小型模塊化反應(yīng)堆沒有巨大的冷卻塔、大量的混凝土、廣闊的疏散區(qū)。核工業(yè)和美國政府正在向煤炭社區(qū)推銷小型、適應(yīng)性強(qiáng)的小堆電站，推廣者稱小堆更安全、更便宜，能夠在全國各地部署，以減少電力部門對(duì)氣候變化的貢獻(xiàn)。
小型模塊化反應(yīng)堆(即小堆)能否在美國各地實(shí)際建造，目前存在很大爭議。能源學(xué)者警告說，這項(xiàng)新技術(shù)正在努力證明其可行性。Idaho州和Wyoming州的兩個(gè)示范項(xiàng)目預(yù)計(jì)將破土動(dòng)工，但都落后于計(jì)劃進(jìn)度，而且成本不斷攀升。
但是，隨著美國尋求燃燒化石燃料發(fā)電的有效替代方案，關(guān)于小堆的建議非常突出，這些電廠可以小到放在一個(gè)大后院里。小堆設(shè)計(jì)看起來更像是辦公園區(qū)，而不是核電站，低層建筑用鋼筋替代了混凝土，反應(yīng)堆規(guī)?？s小到能與美國海軍用來為船只和潛艇提供動(dòng)力的反應(yīng)堆相比。
美國氣候特使John F.Kerry最近在接受《華盛頓郵報(bào)》采訪時(shí)表示，這項(xiàng)技術(shù)的成功對(duì)于實(shí)現(xiàn)世界目標(biāo)至關(guān)重要，即通過將升溫限制在1.5攝氏度來避免氣候變化帶來的最嚴(yán)重后果。Kerry說：“我認(rèn)為，沒有它，我們無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。”。
煤炭社區(qū)是這項(xiàng)試驗(yàn)的成熟目標(biāo)，基礎(chǔ)設(shè)施可以重新利用，有能力的勞動(dòng)力和社區(qū)渴望在能源經(jīng)濟(jì)中重新獲得優(yōu)勢。美國能源部(DOE)最近的一份報(bào)告顯示，美國有超過300座已退役和正在運(yùn)營的燃煤電廠是進(jìn)行核電改造的良好候選者。
以前認(rèn)為核能不安全或?qū)γ禾啃袠I(yè)構(gòu)成威脅的社區(qū)，現(xiàn)在正疾呼要成為可能被稱為核能2.0的一部分。2023年1月，TerraPower先進(jìn)核能公司創(chuàng)始人Bill Gates，與West Virginia州參議員Joe Manchin III一起參觀了該州Glasgow附近一家被封存的燃煤電廠。參觀電廠后，Gates在市政廳受到熱烈歡迎。在這個(gè)Gates所代表的氣候行動(dòng)主義風(fēng)格長期以來一直遭到敵意的地區(qū)，這是一個(gè)顯著的轉(zhuǎn)變。
Gates在活動(dòng)上表示：“以往核電站的建造方式非常昂貴。”。“除非我們從頭開始設(shè)計(jì)新的設(shè)計(jì)，否則我們將無法獲得低成本的電力。”
僅在一年前，根據(jù)一項(xiàng)旨在保護(hù)煤炭行業(yè)的州法律，West Virginia州禁止使用核能。在過去的幾年里，該州是取消這種禁令或通過法律鼓勵(lì)發(fā)展小型核反應(yīng)堆的幾個(gè)州之一。政治家看到了促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)會(huì)，并希望通過最近頒布的《通貨膨脹減少法案》，從數(shù)十億美元的補(bǔ)貼中分得一杯羹，用于生產(chǎn)“先進(jìn)核能”。
小堆在很大程度上仍在研發(fā)過程中，多家公司正在進(jìn)行數(shù)十種設(shè)計(jì)，希望實(shí)現(xiàn)突破。其中一些設(shè)計(jì)基于傳統(tǒng)的輕水反應(yīng)堆技術(shù)，而其他設(shè)計(jì)則朝著完全不同的方向發(fā)展。TerraPower是使用鈉而不是水冷卻的快堆，這有可能使它們比現(xiàn)有電廠更高效、更安全地運(yùn)行。還有設(shè)計(jì)使用氦氣作為冷卻劑。
