[这是关于核能未来的深度报道的第二部分。]
布朗斯费里是阿拉巴马州田纳西河上一个不起眼的渡口的名字。它也是美国核能复兴的诞生地。2007年5月，一个被平淡地称为1号机组的100万千瓦级核反应堆在关闭22年后重新开始沸腾水，并进行了耗资18亿美元的翻新。
布朗斯费里只是开始。田纳西河谷管理局（TVA）是布朗斯费里三个核反应堆的所有者，它还计划完成田纳西州沃茨巴的停滞反应堆以及阿拉巴马州贝尔丰特的两个新反应堆；总部位于新泽西州普林斯顿的NRG能源公司希望在其南德克萨斯州核电站建造两个新的反应堆。
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总部位于北卡罗来纳州的Progress Energy希望在2017年之前在佛罗里达州坦帕湾附近用两个新的核电站取代两个旧的燃煤电厂，每个核电站的成本约为70亿美元，该价格标签已计入该公司向当地用户的账单中。如果建成，这两个机组将是自1973年亚利桑那州温特斯堡的帕洛维德电厂以来第一个订购和建造的全新核电站——长达25年的新建禁令可能即将结束。
“对电力的需求持续存在，其中一定比例的电力需要是基本负荷”（一个行业术语，指始终可用的电力），总部位于华盛顿特区的行业组织核能研究所（NEI）的新工厂部署高级主管阿德里安·海默说。“那会是什么呢？目前煤炭不受欢迎，天然气价格波动[不稳定]。因此，人们正在关注核能。”
联邦政府也赞同这些观点。布什政府推动了贷款担保，即建设延误的成本将由美国纳税人承担，而奥巴马政府已表示支持新的核电站。奥巴马的能源部长物理学家史蒂文·朱在1月14日的确认听证会上说：“正如我之前所说，核能将成为我们能源结构的重要组成部分。”“它目前占我们电力生产的20％，但它占当今无碳电力部分的70％。而且它是基本负荷。因此，我认为我们应该向前推进，这非常重要。”他补充说：“该国的心情肯定在改变，因为核能是无碳的，我们应该用新的眼光看待它。”
联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）也同意这一点，指出核能可以“在未来为无碳电力和热能做出越来越多的贡献”，前提是燃料限制、成本、废物管理、安全性和“不利的公众舆论”可以克服。
目前，公用事业公司已提交了17个26个新反应堆的申请，美国核管理委员会（NRC），负责监督核电行业的联邦机构，预计今年还将收到三个5个反应堆的申请。
但像指纹一样，美国没有两个核反应堆是完全相同的，即使是那些位于同一设施中彼此相邻的反应堆。在很大程度上，这是因为所有核反应堆都是在建造时设计的，导致了一系列的变化，以及一系列的延迟。总部位于伊利诺伊州的公用事业公司Exelon的通信副总裁克雷格·内斯比特说，“我们在美国有104个定制的工厂”，该公司是17个反应堆的所有者和运营商，是该国最大的机队。
美国30年来第一个新的核反应堆也不例外：NRG希望在目前运行着两个压水反应堆的南德克萨斯州同一地点建造两个新的沸水反应堆。“我们想要一种由某人按时且按预算建造的技术，”NRG首席执行官大卫·克莱恩在2007年接受《大众科学》采访时解释说。“在四种[新反应堆技术]中，只有一种满足了该标准，那就是先进的沸水反应堆。”
但是，无论需要多长时间，或者其技术是否是最好的，田纳西州沃茨巴基地的第二个反应堆（由于成本飞涨而在1985年被封存）都将与已经运行的反应堆相同。TVA负责建造新反应堆的核运营高级副总裁阿肖克·巴特纳加尔在2007年参观沃茨巴时说：“我们研究了所有不同的发电方法，发现[核能]是最清洁、最安全、最可靠，也是提供额外基本负荷发电的成本最低的方法。” 当然，“我们在这个国家真的已经很长时间没有进行大规模建设了。”
中央规划
