美國核管理委員會(NRC)已批准一種新型反應堆的設計,即小型模組化反應堆(SMR)。該設計來自位於俄勒岡州波特蘭市的NuScale Power公司,旨在加快建設速度,降低成本,並提高相對於傳統核反應堆的安全性,傳統核反應堆通常體積要大得多。SMR的支持者長期以來一直吹捧它們是振興美國核工業和擴大低碳電力普及的一種方式。但一些專家對該行業在實際建造任何此類反應堆之前必須解決的潛在費用和剩餘安全問題表示擔憂。
NuScale董事長兼執行長約翰·霍普金斯在一份新聞稿中表示:“這不僅對NuScale來說是一個重要的里程碑,對整個美國核工業部門來說也是如此。”
美國核管理委員會的設計批准和相關的最終安全評估報告(FSER)並不意味著該公司可以開始建造反應堆。但是,公用事業公司現在可以向美國核管理委員會申請建造和運營NuScale的設計。鑑於過去三十年中美國幾乎沒有完成新的核電站建設,SMR可能有助於重振衰退的行業。
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NuScale的SMR是在美國能源部近3億美元的幫助下開發的,其發電容量為50兆瓦,遠小於標準核反應堆,標準核反應堆的發電容量可以達到1000兆瓦(MW)以上。一家公用事業公司可以在單個站點組合多達12個SMR,產生600兆瓦的電力——足以供電一箇中等城市。美國核管理委員會表示,預計將在2022年收到NuScale的60兆瓦版本SMR的申請。
核工業界表示,SMR的建造速度和成本可能比傳統反應堆更快、更低——就像在生產線上批次生產並運往各個地點的產品,而不是在每個地點定製建造。客戶還可以訂購和組合不同數量的單元,從而實現廣泛的容量範圍。根據國際原子能機構的資料,全球正在考慮數十種SMR設計,其中一些在阿根廷、中國和俄羅斯處於“建設的後期階段”。
一些行業支持者認為,SMR是在短期內引入大量無排放技術的最佳選擇,以幫助應對氣候變化。反對者則列舉了核廢料處置這一尚未解決的問題,以及與可再生能源相比,建造任何核電站所涉及的鉅額成本和時間。
NuScale認為它可以避免近年來困擾傳統核電站建設的驚人的成本超支和多年的延誤。該公司營銷和傳播副總裁黛安·休斯表示,該公司預計在2023年至2042年間銷售674至1682座反應堆。這一範圍的高階將代表超過80吉瓦的容量,接近美國現有核容量的98吉瓦。這些電力由不到100座大型反應堆提供;現有核電站約佔該國電力供應的20%。NuScale已與美國、加拿大、約旦、羅馬尼亞、烏克蘭和其他國家的公司和公用事業公司簽署了諒解備忘錄。這些協議僅意味著各方將共同探討潛在的交易。
NuScale的首個計劃專案是與猶他州聯合市政電力系統(UAMPS)合作,UAMPS是一個州級組織,向周邊州的小型社群所有公用事業公司批發電力。NuScale計劃在2027年之前將其首座反應堆交付給位於愛達荷州國家實驗室的UAMPS專案;計劃於2029年投入運營。到2030年,另外11座反應堆將使該專案達到720兆瓦。一部分發電將出售給美國能源部,其餘部分由UAMPS成員公用事業公司購買。部分電力協議已經到位,儘管一些市政當局由於價格擔憂而已經退出。其他市政當局必須在9月30日之前退出該專案。
專家們對NuScale SMR的安全性和潛在成本都表示懷疑。在9月2日舉行的線上新聞釋出會上,不列顛哥倫比亞大學的教授和核專家M. V. 拉瑪納討論了他在俄勒岡州社會責任醫師組織的要求下編寫的一份報告,該報告強調了與UAMPS專案相關的重大問題。
拉瑪納說:“我很遺憾地說,未來將面臨風險和高昂的代價。”他指出,僅在過去五年中,來自各個來源的UAMPS專案成本估算已從約30億美元增加到超過60億美元。NuScale最初設定的在2016年前實現反應堆執行的目標已被推遲了十多年,這反映了美國核工業的普遍低迷。拉瑪納補充說,消費者的成本可能遠遠超過與太陽能和風能等其他無排放能源相關的成本。
儘管美國核管理委員會批准了新型SMR的設計,但一些安全功能仍需要調整。“我不認為未來的NuScale申請者將從一項存在安全漏洞的設計認證中受益,”關注科學家聯盟的核能安全主任埃德溫·萊曼說。他指出,儘管美國核管理委員會的一位專家和一個外部顧問委員會提出了質疑,但美國核管理委員會仍然釋出了最終安全報告。
在2020年7月的一份報告中,美國核管理委員會核工程師單來路討論了一個稱為硼稀釋的複雜問題,這可能會導致“燃料失效和瞬發臨界狀態”——這意味著即使反應堆關閉,裂變反應也可能重新開始並引發危險的功率升高。在另一份報告中,美國核管理委員會的反應堆安全諮詢委員會也指出,“幾個潛在的風險重大專案”尚未完成,但它仍然建議美國核管理委員會發布最終安全評估報告。該機構對後一份報告的回應表示,這些專案將在提交特定場址的許可申請(實際開始建造和執行反應堆所需的步驟)時進行進一步評估。
NuScale的休斯說:“NuScale和美國核管理委員會的工作人員詳細審查了硼稀釋問題,並達成了類似的結論,即NuScale小型模組化反應堆設計是安全的,並且符合所有要求,美國核管理委員會最近釋出的最終安全評估報告也證實了這一點。”
萊曼說,總的來說,美國核管理委員會的設計認證過程應該減少公用事業公司建造核電站的不確定性,因為他們可以參考已完成的安全審查。但他認為NuScale的批准破壞了這一優勢。安全漏洞是否會導致NuScale的時間表進一步延誤還有待觀察。當該公司提交60兆瓦的設計時,美國核管理委員會將進行另一次審查。
