该文章来自David Friedman的授权，即可助理能源助理和可再生能源司，核能助理助理秘书John Kotek。
大卫弗里德曼
首先，一些快速事实
- 核能和可再生能源技术是美国能源系统的重要组成部分，提供清洁、安全、充足的电力。
- 核能是目前网格上最大的零碳电源，而可再生能源是过去两年的任何电力资源的增长最快。
- 美国能源部正在审查以核能和可再生技术为特色的能源系统的好处和潜在的协同作用。
约翰Kotek
- 我们的两个办事处 - 核能和能效和可再生能源办公室 - 正在努力了解这些类型的系统可能是有用的有用。
核能和可再生能源技术是美国能源系统的重要组成部分，提供清洁、安全、充足的电力。核能是当今电网中最大的零碳电力来源，而在过去两年中，可再生能源是增长最快的电力来源。但是，就像巧克力和花生酱一样，问题是——这两项伟大的技术结合在一起会更好吗?为了帮助回答这个问题，美国能源部正在研究以核能和可再生技术为特色的能源系统的好处和潜在的协同作用。
首先，让我们简单地解释一下什么是综合能源系统。如下图所示，综合能源系统(也称为核可再生混合能源系统)是一个共同管理的系统，它有三个主要组成部分:产生热量和/或电力的核子系统;产生电或热的可再生子系统;以及生产高价值产品，如汽油、饮用水或氢气的工业子系统。集成系统是独特的，因为它们可以根据给定时间内每种商品的价值改变它们提供给工业子系统和电网的能量。能源和工业产品的灵活生产有可能使综合能源系统更能对不断变化的市场动态作出反应，并使其投资者获得更多利润。
综合核可再生能源系统
我们的两个办事处 -核能办公室和能源效率和可再生能源办公室-曾与爱达荷国家实验室(INL)和国家可再生能源实验室(NREL)主持一系列研讨会与工业界、学术界、政策制定者和国际组织的成员一起，更好地了解这些类型的系统有多有用。讲习班参与者确定了综合核能可再生系统的几个潜在好处，包括生产灵活的零碳电力和热能，以及对电网的短期和长期弹性和可靠性的好处。
两种综合核可再生系统案例研究
与会者还有助于确定核能和能源效率和可再生能源办事处的两项高优先案例研究，并初始审查的国家实验室：德克萨斯州的合成汽油生产设施和亚利桑那州的海水淡化厂。为了探索这些案例研究，实验室进行了技术和经济案例分析表明，集成的核能可再生系统在技术上是可行的，可以动态运行，为电网提供利益，并可以在某些市场条件下为投资者带来利润。此外，实验室还帮助我们创造了技术发展计划确定核可再生技术的关键研究、开发和示范机会。
但是，我们并没有就此止步。INL和NREL最近完成了三项分析，以进一步加深我们对综合核可再生系统的了解。
G耗尽和使用热能我们。工业部门和减少碳排放的机会
在美国，工业消耗了大约30%的能源，排放了30%的碳。这些能量大部分用于燃烧化石燃料产生热量，这些热量可以将原材料转化为有价值的商品。这项研究调查了能源和碳密集程度最高的14项活动，分析了每个行业制造过程的热能和电能需求，并确定了可能的先进技术，如小型模块化核反应堆、集中太阳能、地热、以及可以替代化石燃料产生热量的核可再生能源系统。该报告的结论是，核可再生系统可以满足生物燃料生产、废水净化、海水淡化、制氢、食品加工、合成汽油生产、化学制造以及抽水和压缩空气存储等方面的热能和电能需求。
2014年通过最终使用和目标行业计算燃烧能量
S.中开发的组件模型的状态mOdelica框架:高温蒸汽电解厂和燃气轮机电厂
为了更好地理解集成技术中热力和电气子系统之间的复杂相互作用，INL在橡树岭国家实验室和阿贡国家实验室的支持下，使用Modelica编程语言开发了一个名为风险分析虚拟环境(RAVEN)的动态建模框架。RAVEN允许实验室模拟高温电解槽如何与核可再生系统相互作用，为工业或运输应用生产氢气。下图显示，模拟的集成系统可能每秒产生半公斤氢气，大约相当于每年13公吨，而且不会产生任何有害排放。
氢生产摘要使用乌鸦和模型
为工业提供热能的三种核可再生混合能源系统的经济潜力
本报告评估综合系统的经济学，这些系统将热产品（蒸汽或高温传热流体）销售给工业客户，如化学品或纸张制造商。该分析表明，在某些市场条件下，综合核可再生系统可以盈利地向工业客户销售热量，大大减少工业温室气体排放，同时为网格提供短期和长期的效益。下图显示了两种潜在的集成配置，为工业应用提供热能。
可提供具有热能的行业的集成系统
能源部迄今为止的研究和分析表明，集成的核能可再生能源系统有潜力提供零碳电力，为工业提供零碳能源，生产合成汽油等高价值产品，并改善电网的运行。展望未来，我们的办公室计划研究如何让核能和可再生技术合作，以具有成本效益的方式生产零碳能源，生产氢等其他高价值产品，并帮助美国经济去碳化。最终，我们的目标是评估核能和可再生能源的作用，无论它们是独立的还是综合的，它们都可以作为推动美国经济所需的清洁、廉价的国内能源的重要组成部分。
提交：可再生能源
