當(dāng)今世界上幾乎每一座核電站都可以追溯到美國愛達(dá)荷州國家實(shí)驗(yàn)室(Idaho National Laboratory)占地890平方英里的龐大綜合體。1951年，那里的研究人員首次開啟核裂變發(fā)電，此后無數(shù)科學(xué)家到訪了這個(gè)偏遠(yuǎn)的地點(diǎn)，測試反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)。
INL 作為美國核能實(shí)驗(yàn)室，其核心任務(wù)包括保持現(xiàn)有反應(yīng)堆的使用和開發(fā)下一代裂變發(fā)電廠。隨著該技術(shù)成為主流電力來源，歷史上在這里共孕育并運(yùn)行了52座反應(yīng)堆。然而，上一次在那里投入使用的反應(yīng)堆還是在1973年。距離上一個(gè)反應(yīng)堆在愛達(dá)荷州啟動現(xiàn)在已經(jīng)過去了50年，漫長的時(shí)間說明了利用核裂變發(fā)電這些年來遭遇的挑戰(zhàn)。
在過去的幾十年里，美國核電行業(yè)基本處于停擺狀態(tài)。INL國家實(shí)驗(yàn)室的一些設(shè)施被封存;1951年利用裂變反應(yīng)中使用的反應(yīng)堆被改建為博物館。2018年，當(dāng)時(shí)一個(gè)巨大的安全殼圓頂幾乎被拆除，美國能源部官員決定保留這個(gè)設(shè)施，此舉很可能具有先見之明。該設(shè)施高約80英尺，外部涂有一層閃亮的銀色油漆。這些墻由12英寸的混凝土和1英寸厚的鋼板制成，科學(xué)家可以在里面測試新的反應(yīng)堆。承包商正在擴(kuò)大裝載門，以便更容易地將大型設(shè)備移入和移出這個(gè)圓頂設(shè)施。
目前，INL實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備引導(dǎo)新一波核技術(shù)推向市場，但僅憑INL的研究能力還不足以確保該行業(yè)在未來幾十年應(yīng)對氣候變化方面發(fā)揮重要作用。數(shù)十家公司正在開發(fā)先進(jìn)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)通常比今天廣泛使用的大型發(fā)電廠要小。這種方法被譽(yù)為是建造反應(yīng)堆的一種更快、更便宜的方式。許多公司正計(jì)劃前往INL朝圣，INL擁有大量評估反應(yīng)堆堆芯、燃料、冷卻劑材料和其他關(guān)鍵部件的設(shè)施。這些新設(shè)計(jì)在投入使用之前需要進(jìn)行嚴(yán)格的測試，以確保安全性和可靠性，而這十年的研究將對本世紀(jì)剩余時(shí)間的核工業(yè)格局產(chǎn)生重大影響。INL材料與燃料綜合實(shí)驗(yàn)室副主任Ron Crone說：“這是困難的事情，但也是有趣的事情。這里是核能的迪斯尼樂園。”
包括國際能源署在內(nèi)的機(jī)構(gòu)呼吁積極擴(kuò)大無碳的核技術(shù)，以幫助控制氣候變化，但初創(chuàng)公司不得不應(yīng)對不斷上升的成本和極其緩慢的監(jiān)管審批過程。去年11月，NuScale Power Corp.取消了在INL核電站建造一座商業(yè)發(fā)電廠的計(jì)劃，這本是美國第一座使用的小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)。鋼鐵和其他關(guān)鍵材料價(jià)格的上漲，以及更高的資金利率，將該公司的電力成本推高了50%以上。這使得該公司很難找到足夠多的客戶來證明該項(xiàng)目的合理性。NuScale是唯一一家獲得美國核管理委員會SMR設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的公司，愛達(dá)荷州項(xiàng)目是其旗艦項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目取消是核能行業(yè)復(fù)興的一大挫折。
第53號反應(yīng)堆有望在2025年完工(工業(yè)供熱的微型反應(yīng)堆)，后面至少還有三個(gè)反應(yīng)堆。INL有一個(gè)時(shí)間表，計(jì)劃在這里和美國其他地點(diǎn)開發(fā)更多的反應(yīng)堆，包括田納西州橡樹嶺的一個(gè)姐妹國家實(shí)驗(yàn)室，以及計(jì)劃在得克薩斯州、懷俄明州和其他地方的商業(yè)項(xiàng)目。這些不同的項(xiàng)目使用不同類型的鈾燃料，并采用新的冷卻材料。其中一些用于研究，還有一個(gè)小型微型反應(yīng)堆，旨在為遠(yuǎn)程軍事基地供電，而另一些反應(yīng)堆則更大，預(yù)計(jì)將投入商業(yè)服務(wù)，為電網(wǎng)供電。
核工業(yè)的復(fù)興，還面臨更大的問題，不僅是這些公司是否能夠交付新的反應(yīng)堆，還包括它們是否應(yīng)該這樣做。綠色和平等知名環(huán)保組織強(qiáng)烈反對推廣核能，因?yàn)楹四墚a(chǎn)生的廢物將在幾個(gè)世紀(jì)內(nèi)處于危險(xiǎn)狀態(tài)。這些組織呼吁各國部署更多的風(fēng)能和太陽能，一些國家政府也認(rèn)為部署可再生能源更容易，在迪拜舉行的第28屆聯(lián)合國氣候變化大會氣候倡議到2030年將世界可再生能源產(chǎn)能增加兩倍。
但對于核能支持者來說，INL的研究至關(guān)重要，從這里起步的核電反應(yīng)堆目前供應(yīng)全球約10%的電力。核能是僅次于水電的第二大無碳能源，是控制排放的關(guān)鍵。除了在COP28上倡導(dǎo)可再生能源外，美國還率先推動到2050年將全球核能增加兩倍。
具有不同尺寸和能力的新反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的出現(xiàn)可能有助于核能行業(yè)的擴(kuò)張。目前正在使用的傳統(tǒng)核電站通常有大約1吉瓦的容量，大約足夠?yàn)?76000戶家庭供電。喬治亞州的Vogtle核電項(xiàng)目計(jì)劃于明年完工，比計(jì)劃晚了七年多，比預(yù)算至少多出160億美元。目前新建的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)要小得多，其中一些可能小到1兆瓦，預(yù)計(jì)將在工廠建造并現(xiàn)場組裝。這種方法可能會使系統(tǒng)的部署更容易、更快，也可能為核能進(jìn)入世界各地的新市場打開大門。
