世界的能源格局正在不斷發(fā)展猫郎。對(duì)氣候變化的擔(dān)憂促使人們不斷擺脫高碳排放能源。近些年矩修，人們進(jìn)行了關(guān)于核電與可再生能源結(jié)合的混合能源潛力的研究。

可再生能源的能源生產(chǎn)是間歇性的铡涣，可是一旦與核能結(jié)合弹惦，就保證能源的連續(xù)生產(chǎn)否淤。核能與太陽(yáng)能棠隐，風(fēng)能和地?zé)崮艿饶茉瘩詈鲜褂盟隳梢杂行p少溫室氣體排放汁雷，提高系統(tǒng)可靠性，并且提高核發(fā)電的能源效率侠讯。

1、核能的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題

許多經(jīng)濟(jì)問(wèn)題限制了核能的發(fā)展厢漩。由于前期資本要求很高，私人投資者對(duì)核能的興趣要低于其他能源溜嗜。另一方面丢墅，在建造時(shí)期以及獲取監(jiān)管許可時(shí)期通常出現(xiàn)成本不確定性兔憨。因此與中央計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體相比莽简，自由化經(jīng)濟(jì)體建造新核電站的計(jì)劃要少得多。

雖然很難精確地評(píng)估能源成本淹宽，但要獲得對(duì)成本的合理認(rèn)識(shí)，可以使用平均電力成本方法（LCOE）遣株。LCOE實(shí)質(zhì)上考慮了能源項(xiàng)目在其整個(gè)生命周期中（建設(shè)，運(yùn)營(yíng)和維護(hù)）的總成本革哄。

經(jīng)美國(guó)能源情報(bào)署（EIA）評(píng)估，2019年投運(yùn)核電站的LCOE為$ 86.1 / MWh泉钮，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的LCOE為$ 118.6 / MWh秃臣。EIA預(yù)測(cè)2022年投運(yùn)電廠的LCOE成本為：核電為96.2 / MWh哪工，太陽(yáng)能光伏發(fā)電為58.1/ MWh。這表示核能的成本增加了10％以上雁比，太陽(yáng)能的成本大約減少了50％撤嫩。

這僅僅是經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，還未考慮棄核的政治因素蠢终。這對(duì)于傳統(tǒng)核電站的發(fā)展非常不利。

2程奠、核能與新能源耦合電站

盡管可再生能源發(fā)展迅猛，但可再生能源替代化石燃料祭钉，還有很長(zhǎng)的路要走瞄沙。最有潛力的兩種可再生能源（太陽(yáng)能和風(fēng)能），都面臨著共同的缺點(diǎn)—能源供應(yīng)不穩(wěn)定危晕。由于沒(méi)有廉價(jià)高效的儲(chǔ)能裝置，這對(duì)于可再生能源是嚴(yán)峻挑戰(zhàn)饼尾。

另一方面挽沧，核能是一種可靠的無(wú)碳能源，可產(chǎn)生穩(wěn)定谐昌，穩(wěn)定的電力供應(yīng)帆速，其缺點(diǎn)是負(fù)荷跟蹤。如果可以有效地結(jié)合使用核能和可再生能源粘榕，它們可能將抵消彼此的缺點(diǎn)互愚，從而實(shí)現(xiàn)更好的性能。耦合可再生能源電站是一種將可再生能源形式與不可再生能源相結(jié)合的電站伴零。

核能與可再生能源的耦合電站概念有很多種千覆。其中之一是將小型核反應(yīng)堆與集中式太陽(yáng)能熱電廠相結(jié)合。在這種設(shè)計(jì)中感桌，來(lái)自太陽(yáng)能熱電廠的熱量將核電站的飽和蒸汽變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽姑裂，核電廠的效率將從33.9％提高到39.7％。

另一個(gè)概念是將小型核反應(yīng)堆與生物質(zhì)生產(chǎn)裝置以及風(fēng)電相結(jié)合男旗。小型核反應(yīng)堆和風(fēng)電的上網(wǎng)電量由電網(wǎng)需求控制舶斧，剩余的用于生物質(zhì)的生產(chǎn)。風(fēng)電產(chǎn)生的剩余電力也可用于制氫察皇。該概念具有許多優(yōu)勢(shì)茴厉，不僅滿足電網(wǎng)需求，而且能源浪費(fèi)量最少什荣。

最后值得一提的是核能與地?zé)崮荞詈习l(fā)電站矾缓，其核芯位于干熱巖層中的地下深處。核反應(yīng)堆增強(qiáng)地層溫差，為地?zé)岚l(fā)電站提供動(dòng)力嗜闻。

是否有國(guó)家建造核能與可再生能源的耦合電站還有待觀察蜕依。盡管該技術(shù)已經(jīng)存在，但仍有許多問(wèn)題有待解答琉雳，并且需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)一步集成研究和開(kāi)發(fā)样眠。但是，如果驗(yàn)證可行翠肘，耦合電站將有助于分別解決每種能源的重大缺陷肩蹬。

耦合電站的挑戰(zhàn)仍然存在，在負(fù)荷跟蹤能力方面搔献，與化石燃料相比携侮，太陽(yáng)能和核電都無(wú)法比擬。但是榛瞪，隨著儲(chǔ)能技術(shù)的升級(jí)姚继，這些擔(dān)憂也可以逐漸得到緩解。

3窟诈、耦合動(dòng)力技術(shù)及應(yīng)用

3.1耦合核能與煤炭

使用煤氣化技術(shù)几馁，耦合核能與整體氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）發(fā)電站可以產(chǎn)生800MW以上的電力，效率接近50％掏手，煙氣排放量約為傳統(tǒng)燃煤發(fā)電廠的1/4钙阐。

通過(guò)將氫添加到氣化煤中，除可產(chǎn)生電能外丑凛，還可以生產(chǎn)液體運(yùn)輸燃料和合成天然氣颁吭。耦合電站還可以生產(chǎn)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)至關(guān)重要的多種基本化學(xué)物質(zhì)，以及化學(xué)工業(yè)所需的過(guò)程熱苗膝。耦合電站可大大減少對(duì)環(huán)境的影響殃恒，煤炭可繼續(xù)使用。

3.2耦合核能與太陽(yáng)能

近些年全球沙漠地區(qū)越來(lái)越多使用的創(chuàng)新技術(shù)將集中式太陽(yáng)能與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠相結(jié)合辱揭。耦合核能與集成太陽(yáng)能聯(lián)合循環(huán)（ISCC）電站可提供峰值功率离唐，且排放量極低，成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)以及太陽(yáng)能光伏電站问窃。

3.3耦合核能與儲(chǔ)能

間歇性可再生能源的最大缺點(diǎn)可能是無(wú)法存儲(chǔ)能源以適應(yīng)未來(lái)的電力需求亥鬓。耦合核能與壓縮空氣儲(chǔ)能（CAES）電站克服了長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾著能源存儲(chǔ)的問(wèn)題。這種創(chuàng)新方法可以顯著改善可再生能源的經(jīng)濟(jì)性域庇。

REopt項(xiàng)目下的國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）對(duì)核能與可再生耦合能源系統(tǒng)（NRHESs）的設(shè)計(jì)和運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行了優(yōu)化嵌戈。NRHESs可用于生產(chǎn)合成汽油的液體燃料，可用于海水淡化较剃，可為工業(yè)生產(chǎn)提供熱量咕别，也可電解制氫技健。NRHESs可以實(shí)現(xiàn)低碳電力供應(yīng)以及工業(yè)熱供應(yīng)写穴。