十多年前，一份合同被签署，要在芬兰建造世界上第一座第三代欧洲压水反应堆（EPR）。这座由法国制造商阿海珐（Areva）宣称是当时最先进安全设计的尖端1600兆瓦核电站，奥尔基洛托3号机组，至今仍在建设中。阿海珐和芬兰公用事业公司TVO之间出现了各种挫折以及无休止的互相指责，双方因不断上涨的成本而陷入法庭诉讼。现在，该反应堆可能至少要到2017年才能完工，甚至可能永远无法完工，其价格标签高达110亿美元，是最初估计的两倍多。
奥尔基洛托3号机组的情况并非个例。阿海珐在法国弗拉芒维尔的另一座EPR也落后于计划并超出预算。最近在英国达成的两座新EPR的政府协议也受到了抨击。
核电复兴的前景在美国也好不到哪里去。尽管这项技术从来都不便宜，但成本超支和延误正在困扰着目前正在建设的少数几个下一代压水反应堆，这是自日本2011年福岛核灾难以来的首次。甚至在灾难发生之前，麻省理工学院的一项研究发现，全球新建核电站的成本从2002年到2009年翻了一番。第三代反应堆具有安全特性，应能防止类似于福岛的核泄漏，但政治争议以及高昂的价格意味着美国和欧洲的新核设施可能只有个位数，而不是十年前计划的数十个。
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具有讽刺意味的是，亚洲的经验截然不同。阿海珐的两座EPR预计将于明年在中国上线。中国和韩国正在建设第三代反应堆，其建设延误和成本超支少于西方同行。“他们对此一心一意，”剑桥大学核能课程主任托尼·鲁斯通说。“而这种一心一意有其优势。”中国和其他亚洲国家在过去30年里一直在不停地建设，而美国多年的停滞导致了建设知识的丧失。中国似乎还拥有无尽的人力优势，并且该国最大的核公司由国家所有。
西方可能遇到的唯一转机是技术转向小型模块化反应堆（SMR），美国能源部（DoE）部长欧内斯特·莫尼兹表示，在他的机构的支持下，这种反应堆最早可能在2022年部署。但即使是SMR也面临着不确定性和漫长的商业部署之路。
更大，但并不便宜
面对延误，美国政府最近拿出资金，试图启动国内核电产业。美国能源部在2月份为佐治亚州沃格特勒发电厂正在建设中的两座新的西屋AP1000核反应堆提供了65亿美元的贷款担保。这些机组是压水反应堆，是美国大约30年来首次破土动工的新设施。
在美国建造的另外两座新反应堆，位于南卡罗来纳州，也是AP1000。该设计是西屋公司对第三代压水反应堆的改进，每个反应堆产生约1000兆瓦的电力。这两座沃格特勒机组预计将于2017年和2018年上线。南卡罗来纳机组将稍后建成，在南卡罗来纳州电力和天然气公司的V.C. Summer核电站建设。世界上第一座AP1000计划于2015年在中国上线。“可以公平地说，公用事业公司正在关注他们的经验，”美国能源部核能助理部长皮特·莱昂斯指出。
“一个大型反应堆现在是1.6吉瓦[1600兆瓦]，他们这样做是为了降低单位成本，”鲁斯通说，但尺寸的增加导致了建设问题。在奥尔基洛托3号EPR的案例中，他指出，安全工程师设计了一个具有更多泵和阀门的反应堆，以防止任何冷却剂的损失，“但并没有在建设设计上投入太多精力”，这导致了成本超支。EPR有一个80,000立方米的双层安全壳结构，它位于三米厚的混凝土基座上。该系统还有四个独立的冷却系统，每个系统都有自己的水泵、阀门和控制系统——所有这些都增加了现场建设的复杂性。
