微軟在9月20日宣佈，它已達成一項為期20年的協議，從一座將被重新啟動的休眠核電站購買能源。而且不僅僅是任何電站：三里島核電站，位於賓夕法尼亞州倫敦德里鎮，是美國本土有史以來最嚴重的核事故發生地，1979年其一個反應堆發生部分熔燬。
這一舉動，象徵著科技巨頭們需要為其日益增長的人工智慧（AI）工作提供動力，引發了關於如何安全重啟已關閉的核電站的疑問——尤其因為三里島核電站並非唯一一座被重新啟用的電站。
位於密歇根州科弗特的帕利塞茲核電站是一座805兆瓦的設施，於2022年5月關閉。但擁有該電站的能源公司，總部位於佛羅里達州朱庇特的霍泰克國際公司，計劃重新開放它。該設施命運的逆轉得益於美國能源部（DoE）提供的15億美元有條件貸款承諾，能源部認為核電站——一種低碳電力來源——是幫助美國實現其雄心勃勃的氣候目標的一種途徑。帕利塞茲核電站有望在2025年底重新開放。
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美國核管理委員會（NRC）伊利諾伊州內珀維爾地區辦公室反應堆安全部門主任，也是負責監督帕利塞茲核電站重啟的監管小組的聯合主席傑森·科扎爾說：“據我們所知，這在全世界還是首次嘗試。”
在這裡，《自然》雜誌與核專家們探討了重啟這些電站需要什麼，以及隨著世界對人工智慧的需求增長，是否會有更多電站重啟。
命運的轉變
自2012年以來，美國已關閉十幾座核電站，在某些情況下是由於不利的經濟因素。在電力市場放松管制且價格差異很大的州，成本效益較低的電站——例如那些只有一個工作反應堆的電站——難以保持盈利。由位於馬里蘭州巴爾的摩的公用事業公司星座能源公司擁有的三里島核電站就是一個典型的例子。今天，美國仍有54座核電站執行，總共執行著94個反應堆。
核能約佔世界電力的9%，在國際上有所復甦，但也正在與其他能源競爭，包括可再生能源。在2011年福島第一核電站災難之後，日本暫停了其剩餘48座核電站的所有運營，但這些電站正在逐步恢復執行，部分原因是為減少對天然氣進口的依賴。相比之下，德國宣佈在2011年逐步淘汰其核電站，並在2023年關閉了最後三座。
在美國，隨著科技公司競相建設龐大的、耗能巨大的資料中心，以支援其人工智慧系統和其他應用，同時又以某種方式履行其氣候承諾，核能的命運可能會發生轉變。例如，微軟已承諾到2030年實現碳負排放。
馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院先進核能系統中心主任雅各布·布翁焦爾諾說：“這進一步證實了核能的價值，而且，如果交易合適——如果價格合適——那麼這在商業上也是有意義的。”
新的開始
這並非美國首次重啟停運的反應堆。例如，1985年，聯邦所有的電力公司田納西河谷管理局將其位於阿拉巴馬州雅典的布朗斯費裡核電站的反應堆離線。經過多年的翻新，它們被重新啟動，最後一個反應堆於2007年重新啟動。
然而，帕利塞茲核電站和三里島核電站的情況有所不同。當這些電站關閉時，當時的業主發表了法律宣告，表明這些設施將被關閉，即使它們的運營許可證仍然有效。三里島核電站——在擬議的重啟下，它將被更名為起重機清潔能源中心——於2019年關閉了其唯一剩餘的可執行反應堆。
由於這些電站被計劃關閉，因此安全檢查也隨之停止，監管機構和公司現在必須進行復雜的許可、監督和環境評估流程，以逆轉電站的退役。
需要進行安全檢查以確保，除其他事項外，一旦反應堆中的鈾燃料棒被更換，電站可以安全執行。帕利塞茲核電站重啟小組的聯合主席，也是美國核管理委員會位於馬里蘭州羅克維爾的核反應堆監管辦公室副主任傑米·佩爾頓說，當這些電站退役時，它們的放射性燃料被移除並儲存，因此這些設施不再需要遵守許多嚴格的技術規範。
重新恢復這些安全法規絕非易事：為了達到標準，基礎設施需要仔細檢查。布翁焦爾諾表示，電站中自關閉以來腐蝕的任何金屬部件，包括儀器儀表和控制系統中使用的電線和電纜，都需要更換。
電站的汽輪發電機也將受到密切關注，汽輪發電機利用電站燃料棒加熱水產生的蒸汽發電。在閒置多年後，汽輪機的軸內可能會產生缺陷，或者葉片沿線可能會發生腐蝕，這將需要翻新。在帕利塞茲核電站的案例中，美國核管理委員會於9月18日宣佈，在霍泰克公司進行的檢查之後，該電站的蒸汽發生器將需要進一步的測試和維修。
核能的前景
隨著電站接近重啟日期，它們的運營商還將不得不應對即使是完全執行的電站也面臨的挑戰：需要採購新鮮的核燃料。長期以來，美國核能公用事業公司一直依賴國際市場購買大部分必要的黃餅鈾原料以及分離和濃縮鈾235的服務，鈾235是核反應堆燃料棒中使用的同位素。俄羅斯一直是這些服務的主要國際供應商，即使在2022年俄羅斯入侵烏克蘭之後也是如此，因為美國和歐洲的制裁並未針對核燃料。但為了最大限度地減少對俄羅斯的依賴，美國正在建立自己的供應鏈，美國能源部提供34億美元用於購買國內濃縮鈾。
然而，即使對低碳電力的需求增長，美國可能也不會有太多其他封存的核電站重啟。並非每座已關閉的美國電站都一定處於良好的狀態，可以輕鬆翻新——而重啟其中一些電站的想法會遇到太大的阻力。例如，布翁焦爾諾指出了紐約州的印第安角能源中心，該中心於2021年關閉。該電站靠近紐約市長期以來一直受到核安全倡導者的批評。
但這並不意味著所有這些地點都將保持未使用狀態。一種選擇是在舊核電站的原址上建造先進的反應堆——包括具有升級安全功能的大型反應堆和具有創新設計的小型模組化反應堆——以利用現有的輸電線路和基礎設施。布翁焦爾諾補充說：“我們可能會看到美國對建造更多此類大型反應堆的興趣，無論是資料中心還是其他一些應用推動的。“公用事業公司和客戶目前正在探索這一點。”
本文經許可轉載，並於2024年9月30日首次發表。