Die Tennessee Valley Authority (TVA) geht davon aus, dass die Kohleerzeugung bis 2035 auslaufen wird. Um jedoch eine Netto-CO2-Emission von Null zu erreichen, ohne die Strompreise zu erhöhen oder die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen, sind erhebliche Investitionen in die Energiespeicherung sowie die Kohlenstoffabscheidung und -bindung (CCS) erforderlich. TVA muss auch die Lebensdauer seiner Kernenergie verlängern und kleine modulare Reaktoren (SMRs) einsetzen, sagte Jeffrey Lyash, Präsident und CEO.
Während eines Kamingesprächs mit Senator Joe Manchin (DW.Va) am 28. April, das vom gemeinnützigen internationalen Think Tank Atlantic Council veranstaltet wurde – eine Veranstaltung, die sich mit der Zukunft der kohlenstoffarmen Erzeugung in der Appalachenregion befasst -, stellte Lyash die selbst finanzierten USA fest Die Unternehmensagentur hat bereits 60% ihrer Kohleerzeugung eingestellt. “Unsere Kohleblöcke werden in den nächsten 15 Jahren weiterhin in den Ruhestand gehen, weil sie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben”, sagte er.
Der Ausstieg von TVA aus dem Jahr 2035 ist jedoch nach wie vor ein „Ziel“, das von Umweltverträglichkeitsprüfungen und letztendlich einer vom Unternehmen genehmigten Empfehlung des Unternehmens abhängt, sagte Sprecher Jim Hopson gegenüber POWER. Während TVA nicht beabsichtigt, in seine Kohlekraftwerke zu investieren, um deren Lebensdauer zu verlängern, und „den Weg kennt, den es im Allgemeinen einschlagen möchte“, kann es manchmal Jahre dauern, bis alle erforderlichen Studien vollständig vorbereitet und abgeschlossen sind Es ist unwahrscheinlich, dass der Vorstand gleichzeitig eine Empfehlung für alle Anlagen erhält. “ er erklärte. „Es ist möglich, aber höchstwahrscheinlich wird die Kohle schrittweise eingestellt [out] über einen Zeitraum von einigen Jahren. “
Die Erklärung ist nach wie vor eine bemerkenswerte Entwicklung für TVA, die 1933 durch die Bundesgesetzgebung geschaffen wurde. Als größter öffentlicher Stromversorger des Landes verfügt das Unternehmen über eine Grundfläche von 10 Millionen Menschen, darunter in den meisten Teilen von Tennessee, Nordalabama, Nordost-Mississippi und südwestliches Kentucky und Teile von Nordgeorgien, westliches North Carolina und südwestliches Virginia.
Die Bemühungen von TVA stimmen auch mit denen mehrerer großer Energieversorger in den letzten Jahren überein, die bis 2050 auf Netto-Null-CO2-Emissionen abzielen. Auch die Bundesregierung drängt auf eine Dekarbonisierung, und obwohl sie im Kongress zurückgedrängt wird, ist die Die Regierung von Biden hat ein Ziel von 100% kohlenstofffreiem Strom für die USA bis 2035 vorgeschlagen.
Coal Carried TVA für Jahrzehnte
Letzte Woche hob Lyash die ursprüngliche Mission des TVA hervor, die wirtschaftliche Entwicklung im Tennessee Valley und in Appalachia voranzutreiben. Er stellte jedoch fest, dass sich das Unternehmen auch für die Umweltverantwortung einsetzt. Beide Aspekte haben zu einer signifikanten Veränderung des Stromerzeugungsportfolios geführt (Abbildung 1), sagte er.
1. Das sich ändernde Energieportfolio von TVA. Quelle: TVA
Während TVA in den 1940er Jahren mit dem Kohlebauprogramm begann, wurde der Großteil seiner Kohleblöcke zwischen 1951 und 1973 in Betrieb genommen. Noch vor 10 Jahren produzierte TVA 74.583 GWh – oder etwa 52% seiner gesamten Erzeugung – aus 53 aktiven Einheiten in 11 Kohlekraftwerken. Zunehmend strengere regulatorische Anforderungen in den letzten zehn Jahren sowie Umweltvereinbarungen mit mehreren Staaten und Umweltverbänden zwangen das Unternehmen, bis 2017 18 Kohleblöcke stillzulegen.
