[這是關於核能未來的深度報道的第二部分。]
布朗斯費裡是阿拉巴馬州田納西河上一個不起眼的渡口的名字。它也是美國核能復興的誕生地。2007年5月，一個被平淡地稱為1號機組的100萬千瓦級核反應堆在關閉22年後重新開始沸騰水，並進行了耗資18億美元的翻新。
布朗斯費裡只是開始。田納西河谷管理局（TVA）是布朗斯費裡三個核反應堆的所有者，它還計劃完成田納西州沃茨巴的停滯反應堆以及阿拉巴馬州貝爾豐特的兩個新反應堆；總部位於新澤西州普林斯頓的NRG能源公司希望在其南德克薩斯州核電站建造兩個新的反應堆。
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總部位於北卡羅來納州的Progress Energy希望在2017年之前在佛羅里達州坦帕灣附近用兩個新的核電站取代兩個舊的燃煤電廠，每個核電站的成本約為70億美元，該價格標籤已計入該公司向當地使用者的賬單中。如果建成，這兩個機組將是自1973年亞利桑那州溫特斯堡的帕洛維德電廠以來第一個訂購和建造的全新核電站——長達25年的新建禁令可能即將結束。
“對電力的需求持續存在，其中一定比例的電力需要是基本負荷”（一個行業術語，指始終可用的電力），總部位於華盛頓特區的行業組織核能研究所（NEI）的新工廠部署高階主管阿德里安·海默說。“那會是什麼呢？目前煤炭不受歡迎，天然氣價格波動[不穩定]。因此，人們正在關注核能。”
聯邦政府也贊同這些觀點。布什政府推動了貸款擔保，即建設延誤的成本將由美國納稅人承擔，而奧巴馬政府已表示支援新的核電站。奧巴馬的能源部長物理學家史蒂文·朱在1月14日的確認聽證會上說：“正如我之前所說，核能將成為我們能源結構的重要組成部分。”“它目前佔我們電力生產的20％，但它佔當今無碳電力部分的70％。而且它是基本負荷。因此，我認為我們應該向前推進，這非常重要。”他補充說：“該國的心情肯定在改變，因為核能是無碳的，我們應該用新的眼光看待它。”
聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）也同意這一點，指出核能可以“在未來為無碳電力和熱能做出越來越多的貢獻”，前提是燃料限制、成本、廢物管理、安全性和“不利的公眾輿論”可以克服。
目前，公用事業公司已提交了17個26個新反應堆的申請，美國核管理委員會（NRC），負責監督核電行業的聯邦機構，預計今年還將收到三個5個反應堆的申請。
但像指紋一樣，美國沒有兩個核反應堆是完全相同的，即使是那些位於同一設施中彼此相鄰的反應堆。在很大程度上，這是因為所有核反應堆都是在建造時設計的，導致了一系列的變化，以及一系列的延遲。總部位於伊利諾伊州的公用事業公司Exelon的通訊副總裁克雷格·內斯位元說，“我們在美國有104個定製的工廠”，該公司是17個反應堆的所有者和運營商，是該國最大的機隊。
美國30年來第一個新的核反應堆也不例外：NRG希望在目前執行著兩個壓水反應堆的南德克薩斯州同一地點建造兩個新的沸水反應堆。“我們想要一種由某人按時且按預算建造的技術，”NRG執行長大衛·克萊恩在2007年接受《大眾科學》採訪時解釋說。“在四種[新反應堆技術]中，只有一種滿足了該標準，那就是先進的沸水反應堆。”
但是，無論需要多長時間，或者其技術是否是最好的，田納西州沃茨巴基地的第二個反應堆（由於成本飛漲而在1985年被封存）都將與已經執行的反應堆相同。TVA負責建造新反應堆的核運營高階副總裁阿肖克·巴特納加爾在2007年參觀沃茨巴時說：“我們研究了所有不同的發電方法，發現[核能]是最清潔、最安全、最可靠，也是提供額外基本負荷發電的成本最低的方法。” 當然，“我們在這個國家真的已經很長時間沒有進行大規模建設了。”
中央規劃