所有設(shè)計(jì)的一個(gè)突出挑戰(zhàn)是核廢料。盡管小堆的設(shè)計(jì)者表示，每個(gè)電站只產(chǎn)生少量的核廢料，以及更適度的疏散區(qū)和安全緩沖區(qū)，但是，在全國各地分散數(shù)百座核電站意味著，它們所在的每個(gè)社區(qū)都需要對(duì)其后院中的乏燃料措施感到滿意，一些著名的研究人員對(duì)這些新反應(yīng)堆產(chǎn)生更少廢物的說法也提出了質(zhì)疑。
開發(fā)商希望電站的設(shè)計(jì)能使所有乏燃料包容在反應(yīng)堆內(nèi)數(shù)年甚至數(shù)十年，然后最終被運(yùn)走，這樣的設(shè)計(jì)能為社區(qū)所接受。但目前，沒有地方可以處置用過的反應(yīng)堆。
倡導(dǎo)通過核能解決氣候問題組織Good Energy Collective的聯(lián)合創(chuàng)始人Jessica Lovering表示：“如果你說‘我們想在這個(gè)廠址上建設(shè)’，而社區(qū)卻在問‘廢物會(huì)在這里呆多久?’而你卻沒有答案，這是一個(gè)大問題。”。
政治家正在全力向前邁進(jìn)，煤炭社區(qū)所在地的官員們正急切地尋求能源部的建議，以了解如何將一個(gè)小型反應(yīng)堆運(yùn)到他們的現(xiàn)場。
Virginia州州長Glenn Youngkin的能源計(jì)劃要求在Virginia州西南部建造美國第一座商業(yè)化小型反應(yīng)堆，2022年10月，州長在Wise縣一處廢棄礦區(qū)推廣該計(jì)劃。Virginia州是至少八個(gè)尋求建造小型反應(yīng)堆的州之一。據(jù)聯(lián)邦能源官員稱，至少還有八個(gè)州已經(jīng)啟動(dòng)了可行性研究。
其中包括Maryland州，核能創(chuàng)新公司X-energy最近與該州和Frostburg州立大學(xué)合作，展示如何將Maryland州的一座煤電廠重新用于核能。2023年1月發(fā)布的最終報(bào)告沒有明確具體研究的電廠。X-energy表示，這是因?yàn)殡姀S所有者要求保密。在許多社區(qū)仍然擔(dān)心核能是一個(gè)太大的安全和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)候，這一地點(diǎn)的缺失突顯了這項(xiàng)技術(shù)的支持者行事非常謹(jǐn)慎。
一些地方已經(jīng)在重新考慮這項(xiàng)技術(shù)是否符合人們的要求。Colorado州Pueblo縣委員會(huì)最初全力以赴，告訴州監(jiān)管機(jī)構(gòu)，模塊化核電站是替代Comanche發(fā)電站創(chuàng)造的電力和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的唯一零排放選擇，Comanche電廠是一座大型電廠，計(jì)劃于2030年關(guān)閉。在公眾強(qiáng)烈反對(duì)后，監(jiān)管方放棄了該計(jì)劃。
能源經(jīng)濟(jì)與金融分析研究所資源規(guī)劃分析主任David Schlissel表示：“大量這些社區(qū)都面臨著壓力，因?yàn)樗麄儸F(xiàn)在需要做些什么來為關(guān)閉燃煤電廠做準(zhǔn)備。”。“小型模塊化反應(yīng)堆的營銷人員，雖然甚至小堆還沒有獲得認(rèn)證，當(dāng)然會(huì)說其他替代方案是糟糕的。他們說，你不能依賴可再生能源，你不能依賴電池儲(chǔ)能，所以他們可以出售產(chǎn)品。風(fēng)險(xiǎn)是這些地方最終對(duì)核能項(xiàng)目作出巨大的財(cái)政承諾，其中一些項(xiàng)目現(xiàn)在只不過還在紙面演示階段。
Idaho國家實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行的示范模塊化核能項(xiàng)目讓核能愛好者們有所清醒。開發(fā)商N(yùn)uScale公司正在計(jì)劃建設(shè)一座電站，旨在為西部27家當(dāng)?shù)仉娏痉?wù)的數(shù)萬戶家庭供電。簽署協(xié)議的社區(qū)希望以每兆瓦時(shí)58美元(約400人民幣)的價(jià)格購買電力，這也是最初協(xié)議規(guī)定的價(jià)格。
