The effect of a nuclear baseload in a zero-carbon electricity system: An analysis for the UK
The effect of a nuclear baseload in a zero-carbon electricity system: An analysis for the UK
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零碳电力系统中核基本负荷的影响：对英国的分析
DOI：
10.1016/j.renene.2023.01.028
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
8.7
通讯作者：
Cárdenas B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cárdenas B
本文探讨了在100%无碳电力系统中具有核基荷的影响。该研究分析了基于常规核能、风能和太阳能光伏发电的不同渗透率、不同水平的过度发电以及中长期储能之间的不同组合的多种情景。（分别为氢气和压缩空气）来确定实现最低总电力成本（TSOE）的配置。按照当前成本，新的基本负荷核电站过于昂贵。结果表明，当需求完全由可再生能源提供而没有传统核能的贡献时，TCoE最小化。然而，小型模块化反应堆未来可能会达到60英镑/MWh（当前风力成本的1.5倍）的成本。在这样的成本下，用核电供应该国80%的电力需求可以最大限度地减少TcoE。在这种情况下，风能提供了剩余的20%，加上一小部分的超额发电（2.5%）。地下洞穴中的氢可提供30.5 TWh（81天）的长期能量存储，而CAES系统可提供2.8 TWh（88天）的中期存储。这种配置实现了65.8英镑/MWh的成本。图中不包括电池（短时间不平衡所需）。一旦考虑到短期存储，所实现的TCO将更高。
This paper explores the effect of having a nuclear baseload in a 100% carbon-free electricity system The study analyses numerous scenarios based on different penetrations of conventional nuclear, wind and solar PV power, different levels of overgeneration and different combinations between medium and long duration energy stores (hydrogen and compressed air, respectively) to determine the configuration that achieves the lowest total cost of electricity (TCoE).At their current cost, new baseload nuclear power plants are too expensive. Results indicate the TCoE is minimised when demand is supplied entirely by renewables with no contribution from conventional nuclear.However, small modular reactors may achieve costs of ∼£60/MWh (1.5× current wind cost) in the future. With such costs, supplying ∼80% of the country's electricity demand with nuclear power could minimise the TCoE. In this scenario, wind provides the remaining 20% plus a small percentage of overgeneration (∼2.5%). Hydrogen in underground caverns provides ∼30.5 TWh (81 days) of long-duration energy storage while CAES systems provide 2.8 TWh (∼8 days) of medium-duration storage. This configuration achieves costs of ∼65.8 £/MWh. Batteries (required for short duration imbalances) are not included in the figure. The TCoE achieved will be higher once short duration storage is accounted for.
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