Bis September 2020 verfügte TVA nur über fünf Kohlekraftwerke mit 25 aktiven Einheiten. Der letzte Ruhestand ist Paradise Unit 3, eine 1.080-MW-Einheit. Zukünftige Pensionierungen, die vorerst geplant sind, umfassen nur die 1967 erbaute Bull Run Fossil Plant mit 865 MW bis Dezember 2023.
Wenn Bull Run geschlossen wird, wird seine noch in Betrieb befindliche Kohleflotte die zweigeteilte 2,5-GW-Cumberland-Station in Tennessee umfassen. vier Einheiten im 976-MW-Werk Gallatin in Tennessee; das 1,4-GW-Kingston-Werk mit neun Einheiten, ebenfalls in Tennessee; und das Shawnee-Werk mit 1,2 GW und neun Einheiten in Kentucky. Wie Lyash am Mittwoch feststellte, werden alle vier Anlagen bis 2035 das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben. Gallatin, Kingston und Shawnee wurden Mitte bis Ende der 1950er Jahre gebaut, während Cumberland 1973 in Betrieb genommen wurde.
Die Übergangsbemühungen des TVA seien bisher wirtschaftlich fruchtbar gewesen, sagte Lyash. “In den letzten fünf Jahren haben wir Kapital in Höhe von rund 47 Milliarden US-Dollar angezogen und dazu beigetragen, rund 340.000 Arbeitsplätze zu gewinnen oder zu behalten”, sagte er. „Es gibt Orte, an die die vorhandene Belegschaft wechseln kann. Zum Beispiel haben wir hier geholfen, die Elektrofahrzeugplattform von General Motors zu rekrutieren. “
TVA konzentriert sich auf die Schaffung von Arbeitsplätzen im Zusammenhang mit „diesen zukünftigen Energieinfrastrukturproblemen“ und hat auf dem Gelände seiner Kohlekraftwerke Allen und Paradise mehrere neue hocheffiziente Gaserzeugungsanlagen gebaut, um „diese Steuerbemessungsgrundlage und zumindest einen erheblichen Teil davon zu erhalten Jobs “, sagte er. In der Kohlefabrik Widows Creek hat TVA unterdessen dazu beigetragen, ein Google-Rechenzentrum zu gewinnen, “was tatsächlich einen deutlichen Nettozuwachs an Arbeitsplätzen darstellt, und wir haben Solaranlagen gebaut”.
Lyash: TVA benötigt Nuclear Lifetime Extensions, SMRs
Während die „kohlenstoffarmen“ Pläne von TVA erneuerbare Energien beinhalten – „Solar und Wind, so viel dieses System integrieren kann, gibt es Einschränkungen“, bemerkte Lyash. TVAs “erste Priorität” heute “die Erhaltung und Erweiterung der wertvollen Nuklearflotte, die wir in diesem Land betreiben, durch Behebung der Funktionsstörungen auf den organisierten Märkten und in den von uns eingerichteten Einnahmemodellen, die diese sehr wertvollen Anlagen unangemessen benachteiligen”, sagte er sagte.
Weitere Verschiebungen in seinem Portfolio, auch durch neue Technologien, seien jedoch erforderlich, um dramatischere Treibhausgasreduzierungen (THG) zu erzielen, sagte er. „Wir haben unsere Treibhausgase ab 2020 gegenüber dem Referenzwert von 2005 um 63% gesenkt. Wir führen einen Plan durch, der bis 2030 auf 70% und bis 2035 auf 80% mit der vorhandenen Technologie erreicht werden soll, ohne die Preise zu erhöhen oder die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen Wir fahren so hart wie möglich “, sagte er.
