管监管部门批准继续操作。他们的退休之前这些植物38 twh低碳电力的产生,或大约有一半我们当前的综合效用和小规模太阳能发电(2017年77 twh)。

9家美国核电站已宣布他们计划关闭在未来5年内,代表一个额外的90太瓦时。

额外的16个植物代表135 twh赔钱的“风险”相比,气体发生在当前的市场,据2017年的论文在《能源》杂志上必威体育在线注册迈克尔·罗斯和教授Paulina Jaramillo的卡内基梅隆大学。

总的来说,263 twh核能或者已经退休,有一个计划退休日期,或者是退休由于市场力量的风险。这代表了大约15%的所有当前在美国低碳发电。

额外的六个核电站发电67太瓦时的电力将被关闭,但是一直保持打开状态国家级政策在纽约,伊利诺斯州和康涅狄格。

现有的核越来越不经济的

检查现有核电站为什么成为当前市场竞争力,碳的简要比较估计他们的运营成本与新核电站和新的或现有的燃气发电。必威手机官网

下图显示了估计除去成本生成/千瓦时(兆瓦)的电力来自新的和现有的核和联合循环燃气植物在美国。

除去成本每一代新的和现有核能和天然气发电厂。从环境影响评价的初始资本成本除去成本分析持续的资本成本估计核来自NEI、操作、维护和燃料成本是环境影响评价的。图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

这些数字是基于燃料,运行和维护成本估计为我们从美国能源部的核电站必威体育在线注册必威体育在线注册能源信息署(EIA)和工业核能研究所必威体育在线注册(NEI)。

最初的资本成本,从美国能源情报署,假设建设项目将准时完成没有成本超支,一般的东西不被这个案子最近建造的反应堆。

持续的资本成本与旧组件的替换和重大改造近年来平均约为7美元/千瓦时老化的美国核舰队NEI的数据建议,而类似的持续的资本成本的新联合循环燃气电厂已经可以忽略不计。

成本目前美国核反应堆燃料之间的分裂,维护,持续的资本成本和操作,操作是最大的单一费用在11美元/千瓦时。这些成本包括支付给政府核废料储存和处置。

相比之下,燃料代表超过80%的现有的联合循环燃气电站的成本——在与当前天然气价格为25美元/千瓦时2.50美元每MMBTU——相对较小的操作和维护成本为3美元/千瓦时。

必威手机官网碳短暂也分析了30从个别核电厂提交财务报告联邦能源监管委员必威体育在线注册会(FERC)获得通过公共事业项目数据解放。这些植物一般平均营业费用(不包括资本持续改进)的19 - 61美元/千瓦时之间在2010年至2016年之间,平均成本为26美元/千瓦时-中的平均数量相同EIA数据。

一个令人惊讶的发现就是员工工资发挥非常重要的作用,使核竞争力比气体。一个典型的核反应堆的发电能力1000兆瓦(MW)将雇用约700人,或0.7人每兆瓦。

假设平均每个雇员每年约100000美元的成本,包括工资,税收和福利——碳短暂估计工资增加约9美元/千瓦时生成,高于成本的核燃料。必威手机官网其他的研究表明,工资可能由三分之二的总运营和维护费用,这将为12美元/千瓦时。

联合循环燃气装置和一个1000兆瓦的发电能力只有30名员工,或0.03人每兆瓦。这是员工少于25倍所需的一个核电站,反映出相对简单和高水平的自动化发现新的天然气联合循环电厂。较低的劳动力成本和维护费用代表的一个主要优势的气体对核今天和弥补燃料成本的差异。

从现有的核电站发电,通常,比建立一个新的天然气厂便宜来取代它,数据显示。然而,有许多现有的天然气工厂不是满负荷运行,从而提高产量来取代权力从现有核电厂是否关闭。核反应堆在美国目前运行约90%的时间,而联合循环燃气电厂运营只有50%的时间。

也有大量的新天然气能力目前被安装在美国。在那里大约有400新的天然气工厂计划到2020年,代表71兆瓦的容量。罗斯和Jaramillo认为,“这种能力的可用性可能会导致这些植物从退休弥补失落的一代核电站”。

的最近美国科学院院刊》上发表了一篇论文通过M·格兰杰教授摩根和他的同事认为,这表明“经济压力较低的天然气价格”,而不是扩大可再生能源的主要动力是美国核退休,将失去了核能发电的主要替代。必威体育在线注册

核示排除一次性的成本费用与反应堆退役,这是估计9 - 15%之间初始资本成本的核电站。这些退役成本已经覆盖了由我们核管理委员会(NRC)基金,反应堆已经支付到他们的一生,反映在反应堆的运营成本,因此反应堆退役退休并不一定实用程序添加任何额外的费用。

同样,废物处置成本是有报酬的政府的核反应堆作为运营成本,尽管目前暂停,直到永久存储选项可用。美国核管理委员会已确定60年来,浪费可以存储现场后反应堆关闭。

许多核电站面临风险

在他们的2017年的论文,罗斯和Jaramillo建立一个模型来估计每个美国核电站的发电成本。他们比较这些一代从天然气的成本来确定反应堆被关闭由于市场力量的风险。

下图,改编自他们的论文,显示了这些成本比较每个核电站在美国——以及估计的不确定性。正值用蓝色显示,工厂预计要比天然气在2015年至2040年之间,虽然负值用红色显示工厂预计成本比联合循环燃气轮机操作。

