在華盛頓特區一個八月的下午，通常因其炎熱、潮溼和靜止而令人痛苦，記者們聚集在市中心一家以空調不好而聞名的酒店。我們擠在一個沒有窗戶的會議室裡，電視人員的燈光使房間更加悶熱，等待著邁克爾·J·華萊士，他一直在斷斷續續地試圖揭開核能的第二幕。
華萊士到達後，這位以一絲不苟的管理著稱，不以即興發揮見長的經理，看著滿頭大汗的記者們笑了。“正是像今天這樣的日子突顯了對新的、無排放的、基本負荷電力的真正需求，”他說。他補充說，除非我們儘快開始，否則輪流停電可能會成為常態。
華萊士身穿西裝革履，似乎很享受這種炎熱，他宣佈他的公司 UniStar Nuclear Energy（星座能源公司和歐洲核能聯盟阿海琺集團的合資企業）正尋求在美國和其他地方建造一種新型核電站。“我很高興地說，我在上一輪核電站開發中發揮了作用，我真的很高興再次參與其中，”這位董事長說道，讓人想起一位滿頭銀髮的宇航員，他多年前登上月球，現在又想再次登月。
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那是在 2006 年。從那時起，華萊士斷斷續續地釋出了關於在華盛頓以南約 45 英里處建造一座新反應堆的漸進進展的新公告，這可能是自 1973 年以來美國第一個訂購和建造的核電站。華萊士最初的壯舉是領導啟動了美國最後兩座大型核電站，這兩座電站於 1987 年在伊利諾伊州竣工。就像另一次登月計劃一樣，在訂單中斷 35 年後啟動新的反應堆當然是可能的，儘管並非板上釘釘。專家們說，這次會更容易，因為在過去的幾十年裡技術進步了。但就像登月這樣的大型專案一樣，還有一個問題：這是否值得？
包括華萊士的公司在內的多家公司表示，答案可能是肯定的。製造商已向核管理委員會的安全工程師提交了新的設計，該機構已批准其中一些設計可以建造，前提是它們建在先前批准的地點。公用事業公司、反應堆製造商和建築/工程公司已組建合作伙伴關係以建造電站，等待最終批准。大批學生正在註冊大學級別的核工程專業。行業和政府的樂觀預測預測建築業將迎來激增。
然而，現代競爭壓力使問題複雜化。首先，在該國的大部分地區，任何新的建設專案都將由“商業發電商”——獨立公司而不是大型、壟斷的公用事業公司——承擔。核電在二十年前更簡單，因為公用事業公司建造自己的電站，並且通常可以將成本轉嫁給受約束的消費者，無論超支多少。但在德克薩斯州、馬里蘭州和紐約州等公共服務委員會已將電力生產與輸配電分開的州，對於猜錯的發電公司來說，不再有緩衝。這些電站必須以市場願意承受的任何價格出售電力。
這個數字很難預測，因為儘管反應堆將利用當前的技術和工藝，但現代燃煤和天然氣電站也將如此。特別是天然氣，前期成本要低得多，如果信貸仍然緊張，這是一個重要的考慮因素。而且天然氣電站可以在短短三四年內建成小型機組，而大型反應堆則需要六到八年。
對於核電而言，現代化旨在產生顯著差異：電站每年執行時間將超過 90%，壽命可達 60 年或更長。今天在役的那些電站在剛投入使用時僅執行約 60% 的時間，並且被認為只有 40 年的壽命。但是，公用事業公司已經簽署了大型太陽能發電機的長期合同，風力渦輪機正以前所未有的速度豎立起來。這些替代能源的年執行時間較少，但由於沒有燃料成本或燃料處理問題的負擔，它們產生的電力價格可能足夠低，可以將核電擠出能源結構。
也許更大的問題是反應堆將服務的市場形態。一些州的目標是實現電力零增長，透過更換燈具、泵、鼓風機和所有其他用電裝置，改用以更少能源完成相同工作的更新裝置來實現。如果增長停止——這是一個雄心勃勃的前景——仍然需要新建電站來取代老舊的電站，但訂單會少得多。