但當(dāng)美國核管會(huì)上個(gè)月批準(zhǔn)電廠的最終設(shè)計(jì)時(shí)(這是美國首次批準(zhǔn)小堆設(shè)計(jì))，預(yù)計(jì)能源成本已經(jīng)上漲了50%以上。一些社區(qū)退出了，另一些社區(qū)擔(dān)心到電廠計(jì)劃的2029年12月投運(yùn)時(shí)，成本可能會(huì)進(jìn)一步上漲。如果電廠不能得到聯(lián)邦政府的大力補(bǔ)貼，電力成本將更高。聯(lián)邦政府已經(jīng)承諾投資14億美元(約96億人民幣)開發(fā)該電站，并將以每兆瓦時(shí)30美元(約207人民幣)左右的價(jià)格抵消該工廠的發(fā)電成本，這可能會(huì)使美國納稅人再花費(fèi)20億美元(約138億人民幣)。
NuScale也在羅馬尼亞、波蘭和加納推廣其小堆電站，該公司在一份聲明中表示，成本上漲反映了“通貨膨脹壓力以及鋼鐵、電氣設(shè)備和其他建筑商品價(jià)格上漲等外部因素，這些都是40多年來未見的。”
代表尋求從Idaho項(xiàng)目購買電力發(fā)電公司的猶他州聯(lián)合市政電力系統(tǒng)公司發(fā)言人LaVarr Webb表示：“希望價(jià)格不會(huì)再上漲。”。“但這還沒有得到證實(shí)。”
Gates支持的Wyoming州Kemmerer市的項(xiàng)目面臨著自己的挑戰(zhàn)。該電站以高濃縮鈾為燃料，TerraPower計(jì)劃最初從俄羅斯采購，該計(jì)劃因國際形勢變化而無法實(shí)現(xiàn)。該公司于2022年12月宣布，將電站投運(yùn)的目標(biāo)日期推遲兩年到2030年。目前，該公司正在游說國會(huì)撥款21億美元，資助能在美國生產(chǎn)此類鈾的設(shè)施。在提出這一請(qǐng)求之前，聯(lián)邦政府已經(jīng)承諾為該公司的Wyoming州電站建設(shè)提供16億美元。
在Houston外一小時(shí)車程的工業(yè)園，一家規(guī)模小得多的模塊化核能公司正在嘗試一種完全不同的方法，一種不依賴任何政府補(bǔ)貼的方法。Last Energy公司計(jì)劃使用傳統(tǒng)核電站所采用的技術(shù)，以與天然氣電廠一樣的成本來發(fā)電。反應(yīng)堆和大部分核心設(shè)備都安裝在一個(gè)整潔的30英尺(約9.14米)長、30英尺(約9.14米)寬、30英尺(約9.14米)高的鋼制盒狀容器中，這個(gè)盒狀容器大部分是在廠址外組裝的，可以通過九輛卡車運(yùn)輸。Last Energy只向歐洲的工業(yè)客戶銷售其模塊，在歐洲，對(duì)新反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的監(jiān)管流程相對(duì)簡單。
通過Michigan大學(xué)的"通向零的最快路徑 "的聯(lián)盟協(xié)調(diào)，正在開展一項(xiàng)復(fù)雜的活動(dòng)，以尋找可能愿意接納核電站的社區(qū)。它已經(jīng)建立了廣泛的數(shù)據(jù)庫，不僅衡量技術(shù)上是否適合建廠和輸電，而且還衡量政治上是否適合。根據(jù)調(diào)查結(jié)果和其他數(shù)據(jù)，對(duì)社區(qū)進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估他們對(duì)在自家后院建設(shè)核電廠的接受程度。該組織的首席數(shù)據(jù)科學(xué)家Gabrielle Hoelzle表示，在尋找電站廠址時(shí)，“我們正在嘗試用一種新的方式開展，并在第一次就把事情做好。我們不能陷入以前的做法，即決定它將建在哪里，宣布它，然后嘗試捍衛(wèi)它。”
Wise縣社區(qū)學(xué)院幾年前因招生人數(shù)少而放棄了其地下采礦專業(yè)，現(xiàn)在正在計(jì)劃如何修改課程設(shè)置，以培養(yǎng)核能方面的人員。學(xué)院校長Kris Westover表示：“我們正在研究，如果我們真的拿到小堆，將需要哪些工作崗位。”。“我們正在努力確保我們做好了準(zhǔn)備。”。