為容納沃茨巴核電站的兩個反應堆而建造的雙冷卻塔，矗立在田納西河的彎道處，但只有一個冷卻塔冒著蒸汽。那裡壓水反應堆於1996年開始執行，在經歷了23年的建設後，因延誤和代價高昂的錯誤而飽受困擾，它的名字來源於曾經困擾河船的沙洲。沃茨巴大壩的建設解決了這個問題，反應堆依靠這個河水庫來冷卻其反應堆堆芯併產生實際驅動發電的蒸汽。
這種壓水反應堆利用燃料棒中鈾同位素裂變產生的熱量來加熱水和硼的溶液，硼透過吸收中子來幫助控制放射性燃料的反應活性。不過，反應堆的名稱來源於這樣一個事實，即水在壓力下，大約每平方英寸2000磅（每平方釐米141公斤），以確保儘管水溫達到約600華氏度（300攝氏度），但水永遠不會沸騰。
然後，這種過熱的加壓水透過一個熱交換器（稱為蒸汽發生器），將熱量傳遞給壓力較低的普通水，使其變成蒸汽。而這種蒸汽最終轉動產生電力的渦輪機。NRC培訓師兼前全國核電站運營商格雷格·卡拉韋說：“這只是另一座發電廠。”“您可以判斷這是一個核電站是因為蒸汽壓力較低，但原則上它與燃煤電廠相同。”
但是，沃茨巴反應堆與一些同類的壓水反應堆不同，因為它依靠冰來保護堆芯免受失控反應的影響。一個裝滿冰的巨大拱頂隨時準備冷凝過熱反應堆堆芯冷卻過程中產生的蒸汽，這一安全設計已被證明難以維護且成本高昂。卡拉韋說：“它們完全是一團糟，每個建造它的人都希望自己沒有建造它。”“維護它需要很多錢……他們在混凝土[用於更大的安全殼]中節省的錢，他們花了10倍以上。”
儘管如此，在已經存在的60％完成骨架上建造的沃茨巴的新反應堆，將在各個方面與舊的反應堆相匹配。“為什麼不像新的先進反應堆設計那樣使用新的東西？這實際上是一個時間[決定]的價值，”巴特納加爾說。“在這個專案結束時，我們需要最終在2號機組上得到一個執行中的反應堆，該反應堆的設計、許可和執行與1號機組類似。為此，我們還必須做的不僅僅是完成在2號機組上剩下的東西，我們還必須對1號機組自啟動以來所做的所有修改進行修改。”
當然，這也意味著2號機組將不得不避免導致1號機組在23年中花費超過70億美元建造的所有錯誤，包括不得不重做一些焊接，並由於安裝和文書工作不當而更換超過100萬英尺的電纜。“在某些方面，拆開和重建比從頭開始建造更困難，”美國核管理委員會東南地區建築副區域主管洛倫·普利斯科說，特別是因為美國核管理委員會和TVA都必須確保在1號機組中解決的問題也在2號機組中得到解決。
TVA估計，新機組的完工成本僅為25億美元，預計將於2013年完成，這使得沃茨巴2號機組有可能成為第二個開始發電的新反應堆。普利斯科說：“在某些方面，我們將其視為新反應堆的訓練場。”
新反應堆
TVA也希望建造先進設計的反應堆。該機構正在為其貝爾豐特發電廠的另外兩個反應堆提交申請。這些反應堆將採用一種真正新穎的設計：西屋電氣公司開發的所謂AP-1000，這是第一個獲得美國核管理委員會認證的新反應堆，儘管在進行一些修改後，目前正在進行進一步的審查。
AP-1000是四個新的所謂Gen III+反應堆之一，因為它屬於核反應堆設計第三輪修訂的一部分；其中第一個，匹茲堡附近的希平波特原子能發電站只能產生60兆瓦的電力，也是由西屋公司製造的。相比之下，根據其製造商的說法，AP-1000將能夠產生1,154兆瓦的電力，其輸出與同行相似：通用電氣的先進沸水反應堆和阿海琺的進化型壓水反應堆。
反應堆設計因其被動安全功能而獲得名稱中的加號，即無論是否有人為干預都會啟動的安全技術。對於AP-1000而言，這意味著冷卻水位於反應堆堆芯上方，並且在發生像1979年賓夕法尼亞州三里島事件那樣的潛在熔燬時，隨著熱敏閥門的開啟，冷卻水將直接流入反應堆，從而關閉反應。“從來沒有花這麼多錢來證明水向下流，”西屋發言人沃恩·吉爾伯特說。
而且，儘管包含核反應堆的容器被一層四英尺（1.2米）厚的混凝土進一步包裹，但該外殼被一座實際上向大氣開放的建築物所包圍。如果混凝土安全殼升溫，自然對流將吸入冷卻空氣。西屋公司監管事務和標準化副總裁埃德·卡明斯說：“如果您不冷卻它，燃料就會熔化。”“您必須將熱量轉移到某個地方——要麼是大量的水，要麼在我們的案例中，轉移到大氣中。”