幾乎所有人都認為，削減需求比建設產能便宜得多。前能源部負責節能和可再生能源的助理部長丹·W·賴歇爾一再抱怨，公司寧願投資於以每千瓦時 20 或 30 美分的價格發電的太陽能電站，而忽略了以每千瓦時 4 美分的成本節省同等能源的措施。
不確定因素給電力需求的預測增加了更多不確定性。支持者談論數千萬輛插電式混合動力汽車甚至電動汽車，每輛車每天可能從電網使用 10 千瓦時來行駛 30 或 40 英里。這將大大增加需求，但這種汽車的成功難以預測。如果數百萬輛汽車確實售出，它們將主要在夜間充電，這將改變“負荷曲線”的形狀——家庭白天消耗的電力達到峰值，夜間則少得多，而消費將在 24 小時內保持更恆定的水平，這有利於核能等資本密集型但晝夜不停執行且邊際成本較低的技術。因此，任何計劃建造大型發電站的電力公司，由於需要六到八年才能建成，因此在電站建成時無法清楚預測需求。
潛在的碳排放監管增加了更多猜測。各國政府正在認真考慮對排放徵收統一稅，或建立一個碳排放權交易系統，這將為排放創造事實上的附加費。無論哪種方式，預測價格都很困難：歐洲交易的最初經驗是一個非常不穩定的市場。儘管如此，經濟學家預測，這樣的系統將導致平均每噸排放幾十美元的價格。每噸 10 美元的費用將使消費者電價每千瓦時上漲約 1 美分。一座新的燃煤電站通常以 6 或 7 美分的價格生產這麼多電力，因此每噸增加 20 或 30 美元將為核電等無碳技術創造巨大的優勢。
斷斷續續地，一場核能復興可能實際上正在進行中。華萊士的願景是建造標準化電站，完全相同，甚至包括“地毯和牆紙”，因此其製造成本和審批成本可能低於過去的反應堆，過去的反應堆幾乎都是定製建造的。工程師和技術工人團隊將在不同的地點一次又一次地建造相同的電站；就像組裝成套傢俱一樣，熟能生巧。大規模生產——或者至少是批次生產——比獨一無二的產品便宜的觀點在業界幾乎是普遍存在的。通用電氣能源基礎設施部門總裁兼執行長約翰·克雷尼基表示，逐個地點的建設永遠無法創造具有成本效益的解決方案。
華萊士的想法似乎正在流行。第一座標準化電站計劃作為星座能源公司現有兩座卡爾弗特懸崖電站旁邊的第三座機組，位於華盛頓以南約 45 英里處。7 月，美國中西部大型公用事業公司 AmerenUE 也為一座千篇一律的機組提交了許可證申請。更多的申請正在等待中：賓夕法尼亞州一個，紐約州北部一個，愛達荷州一個，以及德克薩斯州阿馬裡洛的一個雙機組電站。所有這些都將由 UniStar 合資企業與當地公用事業公司或發電公司合作建造。UniStar 沒有列出精確的成本，但在最近的簡報中，華萊士指出其他關於標準化電站的研究報告稱，“隔夜成本”（不包括建設利息）為每千瓦容量 4,000 至 6,000 美元。他說，他的電站將處於該範圍的上限。一座最新的燃煤電站的成本約為每千瓦 3,000 美元，但對二氧化碳排放徵收的費用，或用於捕獲氣體的額外裝置，可能會大大增加這一成本。
一系列新反應堆的可能性對於該行業來說是一個驚人的轉變，該行業在 1980 年代因巨大的成本超支而使一些客戶破產，並在 1990 年代初期看起來如此糟糕，以至於一些已完工的電站在執行幾年後就被關閉了。支持者表示，如今能源公用事業公司發現，一種將財務風險放在前期（即建造成本）的技術更有益，並且幾乎不受後期燃料價格波動（如天然氣）或排放法規變化（如煤炭面臨的情況）的影響。因此，全國各地的公司都在花費數千萬美元來探索其核能選擇，進行工程研究並準備許可證申請，即使沒有人拿出實際反應堆所需的數十億美元。“對我個人而言，這有一種強烈的似曾相識的感覺，”華萊士說。
比清潔煤更可行
不出所料，成本將在任何規劃反應堆的決策中佔據重要地位。UniStar 標準化模型的第一個裝置，稱為歐洲壓水反應堆 (EPR)，正在芬蘭奧爾基洛託建造中。該專案由於早期建設期間的質量控制問題，現在已落後於計劃並超出預算。