为容纳沃茨巴核电站的两个反应堆而建造的双冷却塔，矗立在田纳西河的弯道处，但只有一个冷却塔冒着蒸汽。那里压水反应堆于1996年开始运行，在经历了23年的建设后，因延误和代价高昂的错误而饱受困扰，它的名字来源于曾经困扰河船的沙洲。沃茨巴大坝的建设解决了这个问题，反应堆依靠这个河水库来冷却其反应堆堆芯并产生实际驱动发电的蒸汽。
这种压水反应堆利用燃料棒中铀同位素裂变产生的热量来加热水和硼的溶液，硼通过吸收中子来帮助控制放射性燃料的反应活性。不过，反应堆的名称来源于这样一个事实，即水在压力下，大约每平方英寸2000磅（每平方厘米141公斤），以确保尽管水温达到约600华氏度（300摄氏度），但水永远不会沸腾。
然后，这种过热的加压水通过一个热交换器（称为蒸汽发生器），将热量传递给压力较低的普通水，使其变成蒸汽。而这种蒸汽最终转动产生电力的涡轮机。NRC培训师兼前全国核电站运营商格雷格·卡拉韦说：“这只是另一座发电厂。”“您可以判断这是一个核电站是因为蒸汽压力较低，但原则上它与燃煤电厂相同。”
但是，沃茨巴反应堆与一些同类的压水反应堆不同，因为它依靠冰来保护堆芯免受失控反应的影响。一个装满冰的巨大拱顶随时准备冷凝过热反应堆堆芯冷却过程中产生的蒸汽，这一安全设计已被证明难以维护且成本高昂。卡拉韦说：“它们完全是一团糟，每个建造它的人都希望自己没有建造它。”“维护它需要很多钱……他们在混凝土[用于更大的安全壳]中节省的钱，他们花了10倍以上。”
尽管如此，在已经存在的60％完成骨架上建造的沃茨巴的新反应堆，将在各个方面与旧的反应堆相匹配。“为什么不像新的先进反应堆设计那样使用新的东西？这实际上是一个时间[决定]的价值，”巴特纳加尔说。“在这个项目结束时，我们需要最终在2号机组上得到一个运行中的反应堆，该反应堆的设计、许可和运行与1号机组类似。为此，我们还必须做的不仅仅是完成在2号机组上剩下的东西，我们还必须对1号机组自启动以来所做的所有修改进行修改。”
当然，这也意味着2号机组将不得不避免导致1号机组在23年中花费超过70亿美元建造的所有错误，包括不得不重做一些焊接，并由于安装和文书工作不当而更换超过100万英尺的电缆。“在某些方面，拆开和重建比从头开始建造更困难，”美国核管理委员会东南地区建筑副区域主管洛伦·普利斯科说，特别是因为美国核管理委员会和TVA都必须确保在1号机组中解决的问题也在2号机组中得到解决。
TVA估计，新机组的完工成本仅为25亿美元，预计将于2013年完成，这使得沃茨巴2号机组有可能成为第二个开始发电的新反应堆。普利斯科说：“在某些方面，我们将其视为新反应堆的训练场。”
新反应堆
TVA也希望建造先进设计的反应堆。该机构正在为其贝尔丰特发电厂的另外两个反应堆提交申请。这些反应堆将采用一种真正新颖的设计：西屋电气公司开发的所谓AP-1000，这是第一个获得美国核管理委员会认证的新反应堆，尽管在进行一些修改后，目前正在进行进一步的审查。
AP-1000是四个新的所谓Gen III+反应堆之一，因为它属于核反应堆设计第三轮修订的一部分；其中第一个，匹兹堡附近的希平波特原子能发电站只能产生60兆瓦的电力，也是由西屋公司制造的。相比之下，根据其制造商的说法，AP-1000将能够产生1,154兆瓦的电力，其输出与同行相似：通用电气的先进沸水反应堆和阿海珐的进化型压水反应堆。
反应堆设计因其被动安全功能而获得名称中的加号，即无论是否有人为干预都会启动的安全技术。对于AP-1000而言，这意味着冷却水位于反应堆堆芯上方，并且在发生像1979年宾夕法尼亚州三里岛事件那样的潜在熔毁时，随着热敏阀门的打开，冷却水将直接流入反应堆，从而关闭反应。“从来没有花这么多钱来证明水向下流，”西屋发言人沃恩·吉尔伯特说。
而且，尽管包含核反应堆的容器被一层四英尺（1.2米）厚的混凝土进一步包裹，但该外壳被一座实际上向大气开放的建筑物所包围。如果混凝土安全壳升温，自然对流将吸入冷却空气。西屋公司监管事务和标准化副总裁埃德·卡明斯说：“如果您不冷却它，燃料就会熔化。”“您必须将热量转移到某个地方——要么是大量的水，要么在我们的案例中，转移到大气中。”