據吉爾伯特稱，該設計的簡單性帶來了其他好處，尤其是在價格方面。他說：“由於工廠更簡單，泵更少，佈線更少，放入工廠的重型材料更少，因此可以降低您的建設成本。”“它還降低了您的長期運營成本。”卡明斯表示，西屋公司預計將以每千瓦3,500至4,500美元左右的價格交付AP-1000，或總計超過60億美元，假設建設需要三年時間。
但是，這些反應堆最終的成本會是多少呢？ 答案仍然未知，直到實際建造一個反應堆為止。延誤、失誤和其他阻礙因素導致上一輪核反應堆的建造成本飆升。據美國國會研究服務處（pdf）稱，估計範圍從至少 20 億美元到高達 140 億美元不等，而且自 20 世紀 80 年代以來完工的反應堆平均成本為每千瓦時電力 4,000 美元。當然，這會影響它們產生的電力有多貴。 NEI 的海默承認：“坦率地說，我們不知道。”
核工業界堅持認為，核電站的建造成本不得超過每千瓦 4,500 美元。科羅拉多州的基石中心彙集了公用事業高管、環保主義者和其他專家，以審查核能的未來作用，該中心在 2007 年估計，最終核電的成本將在每千瓦時 8 到 11 美分之間。
美國能源部（DoE）表示，新建核電站的平均成本為 70 億美元，這超過了目前擁有核電站的所有上市能源公司平均市值的四分之一。“市值平均為 250 億美元的公司無法承擔太多核電站，”能源部核能助理部長丹尼斯·斯珀吉恩在今年 7 月的一次演講中指出。
因此，有了貸款擔保，由於有美國政府的支援，公用事業公司可以在任何貸款上獲得優惠利率，杜克能源公司核能開發副總裁布萊恩·多蘭表示。“它降低了資本成本，因此使業主能夠以較低的費率向用戶提供電力。” 他補充說，“但這對我們前進並非至關重要。”
儘管如此，據美國能源部稱，像杜克這樣的公用事業公司申請了價值 1220 億美元的貸款擔保。在目前的計劃下，該部門只有 185 億美元可以提供。此外，《2005 年能源政策法案》規定，從新建核反應堆獲得的電力，每千瓦時補貼 1.8 美分。
落基山研究所的能源專家阿莫里·洛文斯說：“這是核電站能夠獲得融資的唯一方式，即以納稅人的錢為代價。” “2006 年，僅分散式可再生能源就獲得了 560 億美元的私人風險資本。核能像往常一樣，為零。那些認真對待市場的人到底不明白什麼？”
洛文斯補充說：“世界上購買核電站的唯一人群是中央計劃者，無論他們是在中國或日本這樣的政府，還是在田納西河流域管理局，這是一個不負責任的公用事業公司。” 並且，目前，在 26 個擬議的新反應堆中，只有一個是在電力市場放松管制的地區建造的； 公用事業公司更喜歡在仍然受到監管的地區建造它們，在那裡可以保證他們最終從使用者那裡收回建造成本——就像 Progress Energy 目前在佛羅里達州所做的那樣。
環境組織自然資源保護委員會的氣候中心政策主管大衛·多尼格說：“在接受了 50 年的補貼之後，他們現在應該能夠自食其力了。” 但是，他補充說，“我們沒有死硬的反核立場。”一位不願透露姓名的國會工作人員指出：“如果核能能夠與風能和太陽能等所有其他無碳能源在公平的競爭環境中競爭，那麼他們就應該這樣做。他們不斷地伸出手來，要求數百億美元的補貼，但沒有建造任何核電站，這主要是因為華爾街和私人投資者不想與它有任何關係。”
通用電氣日立核能總裁兼執行長傑克·富勒在一份宣告中表示：“全球金融環境正在導致一些美國公用事業客戶，主要是那些依賴資本市場為其專案融資的客戶，重新確定需求優先順序，並考慮新建核電站的方案。” “我們確實相信核能復興將在美國和全球發生。我們從事核能業務已有 50 年了，我們將長期堅持下去。”
