美国应解决先进核能建设障碍

美国核管会前主席Richard A.Meserve在由其领导编制的报告中表示，先进核能反应堆可能是实现经济脱碳的关键，但经济、技术、监管和社会障碍可能会将大规模部署推迟“几十年”。

美国国家科学、工程和医学院(NASEM)的一份新报告中表示，如果先进核能反应堆要在能源转型中发挥更大的作用，就必须解决核能建设保持在预算内并按期进行的挑战以及其他障碍。

领导研究团队的美国核管会(NRC)前主席Richard A.Meserve表示，必须克服多项技术、监管、经济和社会障碍，“以实现商业化和全球竞争力”。虽然“这些反应堆的开发、试验和广泛部署可能需要几十年的时间，但美国应该现在就解决这些障碍。”。

报告(英文)下载地址可通过公众号发送 “美国新型先进核能反应堆的障碍排除2023”获取。

根据报告，先进核能技术最早可能要到2030年代才能做出有意义的贡献，但从长远来看，它们可以与其他能源技术竞争。创新反应堆可以提供按需发电，以补充太阳能和风能等不稳定的清洁能源。它们还可以帮助制氢、钢铁和水泥生产等工业部门脱碳。

一个关键因素是，美国公用事业公司没有足够的技术和工程人员来管理核能建设项目。美国能源部(DOE)表示，到2030年开发200 GW新反应堆的目标需要37.5万名技术工人。

作者指出，美国需要建立“政府整体合作伙伴关系”，以确定支持先进反应堆快速部署所需的关键技能缺口，并资助培训以弥补这些缺口。公共和私人开发商还必须“充分利用商业核设施和国家实验室已经建立的培训和劳动力发展基础设施的现有努力”。

报告指出，近几十年来，美国和欧洲的核能项目没有按预算或计划建设，导致土建安装工程的成本大幅增长。

报告认为，“尽管从技术角度证明先进反应堆的可行性至关重要，但确保整个电厂(包括现场土建工程)能够在成本和进度限制范围内建成或许更为重要。”。报告建议美国能源部增加支持可以简化和降低成本的技术，以扩大核能建设研发。

报告称，一些先进反应堆供应商正在考虑采用模块化来改善进度并降低风险，但成本效益高的现场土建工程仍面临挑战。报告建议业主运营商建立一个联合体或合资企业，以更全面地培养熟练的工程人员，以提高项目建设水平。

先进反应堆开发商还应考虑与核能行业经验丰富的工程、采购和施工(EPC)承包商建立股权合作关系，以进行现场特定项目的规划、设计和执行。

研究人员表示，利用核能进行除发电以外其他用途的前景也必须得到解决，同时还必须提供强有力的安全和安保保证，以获得社区的重要支持。

该机构表示，小堆开发商正在竞相寻找设计，以找到DOE将选择在2025年前建造最多10个机组的设计，每个机组的发电量在50 MW至300 MW之间。更小、更简单的项目规模和标准化流程管理可以为项目建设创建一个“指南”。

美国能源部表示：“首个反应堆可能价格昂贵，但批量化部署预计将大幅降低成本。”。

GE Hitachi Nuclear(GEH)、田纳西河流管理局、Ontario Power Generation和波兰清洁能源技术公司Synthos Green Energy签署了技术合作协议，以推动通用日立BWRX-300小型模块化反应堆的全球开发。

GEH还向BWX Technologies授予了小堆反应堆压力容器的工程合同，该压力容器包含反应堆堆芯和相关堆内构件，是BWRX-300中最大的设备。工作包括工程分析、设计支持、制造和采购准备。BWXT Commercial Operations总裁John MacQuarrie最近表示，该公司将“成为首批承担北美小堆部署设计合同的公司之一”。

位于加拿大Ontario省Clarington市Ontario Power Darlington核电站的BWRX-300的厂址准备工作正在进行中。TVA还正在为Tennessee州Oak Ridge附近Clinch River厂址的反应堆准备建造许可证申请，并正在关注其服务区域的其他小堆厂址。Synthos Green Energy已向波兰核监管机构提交申请，对该设计进行评估。

陶氏和X-energy也同意建设一个四模块Xe-100先进核能反应堆示范项目，并表示这将是位于美国墨西哥湾沿岸的陶氏工厂的第一个工业规模的核反应堆。陶氏将成为X-energy公司获得的先进反应堆示范计划拨款的二级参与方，该计划是一项50/50成本分担计划，金额超过10亿美元，旨在建设示范反应堆。

预计到2030年，该项目将为电厂提供低碳电力和蒸汽。建造许可证申请将尽快提交给NRC，并预计在年底之前完成选址。两家公司还同意许可和共享从其发展中获得的技术与经验教训。

NuScale Power首席执行官John Hopkins表示，NRC已在3月份表示开始对NuScale的第二个标准小堆设计进行技术审查，该设计相比第一个标准设计改善了经济性，加快了商业化进程。该公司的VOYGR小堆电站是压水反应堆，可产生77 MW电力，并可根据客户需求进行扩展。

其他开发小型模块化反应堆的公司包括TerraPower和Holtec International。

更小的微型反应堆也正在蓬勃发展。由美国Electric Power Research Institute(EPRI)和包括Burns&McDonnell、Sargent和Lundy在内的一组大学、能源开发商和工程师开发的名为“核能在区域能源应用”的新倡议，到2026年可能会使核能作为区域能源市场的一种选择。

Idaho美国国家实验室表示，使用小型或微型核反应堆为重型电动汽车充电也有“巨大”的市场潜力。

西屋电气公司表示，将为其5 MW的eVinci微型反应堆申请联合设计批准，以在美国和加拿大部署。这是一种可运输的装置，可进行联合供电和供热，完全由工厂建造、装料和组装。该公司补充说，其设计可以在不换料的情况下运行八年或更长时间。