据吉尔伯特称，该设计的简单性带来了其他好处，尤其是在价格方面。他说：“由于工厂更简单，泵更少，布线更少，放入工厂的重型材料更少，因此可以降低您的建设成本。”“它还降低了您的长期运营成本。”卡明斯表示，西屋公司预计将以每千瓦3,500至4,500美元左右的价格交付AP-1000，或总计超过60亿美元，假设建设需要三年时间。
但是，这些反应堆最终的成本会是多少呢？ 答案仍然未知，直到实际建造一个反应堆为止。延误、失误和其他阻碍因素导致上一轮核反应堆的建造成本飙升。据美国国会研究服务处（pdf）称，估计范围从至少 20 亿美元到高达 140 亿美元不等，而且自 20 世纪 80 年代以来完工的反应堆平均成本为每千瓦时电力 4,000 美元。当然，这会影响它们产生的电力有多贵。 NEI 的海默承认：“坦率地说，我们不知道。”
核工业界坚持认为，核电站的建造成本不得超过每千瓦 4,500 美元。科罗拉多州的基石中心汇集了公用事业高管、环保主义者和其他专家，以审查核能的未来作用，该中心在 2007 年估计，最终核电的成本将在每千瓦时 8 到 11 美分之间。
美国能源部（DoE）表示，新建核电站的平均成本为 70 亿美元，这超过了目前拥有核电站的所有上市能源公司平均市值的四分之一。“市值平均为 250 亿美元的公司无法承担太多核电站，”能源部核能助理部长丹尼斯·斯珀吉恩在今年 7 月的一次演讲中指出。
因此，有了贷款担保，由于有美国政府的支持，公用事业公司可以在任何贷款上获得优惠利率，杜克能源公司核能开发副总裁布莱恩·多兰表示。“它降低了资本成本，因此使业主能够以较低的费率向用户提供电力。” 他补充说，“但这对我们前进并非至关重要。”
尽管如此，据美国能源部称，像杜克这样的公用事业公司申请了价值 1220 亿美元的贷款担保。在目前的计划下，该部门只有 185 亿美元可以提供。此外，《2005 年能源政策法案》规定，从新建核反应堆获得的电力，每千瓦时补贴 1.8 美分。
落基山研究所的能源专家阿莫里·洛文斯说：“这是核电站能够获得融资的唯一方式，即以纳税人的钱为代价。” “2006 年，仅分布式可再生能源就获得了 560 亿美元的私人风险资本。核能像往常一样，为零。那些认真对待市场的人到底不明白什么？”
洛文斯补充说：“世界上购买核电站的唯一人群是中央计划者，无论他们是在中国或日本这样的政府，还是在田纳西河流域管理局，这是一个不负责任的公用事业公司。” 并且，目前，在 26 个拟议的新反应堆中，只有一个是在电力市场放松管制的地区建造的； 公用事业公司更喜欢在仍然受到监管的地区建造它们，在那里可以保证他们最终从用户那里收回建造成本——就像 Progress Energy 目前在佛罗里达州所做的那样。
环境组织自然资源保护委员会的气候中心政策主管大卫·多尼格说：“在接受了 50 年的补贴之后，他们现在应该能够自食其力了。” 但是，他补充说，“我们没有死硬的反核立场。”一位不愿透露姓名的国会工作人员指出：“如果核能能够与风能和太阳能等所有其他无碳能源在公平的竞争环境中竞争，那么他们就应该这样做。他们不断地伸出手来，要求数百亿美元的补贴，但没有建造任何核电站，这主要是因为华尔街和私人投资者不想与它有任何关系。”
通用电气日立核能总裁兼首席执行官杰克·富勒在一份声明中表示：“全球金融环境正在导致一些美国公用事业客户，主要是那些依赖资本市场为其项目融资的客户，重新确定需求优先级，并考虑新建核电站的方案。” “我们确实相信核能复兴将在美国和全球发生。我们从事核能业务已有 50 年了，我们将长期坚持下去。”