田納西河流域管理局的前負責人 S. 大衛·弗里曼指出，田納西河流域管理局今天仍然負債 250 億美元，其中很大一部分是由於 1970 年代末建造 17 個核反應堆的計劃所造成的災難性財政負擔，其中只有 6 個最終建成。“在這個恐怖主義時代，我們應該建造更多放射性工廠的想法對我來說沒有多大意義，”他告訴 《查塔努加自由新聞報》，並指出這些電廠的電力成本可能高達每千瓦時 12 美分，而田納西河流域管理局系統中現有電廠的電力成本約為每千瓦時 8 美分。
發展核能
成本並非唯一令人擔憂的原因。新建核電通常意味著要建設新的輸電線路，這是一個政治上和財務上都很敏感的過程。被稱為蒸汽發生器的換熱器的使用壽命並沒有最初想象的那麼長，需要進行昂貴的更換。而且，也許最重要的是，建造上一輪核反應堆的勞動力幾乎都已不在。
NEI 的海默指出：“我們上一次真正從頭開始建造核電站是 30 年前的事了，”該組織已經啟動了區域培訓，以確保有足夠的工人，例如，擁有在新核電站進行焊接所需的認證和技能。
但問題還在於，美國並不是唯一一個重啟核工業的國家；即使是石油資源豐富的阿拉伯聯合大公國也計劃在布什政府簽署的協議的幫助下建造新的核電站。亞洲國家從未停止發展核能——目前有 35 個新的反應堆正在建設中。 中國單獨加快了其在未來幾年內建造五個核電站的計劃，其中包括在世界任何地方建造的第一個 AP-1000。“這不僅雄心勃勃，而且在全球範圍內都雄心勃勃，”海默說。
對於核電站的潛在建設者來說，獲得他們需要的物品將很困難，例如保護核反應堆的巨大鋼製安全殼。目前，世界上只有一家公司——位於北海道的日本製鋼所（也生產令人垂涎的武士刀）能夠處理製造圓柱形容器所需的 600 噸鋼錠，使其強度均勻。
雖然其他公司，例如韓國的斗山重工業和法國的阿海琺公司，正在提高他們的能力，但他們需要數年時間才能趕上日本製鋼所的能力。這意味著新的核電站不會很快上線。
洛文斯說：“如果氣候是一個問題，我們需要每美元獲得最多的解決方案，並且每年獲得最多的解決方案。” “在購買核能以外的東西時，每花一美元就可以減少 2 到 10 倍的煤炭消耗量。每當我花一美元購買昂貴的解決方案時，我就會放棄更多可以用更便宜的解決方案購買的東西。”
核能衰落？
目前，核能約佔美國發電量的 20%——2007 年為 8060 億千瓦時以上。杜克能源公司的發言人湯姆·威廉姆斯表示，為了簡單地維持發電結構中的這一部分，未來幾年內必須建造 35 個新的反應堆。
美國核管理委員會主席戴爾·克萊因估計，在未來十年左右的時間裡，需要新建 50 座 1,000 兆瓦的電站。 他在 2008 年 1 月的一次演講中說：“即使是最熱情的擁核人士也不認為很快會有 50 座新的核電站發電。”
芬蘭正在努力建造一座第三代+核反應堆——阿海琺的所謂進化型壓水堆或 EPR——該專案已經落後計劃三年，預算超支約 20 億美元（15 億歐元），引發了芬蘭公用事業公司和法國核電站建設商之間關於誰將承擔額外成本的仲裁行動。
這意味著，至少在短期內，核能可能不會在應對氣候變化方面發揮重要作用。如果情況確實如此，那麼批評人士認為，沒有必要復興它。核資訊和資源服務處執行主任、長期反核活動家邁克爾·馬里奧特說：“你可以建造的最危險的電站是以前從未建造過的電站，而所有這些電站都是如此。” “在核電上花費鉅額資金是關閉燃煤電站或阻止建造新電站最慢、效率最低的方式。”
此外，過去的節能措施意味著美國在 1986 年消耗的能源總量與 1974 年相同，並且隨著奧巴馬政府有望專注於此類效率計劃，可能再次避免對新核電站的需求。西屋公司的吉爾伯特說：“如果你是公用事業公司的高管，你心中會想著氣候變化，但這不一定是驅動力。” “驅動力是建造新發電廠的經濟性。”
但是，還有其他一些因素可能會阻礙未來的任何裂變。“我們不會與鄰居就建造新電站發生爭執。另一個主要標準是，必須對高放射性廢物問題有所決議，”Exelon 公司通訊副總裁克雷格·內斯位元說。“我們認為，在知道我們讓該社群在不確定的時間內承受高放射性廢物的情況下，在另一個社群建造另一個電站是不合適的。”