美國(guó)密歇根大學(xué)(University of Michigan)研究人員開(kāi)展研究對(duì)美國(guó)245個(gè)在運(yùn)燃煤電站轉(zhuǎn)換為先進(jìn)核能反應(yīng)堆的可行性進(jìn)行了排名，可為政策制定者和公用事業(yè)公司實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)提供了寶貴的參考意見(jiàn)。

2022年，燃煤電站的發(fā)電量占美國(guó)能源總發(fā)電量的近20%，導(dǎo)致二氧化碳排放量達(dá)到8.47億噸，相當(dāng)于美國(guó)電力行業(yè)二氧化碳總排放量的55%。

包括美國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家正在逐步淘汰燃煤電站(CCP)。美國(guó)的公用事業(yè)公司已將從燃煤發(fā)電向更清潔的能源轉(zhuǎn)型納入其“綜合資源計(jì)劃”。此外，一些公用事業(yè)公司已經(jīng)制定了在未來(lái)15年內(nèi)淘汰所有CPP的目標(biāo)。

密歇根大學(xué)的研究稱(chēng)，作為轉(zhuǎn)型的一部分，有必要將退役的CPP重新用于清潔能源，其中一種可能是核能，它可以產(chǎn)生與燃煤發(fā)電同樣穩(wěn)定的基荷能源，同時(shí)碳排放為零。

與在新廠(chǎng)址建設(shè)相比，將運(yùn)營(yíng)中的燃煤電站過(guò)渡到核電站可以利用現(xiàn)有設(shè)備，如輸電線(xiàn)路和電力系統(tǒng)設(shè)備，從而節(jié)省時(shí)間和資金。隨著燃煤電站的逐步淘汰，周邊社區(qū)也將從過(guò)渡中受益，保留就業(yè)崗位和稅收基礎(chǔ)。

密歇根大學(xué)的這項(xiàng)新研究利用先進(jìn)核能開(kāi)發(fā)選址工具(Siting Tool for Advanced Nuclear Development，STAND)系統(tǒng)地評(píng)估了美國(guó)煤核能源切換的潛力。STAND由密歇根大學(xué)、美國(guó)國(guó)家反應(yīng)堆合作創(chuàng)新中心(National Reactor Innovation Center in Collaboration)、Argonne美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Idaho美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和Oak Ridge美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室共同開(kāi)發(fā)，使用戶(hù)能夠輸入社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、安全和鄰近參數(shù)，以選擇潛在的先進(jìn)核能反應(yīng)堆開(kāi)發(fā)廠(chǎng)址。

研究人員指出，“該工具能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)廠(chǎng)址進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)兼顧一系列目標(biāo)，與以往只關(guān)注少數(shù)特定電站的研究相比，該工具提供了更可擴(kuò)展和更強(qiáng)大的分析。”。

所研究的245個(gè)在運(yùn)燃煤電站根據(jù)其名義容量被分為兩個(gè)不同的組別。研究報(bào)告表示，“由于先進(jìn)核能反應(yīng)堆分為不同類(lèi)別，如微堆、中型反應(yīng)堆和小型模塊化反應(yīng)堆，因此有必要對(duì)燃煤電站進(jìn)行相應(yīng)的分類(lèi)，使其容量與順利過(guò)渡到核電相匹配。”。

研究結(jié)果顯示，不同地點(diǎn)的適用性水平和權(quán)衡范圍很廣，凸顯了從燃煤發(fā)電切換到核電的可行性和復(fù)雜性。對(duì)于小電力容量組(發(fā)電量在1000 MWe或以下)，可行性得分介于51.52到84.31之間(滿(mǎn)分100分)，中位數(shù)為66.53。大電力容量組(發(fā)電量大于1000 MWe)的可行性得分介于47.29到76.92之間，中位數(shù)為63.97。

位于美國(guó)Indiana州的R M Schahfer燃煤電站是最可行的小電力容量電站址，而同樣位于Indiana州的AES Petersburg電站在大電力容量組廠(chǎng)址中排名第一。

研究報(bào)告總結(jié)道，“STAND所做的分析有利于能源建模人員、利益相關(guān)者、政策制定者、公用事業(yè)和能源行業(yè)做出明智的決策。它提供了一種自上而下的方法來(lái)評(píng)估不同燃煤電站廠(chǎng)址的煤核切換過(guò)渡潛力。然而，必須強(qiáng)調(diào)的是，在最終做出與反應(yīng)堆許可相關(guān)的決定之前，必須開(kāi)展進(jìn)一步的廠(chǎng)址地質(zhì)調(diào)查、環(huán)境評(píng)估和社區(qū)參與。”。

密歇根大學(xué)核工程與放射科學(xué)助理教授、該研究的作者Aditi Verma表示，“我希望，這項(xiàng)以非常細(xì)化的方式研究美國(guó)各燃煤電站的煤核切換潛力的工作，能夠?yàn)檎谡归_(kāi)的國(guó)家和各州一級(jí)的對(duì)話(huà)提供信息。”。

這項(xiàng)研究由美國(guó)能源部核能辦公室支持，并通過(guò)核能大學(xué)計(jì)劃( Nuclear Energy University Program)獲得資助。

美國(guó)和全球其他國(guó)家正在積極探索用核電站替代燃煤電站的可行性。TerraPower公司于2021年宣布，計(jì)劃在美國(guó)Wyoming州的一個(gè)退役燃煤電站廠(chǎng)址建造其N(xiāo)atrium鈉冷快堆的示范機(jī)組。2022年，美國(guó)Maryland州能源管理局宣布，支持對(duì)使用X-energy公司的Xe-100小型模塊化反應(yīng)堆重新利用燃煤發(fā)電設(shè)施的可行性進(jìn)行評(píng)估的工作。Holtec International公司也表示，正在考慮將燃煤電站廠(chǎng)址作為其小堆的可能選址，計(jì)劃最早于2029年將第一臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行。在波蘭，NuScale正在與能源公司Unimot和銅銀生產(chǎn)商KGHM探討其反應(yīng)堆取代燃煤電站的可能性。