美国首个小型核反应堆设计获批

然而,成本和安全问题仍然存在

美国核管理委员会(NRC)已批准一种新型反应堆的设计,即小型模块化反应堆(SMR)。该设计来自位于俄勒冈州波特兰市的NuScale Power公司,旨在加快建设速度,降低成本,并提高相对于传统核反应堆的安全性,传统核反应堆通常体积要大得多。SMR的支持者长期以来一直吹捧它们是振兴美国核工业和扩大低碳电力普及的一种方式。但一些专家对该行业在实际建造任何此类反应堆之前必须解决的潜在费用和剩余安全问题表示担忧。

NuScale董事长兼首席执行官约翰·霍普金斯在一份新闻稿中表示:“这不仅对NuScale来说是一个重要的里程碑,对整个美国核工业部门来说也是如此。”

美国核管理委员会的设计批准和相关的最终安全评估报告(FSER)并不意味着该公司可以开始建造反应堆。但是,公用事业公司现在可以向美国核管理委员会申请建造和运营NuScale的设计。鉴于过去三十年中美国几乎没有完成新的核电站建设,SMR可能有助于重振衰退的行业。


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NuScale的SMR是在美国能源部近3亿美元的帮助下开发的,其发电容量为50兆瓦,远小于标准核反应堆,标准核反应堆的发电容量可以达到1000兆瓦(MW)以上。一家公用事业公司可以在单个站点组合多达12个SMR,产生600兆瓦的电力——足以供电一个中等城市。美国核管理委员会表示,预计将在2022年收到NuScale的60兆瓦版本SMR的申请。

核工业界表示,SMR的建造速度和成本可能比传统反应堆更快、更低——就像在生产线上批量生产并运往各个地点的产品,而不是在每个地点定制建造。客户还可以订购和组合不同数量的单元,从而实现广泛的容量范围。根据国际原子能机构的数据,全球正在考虑数十种SMR设计,其中一些在阿根廷、中国和俄罗斯处于“建设的后期阶段”。

一些行业支持者认为,SMR是在短期内引入大量无排放技术的最佳选择,以帮助应对气候变化。反对者则列举了核废料处置这一尚未解决的问题,以及与可再生能源相比,建造任何核电站所涉及的巨额成本和时间。

NuScale认为它可以避免近年来困扰传统核电站建设的惊人的成本超支和多年的延误。该公司营销和传播副总裁黛安·休斯表示,该公司预计在2023年至2042年间销售674至1682座反应堆。这一范围的高端将代表超过80吉瓦的容量,接近美国现有核容量的98吉瓦。这些电力由不到100座大型反应堆提供;现有核电站约占该国电力供应的20%。NuScale已与美国、加拿大、约旦、罗马尼亚、乌克兰和其他国家的公司和公用事业公司签署了谅解备忘录。这些协议仅意味着各方将共同探讨潜在的交易。

NuScale的首个计划项目是与犹他州联合市政电力系统(UAMPS)合作,UAMPS是一个州级组织,向周边州的小型社区所有公用事业公司批发电力。NuScale计划在2027年之前将其首座反应堆交付给位于爱达荷州国家实验室的UAMPS项目;计划于2029年投入运营。到2030年,另外11座反应堆将使该项目达到720兆瓦。一部分发电将出售给美国能源部,其余部分由UAMPS成员公用事业公司购买。部分电力协议已经到位,尽管一些市政当局由于价格担忧而已经退出。其他市政当局必须在9月30日之前退出该项目。

专家们对NuScale SMR的安全性和潜在成本都表示怀疑。在9月2日举行的在线新闻发布会上,不列颠哥伦比亚大学的教授和核专家M. V. 拉玛纳讨论了他在俄勒冈州社会责任医师组织的要求下编写的一份报告,该报告强调了与UAMPS项目相关的重大问题

拉玛纳说:“我很遗憾地说,未来将面临风险和高昂的代价。”他指出,仅在过去五年中,来自各个来源的UAMPS项目成本估算已从约30亿美元增加到超过60亿美元。NuScale最初设定的在2016年前实现反应堆运行的目标已被推迟了十多年,这反映了美国核工业的普遍低迷。拉玛纳补充说,消费者的成本可能远远超过与太阳能和风能等其他无排放能源相关的成本。

尽管美国核管理委员会批准了新型SMR的设计,但一些安全功能仍需要调整。“我不认为未来的NuScale申请者将从一项存在安全漏洞的设计认证中受益,”关注科学家联盟的核能安全主任埃德温·莱曼说。他指出,尽管美国核管理委员会的一位专家和一个外部顾问委员会提出了质疑,但美国核管理委员会仍然发布了最终安全报告。

在2020年7月的一份报告中,美国核管理委员会核工程师单来路讨论了一个称为硼稀释的复杂问题,这可能会导致“燃料失效和瞬发临界状态”——这意味着即使反应堆关闭,裂变反应也可能重新开始并引发危险的功率升高。在另一份报告中,美国核管理委员会的反应堆安全咨询委员会也指出,“几个潜在的风险重大项目”尚未完成,但它仍然建议美国核管理委员会发布最终安全评估报告。该机构对后一份报告的回应表示,这些项目将在提交特定场址的许可申请(实际开始建造和运行反应堆所需的步骤)时进行进一步评估。

NuScale的休斯说:“NuScale和美国核管理委员会的工作人员详细审查了硼稀释问题,并达成了类似的结论,即NuScale小型模块化反应堆设计是安全的,并且符合所有要求,美国核管理委员会最近发布的最终安全评估报告也证实了这一点。”

莱曼说,总的来说,美国核管理委员会的设计认证过程应该减少公用事业公司建造核电站的不确定性,因为他们可以参考已完成的安全审查。但他认为NuScale的批准破坏了这一优势。安全漏洞是否会导致NuScale的时间表进一步延误还有待观察。当该公司提交60兆瓦的设计时,美国核管理委员会将进行另一次审查。

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