美國核能發(fā)展計劃

當美國宣布啟動核電站建設之時，美國業(yè)界即認定這是美國重振核能工業(yè)之際。也正是由此開始，美國政府重新審視國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)，將核能列為其清潔能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。同時，大力推進核能研發(fā)進程，加大對先進核能技術(shù)的投資力度，通過獲取技術(shù)優(yōu)勢，重塑其一度拱手讓出的全球核能領(lǐng)導地位。然而，縱觀美國核能近一兩年的表現(xiàn)，與業(yè)界的預期多少不太相符。國內(nèi)市場不溫不火，國際市場也鮮有大手筆運作。是受制于當前全球低迷的經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢，還是在各種利弊權(quán)衡中依舊難以放開核能決策？美國發(fā)展核能的態(tài)度與決心究竟如何？帶著各種從公開渠道獲取的零散信息以及對美國核能發(fā)展方向的種種疑問，本刊對美國能源部駐中國辦公室主任Robert (Bob) G.Ivy進行了采訪。從其回答中，我們依稀能夠感受到，美國有著重回世界核能舞臺的勇氣與決心，也有著重掌核能話語權(quán)的魄力與動力，但美國這一輪的核能復興之路，同樣有著自己設定的節(jié)奏和進程。記者：從目前的現(xiàn)實情況來看，美國國內(nèi)核電并沒有特別大的發(fā)展。外界一致認為，由于頁巖氣等新能源的開發(fā)，同時核電成本相對較高，美國國內(nèi)對核電的需求并不強烈。那么，美國政府現(xiàn)在對待核能發(fā)展的態(tài)度到底如何？Robert (Bob) G.Ivy：核能在避免碳污染和提供經(jīng)濟適用的能源方面發(fā)揮了重要作用，在過去的二十年里為美國提供了近20%的發(fā)電量，約占美國無碳電力的60%。能源部核能辦公室（NE）的主要任務是推進核能作為一項資源能夠滿足我們國家的能源供應、環(huán)保和能源安全的需要。我們尋求通過研究、開發(fā)和示范解決技術(shù)、成本、安全、保障和監(jiān)管等問題。我們通過專注于發(fā)展先進的核技術(shù)，對政府提出的提供國內(nèi)安全的能源來源、減少溫室氣體排放、加強國家安全的目標給予支持。記者：目前，核能強國如法國、日本、俄羅斯等都在國際市場頻繁出手，但美國卻相對缺少大手筆商業(yè)運作。業(yè)界一致認為美國是在等AP1000真正商業(yè)運行成功才大力出擊國際市場。對于當前的國際市場，美國政府的真實想法到底是什么？Robert (Bob) G.Ivy：雖然美國政府不再直接參與核能市場的商業(yè)運作，但我們一直在為核能創(chuàng)新發(fā)展的技術(shù)進行投資。例如，最近，美國能源部就為美國小堆公司提供了一筆相當可觀的資金支持。然而，值得注意的是，即使面對由國家資助的競爭對手，美國的供應商仍被認為具有相當?shù)氖袌龈偁幜?。這無疑體現(xiàn)了美國供應商在技術(shù)、質(zhì)量及機組安全性上的巨大優(yōu)勢。同時，相較于其它出口信貸機構(gòu)，盡管受制于諸多限制，美國進出口銀行在降低核電出口融資成本方面依然發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。為了充分利用這些優(yōu)勢，美國集政府之合力，積極利用其資產(chǎn)和能力使美核能出口公司在國際市場的激烈競爭中取得最好成績。這其中包括商務部、聯(lián)邦行政部門、能源部及進出口銀行的大力擁護與倡導，同時還有來自白宮國家安全委員會的強力協(xié)調(diào)，以及包括總統(tǒng)、副總統(tǒng)和內(nèi)閣成員在內(nèi)的適時的直接支持與宣傳。這種集政府之合力力推的做法，為美國核能供應商在世界范圍內(nèi)樹立以提供最具創(chuàng)新力、高效、安全、穩(wěn)固并以客戶為導向的產(chǎn)品與服務的形象起到了積極的推動與強調(diào)作用。通過這些舉措，也在國際舞臺上展示了美國世界級的核安全與核安保監(jiān)管能力、大學以及國家實驗室力量。記者：美國能源部一直為國內(nèi)的核能研究提供經(jīng)費支持，包括為美國的大學、國家實驗室和工業(yè)界的前沿核科學與工程提供資助。在核能研究領(lǐng)域，美國能源部的政策導向是什么？下一步有著怎樣的計劃？Robert (Bob) G.Ivy：NE一直在提供資金支持核技術(shù)的研究和開發(fā)（R&D），提升相關(guān)的基礎設施。技術(shù)的創(chuàng)新可以提供創(chuàng)造性的解決方案以應對當前的核能源挑戰(zhàn)，實現(xiàn)未來的核能源部署。NE根據(jù)能否最好地滿足其需求，通過競爭獎勵和直接資助兩種機制來支持研究活動。這些努力對于平衡NE的研發(fā)投資和鼓勵利用創(chuàng)造性解決方案部署新的核能源以應對全球核能源挑戰(zhàn)至關(guān)重要。