對核電價格持懷疑態度的其他原因仍然存在。佛羅里達州公用事業公司提交給監管機構的估算預測，包括輸電和貸款利息成本在內，每千瓦容量的成本為 8,000 美元。鋼鐵、混凝土和人工的成本都上漲了，最近的金融危機可能意味著建築貸款的利率更高，儘管這會影響任何型別的發電站的建設。
反應堆是否具有成本效益取決於它與其他環保發電方案的比較情況。捕獲自身碳排放的燃煤電站是一種選擇，但美國正在建設的領先示範電站 FutureGen 已被取消。
FutureGen 最初計劃在伊利諾伊州馬頓建造，由一個公私合營的財團監管。煤炭將在低氧環境中進行烹製，產生由氫氣和一氧化碳組成的燃料氣體。氫氣將燃燒發電，碳將轉化為二氧化碳並泵入地下。唯一的排放物將是水蒸氣。但隨著國際材料價格上漲，該電站的成本甚至更高。2008 年初，美國能源部撤出了資金。此舉使中國的領先專案（同樣不確定）GreenGen 成為領先專案。
能源部繼續對所謂的第四代核反應堆（Gen IV）進行低級別研究，第四代技術使用改變的燃料或產生更易於管理的廢物流。其他低碳煤炭技術也在嘗試中。在威斯康星州普萊森特草原，電力研究所和威斯康星電力公司正在測試一種工藝，該工藝使用氨基化學物質來結合煙囪中的二氧化碳，以便可以將其封存。但該測試僅處理了該電站排放量的 1% 多一點。
“我們在以環境無害的方式燃燒煤炭方面可能落後了 15 或 20 年，”國家監管公用事業委員會協會主席瑪莎·H·史密斯說。底線是，儘管核能具有明顯的缺點，例如成本和有毒的放射性廢物，但它比碳捕獲燃煤電站更成熟。
比風能或太陽能更可靠
目前，增長最快的清潔能源是風能。美國風能協會在 9 月份表示，裝機容量已達到 20,000 兆瓦，是 2006 年的兩倍，增長的驅動力是慷慨的稅收激勵和州可再生能源配額。但風力電站的年執行時間遠少於核電站；10,000 兆瓦的風力發電機產生的能量僅相當於兩到三個大型 1,000 兆瓦的反應堆。由於風能是“不可排程的”——意味著發電機僅在自然允許時執行，而不是在運營商可能命令它們執行時執行——因此它可以在多大程度上取代核能等全天候技術尚不清楚。
太陽能更可預測，並且在某些形式的儲能情況下甚至可以是可排程的，可以在陰天或日落後用電高峰時段提供電力。目前的太陽能設施將太陽光線反射到彎曲的鏡子上以加熱水或礦物油，但實驗系統使用熔鹽等材料，熔鹽可以執行得更熱，並可以儲存在絕緣罐中數小時或數天。其他公司正在建造大規模的光伏電池陣列，將陽光直接轉化為電力。
然而，通常，大型太陽能和風能專案（最有可能具有成本效益的專案）建在沙漠或偏遠的山頂或平原上，遠離需要電力的人口中心。因此，必須建造輸電線路以連線供需。“你談論的是大量的輸電，”美國最大的公用事業公司之一 Exelon 的董事長約翰·羅說。“這需要一個非常龐大的電網。我不認為我們很快就會走這條路。”事實上，能源部最近的一項研究得出結論，風能可以在 2030 年滿足美國 20% 的需求，但這將需要一個耗資 600 億美元或更多的新輸電系統。核反應堆可以位於更靠近消費者的地方，並且只需要對現有電網進行適度的擴建。
效率可以阻止反應堆的建設
核電面臨的最強勁的競爭對手之一是能源效率。在減少溫室氣體排放的需求驅動下，效率的提高可能會多年抵消人口增長和生活水平提高帶來的需求增長，從而阻止對反應堆的需求。
2007 年 12 月，諮詢公司麥肯錫公司確定，美國可以透過優於免費的節能措施將全球變暖氣體的排放量減少 11% 以上：它們將收回成本並獲得利潤。該報告稱，這些“負成本機會”幾乎不需要或不需要技術創新。透過僅具有適度成本的效率改進，排放量可以再減少 17%。