2.TVA hat sein Stromerzeugungsportfolio in den letzten zehn Jahren dramatisch verändert. Heute produziert es den größten Teil seines Stroms aus drei Kernkraftwerken. Quelle: TVA
„Aber wir können diese Zahlen erst erreichen, wenn wir die Lebensdauer unserer bestehenden Nuklearflotte und der Technologien, die wir benötigen, um diese Lücke zwischen 80% und 100% Reduzierung zu schließen, erhalten und verlängern. Das sind Energiespeicherung und Kohlenstoffabscheidung Wir können unsere fossilen Brennstoffe – einschließlich Gas – und neue Atomkraftwerke in Form von SMRs anwenden “, sagte Lyash.
Derzeit betreibt TVA drei Kernkraftwerke: das dreiteilige 3,3-GW-Browns-Ferry-Werk in Alabama; das zweiteilige 2,3-GW-Sequoyah-Werk in Tennessee; und das zweiteilige 2,3-GW-Watt-Bar-Werk in Tennessee. Alle Einheiten wurden zwischen 1974 und 1982 in Betrieb genommen, mit Ausnahme von Watts Bar’s, die 1996 und 2016 online gingen. Watts Bar Unit 2 war die POWER-Anlage des Jahres 2018.
Browns Ferry, sein ältestes Werk, hat bereits die 20-jährigen NRC-Lizenzen erneuert, mit denen die Einheiten von 2033 bis 2036 betrieben werden können. 2019 schloss TVA bei Browns Ferry eine erweiterte Leistungssteigerung von 475 Millionen US-Dollar ab, um die Leistung des Werks um 465 zu steigern MW. Insbesondere Browns Ferry 2 hat erst letzte Woche während eines geplanten Wartungs- und Tankausfalls ein bedeutendes Upgrade durchgeführt, um zusätzliche 7 MW Strom zu erzeugen.
Das Upgrade beinhaltete den großflächigen Austausch der Hauptkomponenten aller drei Niederdruckturbinen von Block 2, einschließlich neuer Rotoren (Abbildung 3), Innengehäuse, Dampfleitungen und Bälge sowie Turbinenüberwachungsinstrumente. Bemerkenswert ist auch, dass das Betankungsteam vier erstklassige 3D-gedruckte Brennelemente für Brennelemente in den Reaktor von Block 2 geladen hat.
3. Browns Ferry Unit 2 Rotorwechsel. Quelle: TVA
Während die Upgrades entscheidend dazu beigetragen haben, den Anteil von TVA an der Atomkraft auf 44% der gesamten Erzeugungsleistung zu steigern, stellte TVA-Sprecher Hopson auch fest, dass TVA sie länger laufen lässt. „Wir haben gerade mit unseren Kernkraftwerken viel operativen Erfolg gehabt. Sie sind unsere größte Quelle für kohlenstofffreien Strom und eine der führenden Quellen für Grundlaststrom rund um die Uhr “, sagte er.
Mit Blick auf die Zukunft sehen SMRs zunehmend vielversprechend aus, schlug Lyash vor. „Ich würde Ihnen sagen, dass es Technologien gibt, die jetzt gebaut werden können, Leichtwasser-SMRs. Es gibt SMRs der Generation IV wie die gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren für flüssiges Natrium und geschmolzenes Chloridsalz, die derzeit entwickelt werden. “ Die Einführung dieser einzigartigen Produkte erfordert jedoch staatliche Unterstützung. Er sagte: „Die Risiken und Kosten der ersten Art sind erheblich, aber die Investition in diese Produkte wird die Lösung für die kohlenstoffarme Zukunft schaffen Erstellen Sie einen Export [base] für die USA “
Laut Lyash verfügt TVA bereits über eine frühzeitige Standortgenehmigung (ESP), die von der Nuclear Regulatory Commission (NRC) im Dezember 2019 für den Standort Clinch River in der Nähe von Oak Ridge, Tennessee, ausgestellt wurde. Die Site hat das “einzige ESP für einen SMR”, sagte Lyash. “TVA ist bereit, in diesem Bereich zu führen, wenn die Nation es braucht, um zu führen”, sagte er.