NE研發(fā)投資的競爭獎勵已部分通過院校、工業(yè)、國家實驗室及在NE交叉項目指導下的國際合作伙伴之間的綜合性與合作性研究中實現(xiàn)。NE認為有必要支持科研能力強的美國大學參與到核能研發(fā)中，因為大學往往被定位為可以提供一些必要的創(chuàng)新和變革方法的最佳選擇，來填補當前必須解決的技術(shù)和知識空白，滿足國家長期的能源需求。自2009年以來，NE向美國35個州及哥倫比亞特區(qū)的共89所美國院校提供了2.9億美元的競爭獎金用于研發(fā)（2.35億美元）和提升院?；A設施（3600萬美元）。這些院校領(lǐng)銜的研究項目橫跨核能全領(lǐng)域，開發(fā)先進的反應堆概念可以提高競爭力，技術(shù)的開發(fā)和分析能夠確?？沙掷m(xù)的核燃料循環(huán)，先進的建模與模擬方法可以用來更好地理解核反應堆和燃料系統(tǒng)的行為。記者：美國計劃在今后的5年出資4.52億美元用于支持模塊式小型堆的研發(fā)，后又提出要建設500個小型堆來替代老舊的火電機組。針對小堆的發(fā)展，美國能源部的整體規(guī)劃是怎樣的？​Robert (Bob) G.Ivy：能源部的小型模塊化反應堆許可技術(shù)支持計劃是一個為期6年投資4.52億美元的項目，旨在促進加速小型模塊化反應堆（SMR）部署，通過申請人與行業(yè)合作伙伴成本共擔的合作方式，提供資金支持美國SMR項目設計驗證和許可證申請，并解決SMR通用問題。但能源部不負責任何SMR的實際施工或操作。到目前為止，沒有一個現(xiàn)有的美國SMR概念完成設計、獲得許可證或在建設中。如果未來十年SMR可以進行商業(yè)部署，SMR可能會在解決美國能源、經(jīng)濟和氣候目標中發(fā)揮重要作用。第一輪成本共擔合作項目資助授予美國mPower團隊，該團隊由美國巴威公司（Babcock & Wilcox）、田納西河流域管理局（TVA）和貝克特爾公司（Bechtel）組成。項目范圍包括完成設計驗證、場地特征描述、獲取施工許可證，同類別首個工程活動和相關(guān)的核管理委員會（NRC）審查流程。這個項目的目標是在2022年前將SMR投入商業(yè)運行。mPower小型模塊化反應堆是一個180兆瓦壓水反應堆，設計有非能動安全特性，可以減少設計基準事故。第一個mPower小型堆擬在TVA管轄內(nèi)的克林奇河（Clinch River）建造，這是一個主體在地面以下的雙堆電站。2013年3月能源部發(fā)布了第二輪項目倡議，專注于創(chuàng)新的SMR技術(shù)，能夠在當前通過認證的設計基礎上改善安全性和性能。倡議還要求SMR商業(yè)運行日期能夠定（COD）在2025年。2013年12月美國能源部選擇了NuScale Power公司作為這個項目的第二個合作伙伴。NuScale小型模塊化反應堆是一個45兆瓦壓水反應堆，通過在所有條件下依靠自然過程冷卻反應堆提供高水平安全性。標準設計是一個12個單元的機組核電站，提供總計540兆瓦反應堆，及多重屏障以應對任何潛在的放射性物質(zhì)排放，包括主體在地面以下的布置結(jié)構(gòu)。能源部目前在與NuScale Power公司進行合作協(xié)商，預計今年晚些時候會完成資金授予工作。記者：在核廢物處理上，美國能源部去年發(fā)起一項為期5年的研發(fā)項目，目前進展如何？在乏燃料處置上，美國能源部的政策是什么？Robert (Bob) G.Ivy：去年奧巴馬政府公布了管理和處置用過的核燃料及高放射性核廢料政策，該政策提出的核廢料管理系統(tǒng)包含一個小規(guī)模臨時貯存設施，用來接收已關(guān)閉的反應堆里用過的核燃料；一個大而完整的臨時貯存設施和一個地質(zhì)貯存庫，這些不僅要基于正確的科學技術(shù)，還要取得地方、州政府和部落公眾的認可。2014財政年度里，美國能源部一直在支持符合美國核未來藍絲帶委員會建議的核廢料研發(fā)活動和政府政策。作為這項工作的一部分，我們對電力科學研究院（EPRI）牽頭的一個干式貯存研發(fā)項目給予了支持。EPRI將與行業(yè)伙伴合作開發(fā)一個具有更新標準的干式貯存系統(tǒng)設計，允許更多的儀器來測量商業(yè)核電站移除的高燃耗乏燃料。這項設計最終必須通過美國核管理委員會（NRC）的許可核準程序。一般來說，燃耗與反應堆燃料產(chǎn)生的能量有關(guān)。過去幾年里，燃料技術(shù)上已有諸多改進，從而幫助核電運營商實現(xiàn)了更高的燃耗水平，捕獲的能量幾乎是以前的兩倍。能源部研究了當前用于存儲商業(yè)核反應堆乏燃料的長期干式貯存系統(tǒng)，并確定了繼續(xù)研究的領(lǐng)域，以及數(shù)據(jù)收集包括貯存桶內(nèi)溫度和桶內(nèi)潛在的氧化等化學反應。關(guān)于EPRI領(lǐng)導的研究項目，美國能源部國家實驗室將對長期干式貯存系統(tǒng)組件進行實驗室測試，使用不同的乏燃料，包殼技術(shù)和其他參數(shù)來支持安全可靠的擴展存儲和干式貯存技術(shù)。