著名的效率專家阿莫里·洛文斯長期以來一直將此類機會稱為比免費午餐更好的機會，“有人付錢請你吃的午餐”。但這些措施往往沒有采取。原因之一是效率通常是人們十大待辦事項清單中的第 11 項。例如，高效空調比標準型號貴，但可以在一兩個季節內透過節省電力來賺回差價。然而，許多購買者並不關心，尤其是如果他們是房東或建築商，他們永遠不會支付電費。
其他措施可能會最大限度地減少便利性，即使是那些接近懶惰的措施。例如，許多家用電器在開關“關閉”時繼續耗電，以便它們始終處於預熱狀態，並且可以立即恢復工作。專家有時將這種持續的耗電量稱為“吸血鬼負載”。在房子周圍，所有這些吸血鬼加起來，但幾乎沒有人知道或關心。正如自然資源保護委員會的能源專家理查德·D·杜克所打趣的那樣，“當消費者購買 TiVo 時，誰會要求製造商將待機功耗作為標準？沒人。”
在記憶消失之前建造
儘管個人消費者的行為可以有所幫助，但碳排放量的重大變化可能需要更好的發電技術，淘汰大部分燃煤產能，並用現代反應堆、可再生能源甚至清潔煤炭的最具成本效益的組合來取代它。在全國各地，電力行業的參與者——受監管的公用事業公司、獨立的商業發電商和市政供應商——都在押注哪些選擇將成為贏家。
這場競爭有點像高中田徑運動會，然而，在運動會中，競爭對手的起跑線在跑道上錯開。核電的路徑最長，因為它需要更多時間來獲得場地和建築許可證並清除安全審查。然而，任何甚至在考慮新建反應堆的人都必須支付入場費——提交申請和進行初步研究的成本。考慮到未來需求、碳排放監管和化石燃料價格的不確定性，探索核能選擇在商業上是有道理的。是否實際建造是另一個問題。
一個關鍵因素是貸款價格。如果一座電站的“隔夜”成本為 50 億美元，並且這筆錢在五年內花費完，那麼建設期間的資本利息——公用事業公司版本的房屋建築商建築貸款——可能會增加數億美元甚至數十億美元。為了提供幫助，聯邦政府向核工業提供了價值 185 億美元的貸款擔保。它很快收到了超過 1000 億美元的資金申請。
另一個因素是建設期到底有多長。美國建築商可以根據最近在亞洲建造的反應堆來估算，但沒有人真正知道德克薩斯州或佛羅里達州的專案可能與日本或韓國的專案相比如何。如果能在美國建造兩到三座反應堆，例如華萊士的反應堆，問題就會變得更加清晰。為未來幾十年提供可預測碳排放價格的立法也將帶來清晰度。
該國還需要一種更好的方法來管理核廢料。聯邦政府在 1980 年代初期與電力公用事業公司簽訂了合同，承諾從 1998 年開始接收他們手中的乏核燃料。但今天，在超過該截止日期 10 年後，能源部僅申請了一個有爭議的廢物處置庫的許可證，該處置庫位於內華達州的尤卡山。對開放日期的估計從 2017 年到永遠不等。一項臨時計劃，例如在少數乾燥且人口稀少的地區將長期儲存放在地面上的容器中，可能是可以實現的。全國各地的許多電站都已最大限度地利用了其乏燃料池的臨時儲存空間，迫使他們將廢物放入巨大的乾燥容器中。容器中充滿了惰性氣體以防止生鏽，這些容器被移到混凝土墊上，周圍環繞著帶刺鐵絲網，看起來有點像最高安全級別監獄的籃球場。
儘管如此，倡導者表示，反應堆是不可避免的。在華萊士的公司合作的阿海琺集團，執行長安妮·洛沃吉翁嘲笑存在任何其他選擇的想法。燃煤電站可以封存其碳嗎？“它根本沒有準備好，”她說。“你對成本一無所知，而且這項技術不存在。”與此同時，世界需求正在飛速增長。她指出，她的公司將在中國建造，並希望在波斯灣建造第一批反應堆。
在美國，許多電力行業專家懷疑，至少在公司高管看到第一批反應堆的執行情況之前，建造的反應堆不會超過少數幾個。但潛在的反應堆建造商意識到，世界已經發生了足夠大的變化，可以考慮重新開始營業，其設計是他們 20 多年前建造的反應堆的最佳化和標準化版本。像邁克爾·華萊士這樣的人希望在這些公司的工程師還記得如何建造的時候就開始行動。