Während in der ESP-Anwendung 2016 von TVA beim NRC zwei oder mehr SMR-Module mit einer Leistung von bis zu 800 MW auf dem 935 Hektar großen Gelände des Oak Ridge National Laboratory (auf dem zuvor das ehemalige Clinch River Breeder Reactor Project untergebracht war) detailliert beschrieben wurden, hat das Unternehmen keine feste Entscheidung getroffen den Einsatz eines Reaktors am Standort fortzusetzen.
TVA sammelt jedoch weiterhin zusätzliche Informationen, um zukünftige Entscheidungen zu informieren, sagte Hopson. “Wir untersuchen weiterhin die Möglichkeiten der verschiedenen Designs, die es für Leichtwasser-SMR-Designs gibt”, sagte er. „Letztendlich müssen wir eine Entscheidung treffen, die auf dem basiert, was unserer Meinung nach das beste Interesse derer ist, denen wir dienen. Wir möchten diese Option jedoch offen haben, weshalb wir der Ansicht sind, dass die Weiterentwicklung und das Interesse an SMRs etwas sind, an dem TVA auf jeden Fall weiterhin beteiligt sein wird, wenn wir uns weiterentwickeln “, sagte er.
Senator Manchin drängt auf “realitätsbezogene” Klimaschutzmaßnahmen
Manchin, ein zentristischer Demokrat, der als Vorsitzender des Senatsausschusses für Energie und natürliche Ressourcen fungiert, äußerte während des Kamingesprächs in der vergangenen Woche auch Skepsis gegenüber den Bemühungen der USA, an Kohle vorbeizukommen, ohne stärkere Anstrengungen zum ganzheitlichen Aufbau einer unterstützenden Infrastruktur zu unternehmen. “Ich bin mehr besorgt darüber, wie wir von der Umgestaltung dieses Energieportfolios abhängig sind, weil wir nur sehr wenig Solarmodule herstellen, nur sehr wenig Windmühlen herstellen und von ausländischen Lieferketten abhängig sind”, sagte er.
Als Vertreter des Bundesstaates West Virginia, dessen Wirtschaft von Kohleproduktion und Kohlekraft lebte, lobte Manchin Bidens Pläne, in Gemeinden zu investieren, „die wirklich glauben, dass sie zurückgelassen wurden, und ich bin sehr erfreut, dass der Präsident keine Gemeinde versteht. und vor allem diejenigen, die so viel zu unserem Land beigetragen haben. “ Manchin fügte hinzu: „Die Freiheiten, die wir ertragen, bewahren und durchhalten konnten, sind auf die harte Arbeit zurückzuführen, die Bergleute im Laufe der Jahre geleistet haben, um die Energie bereitzustellen, die wir brauchten, und haben uns im Grunde zu dem Land gemacht, das wir sind , die Supermacht der Welt. “
Manchin schlug vor, dass der derzeitige Weg zur Erreichung der Ambitionen für eine Netto-Null-Wirtschaft – „das bedeutet alles, was wir tun, was unser Transport, unsere Fabriken, unsere Häuser, alles ist“ – verzerrt ist, wenn die Beiträge der Kohle nicht berücksichtigt werden. “Wir haben fünf Kernreaktoren, die dieses Jahr offline gehen – 5,1 GW gehen offline”, bemerkte der Senator. Gleichzeitig „werden heute weltweit rund 1.063 Kohlekraftwerke gebaut – keines in Amerika. Wenn diese neuen Anlagen fertiggestellt sind, werden das weltweit 76.166 Kohlekraftwerke sein, solange wir noch bei 504 sind “, sagte er.
„Womit wir es zu tun haben, macht keinen Sinn. Sie haben es nicht mit der Realität zu tun “, sagte Manchin, wenn der globale Klimaschutz Priorität hat. “CCS ist der Weg, den wir gehen müssen, wenn Sie dem globalen Klima wirklich helfen wollen.” Die Anstrengungen müssen auch verstärkt werden, um eine heimische Lieferkette für Mineralien der Seltenen Erden aufzubauen, sagte er.
“Ich möchte, dass die Menschen die Realität in der realen Welt direkt kennenlernen.”
– –Sonal Patel ist ein Senior Associate Editor von POWER (@sonalcpatel, @POWERmagazine).
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