田纳西河流域管理局的前负责人 S. 大卫·弗里曼指出，田纳西河流域管理局今天仍然负债 250 亿美元，其中很大一部分是由于 1970 年代末建造 17 个核反应堆的计划所造成的灾难性财政负担，其中只有 6 个最终建成。“在这个恐怖主义时代，我们应该建造更多放射性工厂的想法对我来说没有多大意义，”他告诉 《查塔努加自由新闻报》，并指出这些电厂的电力成本可能高达每千瓦时 12 美分，而田纳西河流域管理局系统中现有电厂的电力成本约为每千瓦时 8 美分。
发展核能
成本并非唯一令人担忧的原因。新建核电通常意味着要建设新的输电线路，这是一个政治上和财务上都很敏感的过程。被称为蒸汽发生器的换热器的使用寿命并没有最初想象的那么长，需要进行昂贵的更换。而且，也许最重要的是，建造上一轮核反应堆的劳动力几乎都已不在。
NEI 的海默指出：“我们上一次真正从头开始建造核电站是 30 年前的事了，”该组织已经启动了区域培训，以确保有足够的工人，例如，拥有在新核电站进行焊接所需的认证和技能。
但问题还在于，美国并不是唯一一个重启核工业的国家；即使是石油资源丰富的阿拉伯联合酋长国也计划在布什政府签署的协议的帮助下建造新的核电站。亚洲国家从未停止发展核能——目前有 35 个新的反应堆正在建设中。 中国单独加快了其在未来几年内建造五个核电站的计划，其中包括在世界任何地方建造的第一个 AP-1000。“这不仅雄心勃勃，而且在全球范围内都雄心勃勃，”海默说。
对于核电站的潜在建设者来说，获得他们需要的物品将很困难，例如保护核反应堆的巨大钢制安全壳。目前，世界上只有一家公司——位于北海道的日本制钢所（也生产令人垂涎的武士刀）能够处理制造圆柱形容器所需的 600 吨钢锭，使其强度均匀。
虽然其他公司，例如韩国的斗山重工业和法国的阿海珐公司，正在提高他们的能力，但他们需要数年时间才能赶上日本制钢所的能力。这意味着新的核电站不会很快上线。
洛文斯说：“如果气候是一个问题，我们需要每美元获得最多的解决方案，并且每年获得最多的解决方案。” “在购买核能以外的东西时，每花一美元就可以减少 2 到 10 倍的煤炭消耗量。每当我花一美元购买昂贵的解决方案时，我就会放弃更多可以用更便宜的解决方案购买的东西。”
核能衰落？
目前，核能约占美国发电量的 20%——2007 年为 8060 亿千瓦时以上。杜克能源公司的发言人汤姆·威廉姆斯表示，为了简单地维持发电结构中的这一部分，未来几年内必须建造 35 个新的反应堆。
美国核管理委员会主席戴尔·克莱因估计，在未来十年左右的时间里，需要新建 50 座 1,000 兆瓦的电站。 他在 2008 年 1 月的一次演讲中说：“即使是最热情的拥核人士也不认为很快会有 50 座新的核电站发电。”
芬兰正在努力建造一座第三代+核反应堆——阿海珐的所谓进化型压水堆或 EPR——该项目已经落后计划三年，预算超支约 20 亿美元（15 亿欧元），引发了芬兰公用事业公司和法国核电站建设商之间关于谁将承担额外成本的仲裁行动。
这意味着，至少在短期内，核能可能不会在应对气候变化方面发挥重要作用。如果情况确实如此，那么批评人士认为，没有必要复兴它。核信息和资源服务处执行主任、长期反核活动家迈克尔·马里奥特说：“你可以建造的最危险的电站是以前从未建造过的电站，而所有这些电站都是如此。” “在核电上花费巨额资金是关闭燃煤电站或阻止建造新电站最慢、效率最低的方式。”
此外，过去的节能措施意味着美国在 1986 年消耗的能源总量与 1974 年相同，并且随着奥巴马政府有望专注于此类效率计划，可能再次避免对新核电站的需求。西屋公司的吉尔伯特说：“如果你是公用事业公司的高管，你心中会想着气候变化，但这不一定是驱动力。” “驱动力是建造新发电厂的经济性。”
但是，还有其他一些因素可能会阻碍未来的任何裂变。“我们不会与邻居就建造新电站发生争执。另一个主要标准是，必须对高放射性废物问题有所决议，”Exelon 公司通信副总裁克雷格·内斯比特说。“我们认为，在知道我们让该社区在不确定的时间内承受高放射性废物的情况下，在另一个社区建造另一个电站是不合适的。”