论文标题： Siting Analysis of a Solar-Nuclear-Desalination Integrated Energy System

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-4362/5/3/25

期刊名： Journal of Nuclear Engineering

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/jne

随着风电、光伏等可再生能源装机规模持续增长，兼具稳定供能和灵活调节能力的综合能源系统（Integrated Energy System，IES）受到越来越多关注。将核能、聚光太阳能发电（CSP）与海水淡化耦合，不仅能够实现电力、热能和淡水的协同供应，还有望提升能源利用效率。然而，这类系统能否实现工程部署，很大程度上取决于厂址是否同时具备充足的太阳能资源、适宜的地形、水资源条件以及核电建设要求。来自美国威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin–Madison）机械工程系和核工程与工程物理系的C. Raymond、K. Foy、M. J. Wagner及通讯作者B. Lindley，联合橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）研究人员O. A. Omitaomu组成研究团队，在Journal of Nuclear Engineering发表最新成果，系统分析了美国核能–光热–海水淡化综合能源系统的协同选址潜力。

研究过程与结果

研究团队基于ORNL开发的OR-SAGE地理信息系统（GIS）平台，对美国全境进行了高分辨率空间筛选分析。研究综合考虑人口密度、地震风险、湿地与保护区、洪泛区、地形坡度以及危险设施等核电选址约束，同时针对聚光太阳能发电引入太阳直射辐照度（DNI≥5.0 kWh/m²·d）和地形坡度等要求，并分别评估了空气冷却和湿冷两种冷却方式对选址的影响。此外，研究结合美国地质调查局（USGS）发布的2050年水资源压力预测和地下微咸水分布数据，分析了热法海水淡化与苦咸水淡化的协同部署潜力。

结果表明，在空气冷却条件下，核能与光热发电可共址区域主要分布于美国西南部，其中得克萨斯州、俄克拉何马州和堪萨斯州等南大平原地区最具优势；亚利桑那州和新墨西哥州虽然太阳能资源更丰富，但适宜建设的连续地块相对较少。相比之下，湿冷方式受水资源限制明显，可用厂址数量显著减少。在淡化应用方面，得克萨斯州墨西哥湾沿岸兼具海水资源、水资源压力和核电基础设施，是核能与热法海水淡化协同部署最具潜力的区域；而对于美国西南部广泛分布的地下苦咸水，研究认为电驱动反渗透（RO）工艺在经济性和能耗方面均优于热法淡化，因此无需依赖核能或光热系统提供热能。

空冷条件下小规模光热电站与核能的联合选址分布（黄色区域为核–光热可共址区域）

结论总结

研究指出，美国西南部具备建设核能–光热综合能源系统的良好条件，而得克萨斯州沿海则是核能与热法海水淡化协同发展的最优区域。由于优质聚光太阳能资源多位于内陆，远离海岸，因此实现核能、光热发电与热法海水淡化三者共址仍面临天然地理限制。未来，研究团队计划进一步开展站点级技术经济评价，综合考虑输电成本、环境许可及社会因素，并将选址方法拓展至全球高水资源压力地区，为综合能源系统的工程部署及能源—水资源协同规划提供科学依据。

期刊介绍

主编：Dan Gabriel Cacuci, University of South Carolina, USA

期刊创刊于2020年, 最新Impact Factor 1.7，CiteScore 2.3，是一个国际开放获取期刊，发表同行评审的论文。期刊涵盖了与核和辐射过程的科学和应用相关的原创研究、想法和进展。发文类型包括original research papers, reviews, communications, brief reports, opinions, technical notes, editorials等。

截至目前，Journal of Nuclear Engineering期刊已被Scopus, ESCI (Web of Science), EBSCO等数据库收录。