佐治亚电力公司建造的AP1000的成本和延误也在增加，部分原因是这些机组必须满足监管机构在2001年9月11日袭击和福岛核泄漏事件后引入的更严格的安全要求。安全系统本身实际上更简单，这应该有助于降低成本。西屋公司的设计不是采用更多泵，而是减少了50%的安全相关阀门和80%的安全相关泵送。“这是一个本质上更简单的设计，”鲁斯通说，他将自然循环系统比作汽车散热器。西屋公司核电站高级副总裁杰夫·本杰明说，该反应堆的占地面积略小于一个只能产生约一半电力的旧反应堆。
简化的AP1000安全系统被称为“被动”设计，也就是说，如果发生类似于福岛的故障，则不需要人为干预来关闭反应堆。本杰明说，被动安全反应堆的工程设计已经进行了几十年。例如，一个新功能是在包围堆芯的安全壳容器顶部有一个280万升（75万加仑）的水箱，在紧急情况下，该水箱将利用重力将水流到堆芯上，冷却它以防止核泄漏。
尽管AP1000的设计本质上比EPR更简单，但它们也都面临着成本超支，因为它们是同类中的首次部署。花旗研究公司的一份报告发现，沃格特勒项目比计划晚了大约六个月，并将花费至少比最初的预测高出10亿美元。“我们正在学习如何尽可能高效地做到这一点，”本杰明承认存在一个学习曲线。最终确定已获得美国和中国监管机构批准的建设设计，所花费的时间比预期的要长。确保某些组件的交付，例如反应堆冷却剂泵，也是如此，因为这些组件是首次生产。“我们会在学习的过程中吸取教训，”本杰明说，“并确保这些问题得到[解决]，这样我们就不会再次面临它们。”
西屋公司希望在第一个设计中解决问题将缩短其他工厂的时间线和成本——但历史表明这可能是不可能的。耶鲁大学的阿努尔夫·格鲁布勒在2012年的一项研究发现，尽管法国从1970年代到2000年代对核建设进行了标准化，但法国的核计划仍然出现了大量的成本上涨。
缩减规模的核未来？
如果大型反应堆永远无法通过标准化实现显着的成本和建设降低，一些核专家认为，前进的方向是缩减尺寸、预制反应堆。许多国家——如韩国、俄罗斯和美国——正在开发SMR。小型反应堆的发电量通常小于300兆瓦。
与大型反应堆不同，SMR基本上是在工厂而不是现场预制的。一些设计，例如NuScale Power的设计（获得了美国能源部的资助），根本不需要冷却泵。相反，它们通过对流（空气的自然流动）进行冷却。美国能源部正在投资4.52亿美元用于支持SMR，并认为这些机组可以以更低的价格、更快的速度和更高的安全措施建造。“该部门非常非常关注SMR在我们的能源未来中发挥作用的潜力，”莱昂斯说。由于反应堆产生的能量较少，它们非常适合隔离应用，例如为一个小城市供电或用于一些大型工业用途。然而，一些行业倡导者认为，它们也可以满足传统的公用事业电力需求。
芝加哥大学的研究人员发现，SMR具有降低前期成本以及建设风险的潜力，这将降低平均资本成本，从而使这些机组在成本上与天然气发电厂更具竞争力。然而，卡内基梅隆大学的一项研究发现，SMR是否会比吉瓦级反应堆更具成本效益，目前尚无定论。
中国在部署SMR方面也处于领先地位。最先进的机组之一是合资企业中核能源有限公司的210兆瓦高温气冷堆HTR-PM，该反应堆目前正在建设中，预计将于2017年开始运行。
关于SMR的监管决策将如何发展，市场仍然存在不确定性，这导致了将它们推向市场时出现了一些先有鸡还是先有蛋的问题。今年早些时候，西屋公司在等待监管机构明确设计认证之际，缩减了其225兆瓦SMR的工作。一个症结在于如果这些机组像美国能源部设想的那样在地下建造，将会增加的安全和安保要求。“可以公平地认为这些小型反应堆适合世界许多地区的电网，”本杰明说。但是还有许多细节需要解决，专家认为这项技术至少需要十年才能准备好投入使用。