小型核反应堆可为未来提供动力——挑战在于建造第一座

省钱田田 2024-09-13 02:55:25

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【FuninUSA.NET综合报道】未来,核电站将变得更小、更简单、更容易建造,从而有可能彻底改变这种越来越被视为从化石燃料过渡的关键能源。

随着人工智能、制造业和电动汽车对清洁电力的需求不断增加,被称为小型模块化反应堆(简称SMR)的新设计有望加快新核电站的部署。

与此同时,作为能源转型的一部分,全国各地的公用事业公司正在淘汰煤电厂,这引发了人们对迫在眉睫的电力供应缺口的担忧。核能被视为一种潜在的解决方案,因为它是目前最可靠的电力来源,而且不会排放二氧化碳。

建造大型核电站成本高昂,耗时长。在佐治亚州,南方公司(Southern Co.)建造了数十年来首个新的核反应堆,但该项目比原定计划晚了七年完成,耗资超过300亿美元。

小型模块化反应堆的功率为300兆瓦或更小,约为美国现有反应堆平均规模的三分之一。我们的目标是以类似于流水线的方式建造这些反应堆,工厂只需将反应堆分成几部分,然后在现场组装起来。

核能研究所首席核能官道格-特鲁(Doug True)告诉CNBC:“从资本的角度来看,它们的规模较小。”“它们非常适合替代退役的煤电厂,因为煤电厂的规模通常大于小型模块化反应堆的设计空间”。

挑战在于如何在美国建造第一座小型模块化反应堆。

根据核能机构的数据,目前全世界只有三座小型模块化反应堆在运行。日本也有一座试验反应堆在运行。

核工业高管普遍认为,小型模块化反应堆要到2030年代才能进入商业化阶段。NuScale公司曾雄心勃勃地计划在爱达荷州的一个厂址部署小型模块化反应堆,但由于通货膨胀和高利率的影响,该项目价格从50亿美元飙升至90亿美元,因此去年取消了这一计划。

多米尼昂能源公司(Dominion Energy)核运营总裁埃里克-卡尔(Eric Carr)说,目前该技术商业化的最大挑战是如何管理一个首创项目的成本。

卡尔告诉CNBC:“没有人想成为第一个,但必须有人成为第一个。”“一旦启动,它将成为整个国家电网的巨大、可靠的能源来源。”

Dominion Energy

Dominion目前正在评估在其位于弗吉尼亚州路易莎县(里士满西北部)的北安娜核电站建造一座小型模块化反应堆是否合理。该核电站的服务区域包括位于劳登县的全球最大数据中心市场,距离核电站以北不到100英里。

由于人工智能消耗更多能源,这些计算机服务器仓库的电力需求预计将激增。就Dominion而言,预计到2030年,数据中心的峰值电力需求将翻一番多,达到6.4千兆瓦,到2038年将翻两番,达到13.4千兆瓦。

Dominion于7月份要求SMR技术公司提交建议书,评估在北安娜开发小型反应堆的可行性。卡尔表示,各方对提案过程兴趣浓厚。Carr说,公用事业公司目前正在与供应商合作,以确保他们了解Dominion的需求,并找出可能适合的技术。

卡尔说:“就我们Dominion公司的具体情况而言,我们对股东有责任做正确的事情,我们对客户也有责任确保我们能够满足这一增长的需求,但我们必须平衡这两方面的利益。尽管Dominion公司尚未承诺建造SMR,但一种规划方案设想从2034年开始开发六个这样的反应堆。”

由于核电的可靠性和在应对气候变化方面的作用,推动数据中心蓬勃发展的科技公司也对核电表现出越来越浓厚的兴趣。Carr表示,Dominion正在与一些客户讨论合作开发SMR的可能性。

Carr说:“我们正在与技术供应商和大客户进行一些讨论,他们会说,‘如果我们一起合作,这会是什么样子’。”

Holtec International

Holtec国际公司是一家私营核技术公司,正试图从两个方面为该行业找到前进的道路。该公司正在重启密歇根州的帕利塞德核电站,这将是停止运营的核电站首次重新启动。

Holtec还计划在2030年代初在帕利塞兹核电站安装两个小型反应堆,这将使核电站的发电能力提高近一倍。Holtec公司总裁凯利-特里斯(Kelly Trice)说,至少有六家公用事业公司有兴趣参与重启帕利塞德发电厂和建造小型反应堆,但他没有透露公司名称。

特里斯告诉CNBC:“如果他们参与其中,就可以获得所有这些痛苦的经验教训,而无需为此付出代价。”然后,当电站在他们的厂址建成后,就是第二座、第三座或第四座--一旦你吸取了所有教训,成本通常会降低很多。

一旦第一座SMR在帕利塞兹建成,霍尔泰克计划建立一个订单簿,以便“为任何需要的电厂持续生产组件”,特里斯说。

Holtec的SMR设计是一种加压水反应堆,与美国目前运行的大多数发电厂采用的技术相同。特里斯说:“但它具有一些优雅的安全功能,不需要人工操作,因此操作更简单,所需人员更少,维护更容易。”

“而且还可以复制。我们的目标是让每一台SMR本质上都是一样的,”他说。

星座能源公司(Constellation Energy)

美国最大的核电站运营商星座能源公司也在探索在其设施中建造小型反应堆的可能性。

业界的趋势是用小型反应堆升级现有核电厂,部分原因是社区已经对核电持开放态度。Constellation首席战略官凯瑟琳-巴隆(Kathleen Barrón)说,必要的土地、水、电网连接和安全足迹也已经具备。

Barrón说,我们的想法是先与有兴趣承包Constellation现有电厂的客户合作,然后再与他们合作,利用这些设施“托管SMR,在未来为该客户提供更多清洁电力”。

巴隆说:“只有在各州出台类似于海上风电的支持性政策,并且有客户有兴趣购买这些反应堆的发电量时,这种情况才会发生。”

Dominion公司的Carr说,目前,能源转型将需要一种全面的方法,随着煤炭的逐步淘汰,天然气将成为通向清洁能源的桥梁--直到下一种技术上线。

他说:“SMR很可能就是下一种技术。”

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