超越化石燃料:威廉·約翰遜談核能

Progress Energy 公司總裁、董事長兼執行長權衡了其行業面臨的障礙


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。


編者注:此問答是一項由大眾科學對從事開發和實施非化石燃料能源技術的公司高管進行的調查的一部分。

目前,哪些技術障礙最阻礙了核裂變的增長?在不久的將來和更長遠的時間內,克服這些障礙的前景如何?
至少對於當前一代的先進反應堆來說,核能增長的限制不是技術性的。真正的增長限制更多地根植於政治和金融方面的考慮以及國家能源政策的明確性。其中一個更有爭議的問題是用過燃料的永久儲存。內華達州尤卡山的高放射性物質的長期規劃的國家儲存設施經過了大量研究,但被大大延遲了。目前,能源部(DOE)預計最早也要到2020年才能開放該儲存庫,比原計劃晚了20多年。[編者注:自從提交此項調查以來,奧巴馬總統起草了2010財年的預算請求,該請求將基本上消除尤卡山的資金。]這個問題並不能阻止繼續安全儲存用過的燃料。自20世紀70年代以來,各公司一直在其核電站安全地儲存用過的燃料,他們將繼續這樣做,直到聯邦政府提供永久性的解決方案。

此外,聯邦政府正在考慮先進的核燃料回收技術,這將減少用過燃料的體積、熱量和毒性,並回收燃料在反應堆中使用一次後剩餘的未使用能量(約佔燃料原始能量的90%)。回收設施將包括用過燃料的長期儲存場所。這些場所將使能源部能夠履行其在永久性國家儲存庫開放之前,將用過燃料從執行中的核電站轉移的義務。來自核電站的用過燃料可以保留在這些臨時儲存場所,直到被回收或安全地運輸到儲存庫進行處理。

任何大型資本投資,如新的核發電設施,都面臨著重大的金融挑戰,特別是在當前金融市場動盪時期。核電站的建設成本很高,但一旦投入使用,在電站的整個生命週期內執行成本較低。到目前為止,核燃料是我們成本最低的燃料。如果公職人員認真對待減少溫室氣體排放,核能是公用事業行業中最好的可用技術,並且必須是方案的一部分。

最後,華盛頓新政府對核能作為其能源政策一部分的作用的看法尚未完全確定,但奧巴馬總統已經認識到核能在幫助應對全球氣候變化方面的巨大潛力。政治支援和指導對能源領域的任何技術選擇都有重大影響。

擴大核電規模以服務於更大規模的國家或全球客戶群是否存在障礙?
美國核工業面臨的同樣問題,包括供應鏈、勞動力可用性和財務能力,也挑戰著全球核電的發展。這些挑戰也為我們提供了重要的和可持續的就業機會。全球核電的發展將需要擴大製造設施,以提供大型鍛件和特殊部件。同樣,國內和全球都將需要訓練有素、技術熟練的工匠和操作人員。我們作為一個國家和世界所面臨的能源挑戰的解決方案將需要平衡所有可用的技術,提高能源效率,投資於可再生能源和其他新興能源技術,並投資於更智慧的電網。

現有的能源基礎設施能否應對核能的增長?還是說這也需要進一步修改?
由於我們隨著時間的推移經歷了顯著的增長,以及不斷需要提高可靠性和冗餘度,傳輸系統增強是一個持續的需求,無論是否有新的核發電。隨著新電站的建設,基礎設施(輸電線路和變電站)問題需要在具體情況下解決。例如,在佛羅里達州,我們正在考慮兩個1,100兆瓦的機組,我們面臨著增加200多英里的輸電線路,以將電力輸送到需要它的地區。

考慮到當前的經濟危機,您的行業能否獲得必要的資本(來自公共或私人來源)來充分資助其增長?
獲得必要的資本以滿足電力公用事業行業預計的增長將是我們行業面臨的主要挑戰。隨著公用事業公司計劃透過對替代能源和新的核發電機組進行大規模投資,以及支援這些新發電設施所需的基礎設施擴張,來滿足客戶未來的能源需求,對資本的需求正在增加。與此同時,由於銀行合併和倒閉導致市場上可用的信貸能力下降,資本供應正在萎縮。此外,由於需求增加和供應減少的這種組合,資本成本正在增加。而且這種動態發生在一個能源行業的建設專案可能處於歷史峰值的時候。我們不再僅僅對一個系統進行增量投資,以滿足不斷增長的需求或更換老化的元件。我們有重新發明和重建整個系統的任務,這是一個更大的挑戰。

為了公用事業公司為客戶提供安全的能源未來,我們繼續在州和聯邦層面保持建設性的監管關係至關重要。州和聯邦層面監管的明確性和對基礎設施投資的支援是維持穩固信用評級的關鍵,並將有助於確保電力公用事業公司能夠進入資本市場,以充分資助我們行業計劃的增長。

從戰略角度來看,核能的最大競爭對手是:現有的煤炭、石油和天然氣技術,還是其他替代能源技術?
核能是以基本負荷規模生產可靠的、無碳電力的最佳可用技術。煤炭面臨著重大的環境挑戰,包括對碳、汞、其他排放物和灰燼處理的擔憂。近年來,我們也看到了煤炭價格和供應的更大波動。這些擔憂將要求我們找到一種新的、更環保的方式來利用煤炭,可能是透過碳捕獲的氣化。這些技術目前處於早期階段,其應用可能受到限制。石油和天然氣通常是與核能互補而不是競爭,以滿足客戶在高峰需求期間的需求。替代能源,特別是可再生能源,也將在未來的能源結構中發揮作用,但由於其可用性有限、成本高且具有間歇性,因此不能取代核能。實際上,滿足未來能源需求將需要一個平衡的戰略,包括效率、可再生能源和所有型別的最先進的發電,以維持為社群供電所需的水平的服務和可靠性。從實際的角度來看,特別是在未來十年左右的時間裡,如果核電站無法建成,天然氣將是首選的傳統技術和燃料。這對我們國家的能源安全、供應來源和價格具有重要的影響。

在五年內,您和您行業中的其他人是否正在努力實現成本目標?
五年在公用事業規劃業務中並不是很長的時間,我們始終尋求儘可能高效地運營我們的工廠,並將繼續使用最新的技術來保持我們的工廠以儘可能低的成本提供可靠的電力。除了不斷降低我們的成本外,我們還專注於提高安全性、生產率和其他績效指標。此時預測未來成本異常困難,因為我們不知道可能頒佈的碳減排或可再生能源組合標準計劃的具體要求。我們的行業正在從最低成本的生產模式向基於最小環境影響的模式轉變。這種變化將是未來價格的驅動因素。

© .