相对成本的电力从每个美国核电站在2015年至2040年之间,而联合循环燃气发电的植物。基于“失踪的钱支付”计算罗斯和Jaramillo 2017。注意,x轴显示其他标签名称;悬停在酒吧看到每个工厂名称。图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

罗斯和Jaramillo发现核电站的经济急剧分裂基于反应堆现场的数量。工厂用一个反应堆的估计成本较高的一代。不过,所有的成本比同类气体的产生。

除了厨师,所有multi-reactor核电站将保持成本竞争力与天然气年到2040年,至少在环境影响评价参考天然气价格的情况。

罗斯和Jaramillo的发现是相似的一个分析由美国环境保护署(EPA),这决定,“一些核电站可能运行在6美元/千瓦时的赤字”相比,气体。

这些除去成本现在有点不完整的个别核电厂的经济学的照片。现在多反应堆的一些植物,罗斯和Jaramillo发现是经济可行的,当然,将退休。这是因为平均电力销售不种植收入的全貌。植物也使一些收入市场容量,在那里他们补偿确保足够的发电能力在未来是可用的。

容量市场动荡和通常不包括工厂收入的一大部分。然而,在最近的病例数核电站没有选择拍卖的能力,提供的批量需求能力的气体。

气也更可行的地区安装了很多变量的可再生能源。在美国中西部的部分地区,大量的风力发电加上低需求往往导致接近于零或消极的电价过夜。因为燃料代表80%以上的生成天然气的成本,这些植物可以很容易地减少生产时候,价格很低,有一个剩余可再生能源发电的电网,以及物价上涨时迅速扩大生产。

核,另一方面,低燃油成本和更高的固定成本,如工资和维护。这些是必须付费,不管用多少电是生成的植物。虽然它是技术上可行为核电站削减一代,在大多数情况下它并不是特别经济。

未来的美国核

新的核反应堆的前景在美国近期似乎暗淡。摩根和他的同事们在PNAS上写:

“没有理由相信任何实用程序在美国将建立一个新的大型反应堆在可预见的未来。这些反应堆已经证明无法负担和经济竞争力。在一些市场将建造他们,他们已被证明是unconstructible。政治工具和市场发展的结合,使他们有吸引力,如投资和生产学分,健壮的碳定价,和较高的天然气价格,不大可能很快成为现实。”

最近的两个核电项目在美国说明这一点。建设两个台AP1000反应堆在南卡罗来纳维吉尔的植物被遗弃的去年巨额成本超支和90亿美元的支出,导致东芝的破产子公司威斯汀豪斯——与连锁影响为全世界的核电项目。

另外两台AP1000反应堆的建设号机组工厂在乔治亚州还在进行中,但该公司预计该项目将耗资至少250亿美元,超过100亿美元的预算。杜克能源公必威体育在线注册司最近取消了计划建造新的核电站在南卡罗来纳和佛罗里达。

新传统核电厂目前一个非常昂贵的生产低碳电力的手段,根据环境影响评价——即使它们可以建立交付)。然而,保持现有核电厂操作——而不是被取而代之的是气体,是一个非常不同的故事。

罗斯和Jaramillo估计保持现有核电站最不经济的开放成本每吨69美元的“二氧化碳保存”相比,气体。典型的高危植物成本仅为31美元每吨二氧化碳保持开放。他们认为,补贴现有核电厂将是一个更便宜的方式削减二氧化碳排放量比建立新的风能、太阳能和核能发电厂。他们甚至认为,风力发电,避免二氧化碳排放量的成本最低,比保护更昂贵的最经济可行的核电站目前在操作。

说,可能会有个别植物与其他低碳替代品替代可能更具成本竞争力。例如,太平洋天然气和电-加州大效用认为的替代峡谷核电站通过可再生能源和存储将“总体成本低于再次授权(暗黑破坏神)和操作它到2044年”。其他人比赛这些索赔,然而,在很大程度上取决于未来的可再生能源和存储成本下降的速度有多快。必威体育在线注册

罗斯和Jaramillo也表明现有核电站的退休将导致大量的低碳电力主要天然气发电厂的一代所取代,限制我们的能力来满足其减排目标。他们认为,国家可以效仿纽约,伊利诺斯州和新泽西州通过提供激励补偿核电站其低碳发电类似于现有的价值可再生能源学分必威体育在线注册,因为这将提供一个相对有效的缓解选项。

一个最近的报告由Rhodium Group预计,我们将继续减少排放2020。排放2025年5月开始增加后再核退休盈利增长发挥着重要的作用。报告的投影,以及不确定性,如下所示。

报告表明,美国核舰队可能萎缩13%至26%,到2025年,帮助扭转下降趋势我们排放的煤电厂的退休,在其他因素。

的原因有很多专家对此持怀疑态度关于核能的未来,尤其是经济学的新核电站。然而,大约15%的低碳发电的潜在损失是有问题的,当需要快速减排来接我们巴黎协定的目标。

摩根和他的同事们指出研究人员在《美国国家科学院学报》上:

”应该是一种深刻的关心那些关心气候变化,完全可预测和可分解的原因,没有直接而深刻的变化,我们似乎失去的一个最有前途的候选人提供可靠的楔形,低碳能源在未来几十年,也许,即使其余的世纪。”必威体育在线注册