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编者注:此问答是《大众科学》对从事开发和实施非化石燃料能源技术的公司高管进行的一项调查的一部分。
目前,哪些技术障碍最阻碍了核裂变的增长?在不久的将来和长期内,克服这些障碍的前景如何?
事实上,目前不存在会阻碍美国核能扩张的严重技术障碍。最新一代的核电站建立在数十年卓越成就的基础上,并得到电厂效率显著提高的支持。1980年,美国核电站的平均容量系数低于60%,而今天的平均容量系数超过90%。第三代+反应堆包括对当前型号的安全性和效率改进。
尽管核能扩张不存在技术障碍,但仍存在一些监管和政治挑战。请允许我举两个例子。首先,美国核管理委员会可能难以按照其当前的时间表审查所有许可证申请和设计认证。其次,联邦政府尚未为拟议的核设施提供任何贷款担保,并且该计划的资金不足以向所有拟议的项目提供担保。
尽管有些人认为当前核废料管理方法存在问题,但我认为,在过去几十年中,已经持续证明了用过燃料和其他放射性材料的安全有效管理。这包括用过燃料的储存和运输,以及某些国家核燃料的回收和再利用。管理核废料不存在技术障碍——我们今天正在安全有效地做到这一点。事实上,新任能源部长朱棣文在他的参议院确认听证会上表示,他不认为用过燃料管理是一个应该阻碍核能增长的问题。当然,在选址和实施处置库方面仍然存在政治障碍。
扩大核电规模以服务更大的国家或全球客户群是否存在障碍?
在美国,扩大生产规模的两个主要挑战是制造业基础薄弱以及需要训练有素的劳动力。AREVA公司正在采取重大措施来应对这两项挑战。我们正在投资多个新项目以重建美国核工业,包括在爱达荷州的一个数十亿美元的铀浓缩设施。我们还在弗吉尼亚州纽波特纽斯建立一家工厂,通过与诺斯罗普·格鲁曼公司的合作来制造重型反应堆组件。
我们知道,找到合适的工人来满足不断增长的需求将是一个挑战。该行业预测,在未来几年,我们可能会面临合格员工短缺,尤其是在某些技术工人中。AREVA公司去年在美国雇用了约600名新员工,预计今年将雇用相同数量的员工。我们还在培训工人以满足我们的精确需求。例如,我们在弗吉尼亚州林奇堡的工厂与弗吉尼亚中部社区学院建立了合作伙伴关系,以培训将在该地区工厂工作的新技术人员。
现有的能源基础设施能否应对核能的增长?或者这也需要进一步改造吗?
美国的电力基础设施迫切需要现代化改造;无论我们选择哪种发电方式,我们都必须投资于更新、更高效的电网。事实上,AREVA公司的输配电(T&D)部门生产了这种现代化改造所需的大部分设备和集成解决方案。智能电网的使用可以更有效地输送电力,同时有助于减少系统对环境的影响。然而,即使基于当前的电网,核电站也是一个不错的选择,因为它们提供可靠、可调度的基本负荷电力。
鉴于当前的经济危机,您的行业能否获得必要的资本(来自公共或私人来源)来充分资助其增长?
到目前为止,核能行业受经济危机的影响小于大多数行业。然而,即使在经济形势良好的时期,为商业反应堆或浓缩厂等资本密集型核设施的建设融资也是一项具有挑战性的事业。当前的环境使得联邦贷款担保计划等举措对于核设施的成功开发变得更加关键。
我们必须记住,核能并非唯一获得联邦财政支持的行业。实际上,政府为所有能源来源提供支持,包括煤炭、石油和天然气,以及所有类型的可再生能源,以及核能。当国家考虑投资新的电力基础设施时,我们应该保持长远的眼光。尽管核电站需要大量的前期投资,但其运营和燃料成本具有竞争力和可预测性。
从战略角度来看,核能更大的竞争对手是:现有的煤炭、石油和天然气技术,还是其他替代能源技术?
在过去的二十年中,美国新建电厂中约90%是天然气发电厂。因此,天然气已成为核能事实上的竞争对手;两者目前都产生了全国约20%的电力。 然而,核能的优势之一是其稳定且可预测的燃料成本。一旦核电站的建设成本被摊销,其运营成本将低于包括煤炭在内的任何化石燃料发电厂。如果政府对碳排放征收价格,无论是税收还是碳排放交易体系,像核能这样的无二氧化碳排放源将变得更具竞争力。
AREVA公司积极支持替代能源技术的扩张。该公司与杜克能源公司ADAGE成立了一家合资企业,在美国建设和运营生物质发电厂。我们在欧洲制造海上风力涡轮机。我们认识到,尽管我们预计该行业将实现显著增长,但这些能源是核能等大型能源的补充,而不是竞争对手。
您和您行业中的其他人是否设定了在五年内要实现的成本目标?
在完成首个同类设施(例如EPR反应堆)后,我们预计在一系列后续反应堆的建设中实现显著的成本节约。在我们实现系列生产之前,现在预测实际成本还为时过早。我们的目标是以具有竞争力的成本交付核电站和燃料,使其与其他发电来源相比具有竞争力。