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能源变革时期的核能产业震荡

2021-10-10 来源:四川农业机械网

近一段时间,美国及世界范围核能产业正在发生震荡——加州的现役核电站准备关闭;San Onofre 核电站的核废料无法合理安置;由于全球整个核工业仍笼罩在2011年日本福岛核电站泄露的阴影中,导致德国等国家严重排斥核能在该国的发展,核能产业在全球范围危机四伏。

核能发展面临前所未有的危机

今年3月末,核能产业巨头西屋电力公司宣布破产保护。这一举动严重影响到美国东南部地区两大已完工的核能电站,也预示着未来该产业的巨变。

西屋公司是日本东芝公司的子公司,曾为美国在1979年三英里岛核事故后建设新一代核能发电站提供大量支持。当西屋公司破产保护公告公布几小时内,核能产业的对手们争相伺机加以抨击,与此同时,也有业内人士表示惋惜。行业资深战略分析师Damon Moglen指出“核能确实已经濒临衰败的边缘。像西屋公司这样公认的行业巨头破产保护的消息确实骇人。”Berkeley-based 环境工程公司董事长Michael Shellenberger也表示震惊。该公司是核能用以应对气候变化战略的拥护者。

在乔治亚州的两个核反应堆以及在南加州的另外两个核反应堆均计划应用最新核能技术——AP1000,来迎接核能发展的新纪元,该技术在确保建造结构相对简单,运行安全性提高以及经济性提升的基础上生产充沛的电能。但目前美国所有的在建核能发电设备均被投资延误以及费用超支等问题所困扰。

相关人士表示,尽管核电站的建设进程正在被努力推进,但破产文件确实对工程的延误和成本增加造成不良影响,Georgia site电站目前的建设额外附加费已给附近居民用户的账单增加100美元/年。

在美国前任总统奥巴马执政期间曾担任能源部核能办公官员的JohnKotek现就职于核能产业机构。他指出,“应用AP1000技术的反应堆已在中国建设,首台机组将正式上线运行。设备的建设和应用是有目共睹的。”

即便没有西屋公司的公告,核能产业也正在面临天然气和可再生能源发展的威胁。天然气由于温室气体排放量较燃煤发电排放量减半的优势而被逐渐扩大使用量,同时基于页岩气市场的兴旺,天然气在过去几年保持续低位价格迅猛发展。可再生能源,如风电和太阳能发电的成本也在下降。这最终导致核能在整个国家能源结构中的占比仅为20%。核能发展正在面临前所未有的危机。

DiabloCanyon设备是加州San Luis Obispo地区最新建的核电站,但其前景堪忧。该电站运行商“太平洋天然气和电力公司”宣布,计划最迟于2025年关闭该电站,关闭的主要原因是可再生能源在该州能源系统的占比逐渐增大,能效比的提高以及电储能的发展和用电量低迷。

与此同时,其他地区核能电站关闭的数量仍在持续增加。内布拉斯加州的一座核能电站也于去年底关闭,以及其他10座核反应堆在来年也即将下线,其中的两个反应堆就位于Diablo电站。俄亥俄州的两座核能电站也濒临关闭的边缘。

美国的核能电站均接近退役年限,99个反应堆的在役年限平均达到35年。“核能电站的建设应继续推进,因为这才是应对气候变化的有效途径。”相关人士指出,“具有连续性的核电站设计建造过程,以及优秀样本的复刻,才能有效降低成本支出以及事故的发生。”但与此同时,反对人士也在质疑核能的经济性以及核废料的合理安置问题。

核废料的安置问题悬而未决

在美国,由于核废料问题被世人所瞩目的电站应属San Onofre 核电站。尽管San Onofre电站在2012年1月就停止电力生产,且在计划退役之列,但其堆放于海滨的360万磅核燃料,一直成为周边50英里,840万人的隐患。但目前联邦政府也未曾提出永久安放点以及相关解决方案。这一困扰不仅存在于San Onofre电站,而是存在于该国所有核电站的难题。

在内华达州Yucca山区的仓库,在前任总统奥巴马执政期间曾被回收。尽管川普政府对该山区的仓库另眼相看,但仓库重启过程漫长,期间更有可能会因政策变动而横生枝节中断重启计划。目前在西德克萨斯州和新墨西哥州东部计划设置“统一暂存堆放点”,来解决部分核废料堆放问题。

小型反应堆备受推崇

核能产业拥护者推崇核能新一代技术。以熔盐反应堆为例,其运行可以用来有效校正风电和太阳能发电自身的发电间歇性问题。另一种备受追捧的方案,是小型分散性反应堆。

小型反应堆目前正处于发展阶段,相比传统设备,它由于有效节约使用空间,且部分兼具移动性,可以被广泛应用于各种场地。

俄勒冈州一核能公司NuScale正在致力于推动此项工程的长远发展,该公司已取得核能监管委员会小型核反应堆的设计许可,8年内50兆瓦反应堆即将服役工作。如果该项目成功,这样的设计可以将核能的生命周期成本降低至除水电以外所有能源类型的发电最低成本。

圣地亚哥一能源公司General Atomics已在核能产业发展逾60年,对于核能未来的发展其也有自身的想法。该公司目前正在致力于“能源倍数增量模型”研究,该项研究致力于降低电力生产成本,提升安全性和能效比。若此项研究获得成功,反应堆可以实现由牵引车进行运输,且轻水堆将由氦元素代替进行核心冷却。

“我们相信小型反应堆的发展大有可为,但其仍将花费大量的资金投入来完成此项研究。”General Atomics核能技术和材料公司副总裁Christina Back说,“此项技术有望于2030年完成设计实施。”

就在西屋公司破产保护公告发布前几天,核能产业收到美国国会的利好消息——一项关于美国核能监管委员会推进核能反应堆认证体系发展的法案已在美国参议院两党间投票通过。另一项支持实验反应堆建设的法案也在国家实验室推进。

相关人士表示,政府行为的核能投资引导用以发展核能技术是目前正确的选择。尽管近30年关于核能产业灭亡的传言不断,且近期该行业正在面临不小的挑战,但从长远角度来看,核能产业的前景依然光明。

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