迷你核電站，更小更強(qiáng)更安全

Sora

1.5兆瓦微反應(yīng)堆Aurora看起來像是阿爾卑斯山中的A型木屋（效果圖）

過去的20年里，核電的未來一直“藏在”俄勒岡州立大學(xué)校園內(nèi)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室中。該原型反應(yīng)堆，由位于美國(guó)俄勒岡州的能源初創(chuàng)公司NuScale Power運(yùn)營(yíng)。某種程度上，曾飽受沖突困擾、歷經(jīng)政治磨難的核電站，在這里開始了傳奇新篇章。

NuScale Power的反應(yīng)堆不需要大型冷卻塔或廣大的緩沖區(qū)域。它可以在工廠中建造，然后運(yùn)送到任何地方。大量模擬試驗(yàn)表明，它可以處理任何緊急情況而不會(huì)崩潰。原因之一是，與現(xiàn)有反應(yīng)堆相比，它幾乎不使用任何核燃料，尺寸也小得多。

這對(duì)陷入氣候危機(jī)的地球來說，是個(gè)好消息。

“樂高”反應(yīng)堆

某些環(huán)保主義者對(duì)核能不滿，但能源專家和政策制定者一致認(rèn)為，核裂變將成為“使全球電力脫碳”必不可少的一部分。

在美國(guó)，核電發(fā)電量約占所有清潔電力的2/3，但現(xiàn)有的反應(yīng)堆正迅速接近其監(jiān)管壽命的盡頭;只有兩座新的反應(yīng)堆正在建設(shè)當(dāng)中，它們的花費(fèi)比預(yù)算高出數(shù)十億美元，建設(shè)進(jìn)度比原定計(jì)劃落后了好幾年。

不少專家預(yù)測(cè)，現(xiàn)在是小型模塊化反應(yīng)堆—迷你核電站的時(shí)代了。迷你核電站由多個(gè)反應(yīng)堆組合為一個(gè)單元。想要增加能量，僅需安裝幾個(gè)模塊。想要為一個(gè)龐大的城市提供能源，再多裝幾個(gè)就行。

這些反應(yīng)堆很小，可以批量生產(chǎn)，并以模塊的形式運(yùn)到任何地方。一個(gè)城市想造一個(gè)核電站，將像拼起樂高玩具那么容易。最重要的是，小型模塊化反應(yīng)堆可以利用的冷卻和安全機(jī)制，保證它們不會(huì)成為下一個(gè)“切爾諾貝利”。

一個(gè)城市想造一個(gè)核電站，將像拼起樂高玩具那么容易。

NuScale Power使用的是輕水反應(yīng)堆，這是迄今為止商業(yè)核電站中最常見的反應(yīng)堆類型。不過，這也是它們唯一的相似之處了。NuScale Power反應(yīng)堆高65英尺，直徑9英尺，被裝在一個(gè)稍大的安全殼中。反應(yīng)堆尺寸約為兩輛首尾相接的校車大小，大型常規(guī)反應(yīng)堆的安全殼里可以塞進(jìn)約100個(gè)NuScale Power反應(yīng)堆。這種小型反應(yīng)堆可以產(chǎn)生60兆瓦的能源，大約是目前美國(guó)運(yùn)行的最小反應(yīng)堆的1/10。

NuScale Power的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官何塞·雷耶斯說，反應(yīng)堆變得更小，大有好處。它們更安全，部分原因是小到可以安置在地下水池中，如果反應(yīng)堆泄漏，熱量會(huì)緩慢擴(kuò)散到池中。這也意味著，反應(yīng)堆可以建造在更需要?jiǎng)恿Φ牡胤剑鵁o需像常規(guī)核電站那樣，必須加上10英里的安全緩沖區(qū)。

自2016年以來，核監(jiān)管委員會(huì)一直在審查NuScale Power的設(shè)計(jì);如果委員會(huì)給予支持，該公司就可以開始建造第一個(gè)商業(yè)迷你反應(yīng)堆。審核過程很殘酷，NuScale Power提交了1.2萬頁的技術(shù)申請(qǐng)，審核時(shí)間至少要一年。目前，該公司已經(jīng)獲得了在愛達(dá)荷州國(guó)家實(shí)驗(yàn)室里，建造其第一座擁有12個(gè)反應(yīng)堆模塊的核電站的許可，最早于2026年開始為西部各州的社區(qū)供電。

NuScale小型模塊化反應(yīng)堆

小之又小

小型模塊化反應(yīng)堆，可能會(huì)是最早在美國(guó)電網(wǎng)中使用的小型核電站，但它們并不是最后的“目標(biāo)”。能源部對(duì)微型反應(yīng)堆也很感興趣，微型反應(yīng)堆是一種“即插即用”的核電站，通常發(fā)電量不到50兆瓦。

小型模塊化反應(yīng)堆，更適合于工業(yè)生產(chǎn)和其他大功率負(fù)載產(chǎn)業(yè)，而微型反應(yīng)堆則是滿足較小需求的理想選擇，例如為偏遠(yuǎn)的軍事基地供電，或?yàn)楣铝⒌陌⒗辜由鐓^(qū)提供照明。將來，它們也可以用作城市中無碳能源的“永恒”來源。

微型反應(yīng)堆吸引了不少核能公司。于2019年12月初，核能初創(chuàng)公司Oklo推出了其1.5兆瓦微反應(yīng)堆Aurora，并宣布已獲得能源部的許可，可在愛達(dá)荷州國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建造其第一臺(tái)核反應(yīng)堆。

Oklo創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官雅各布·德懷特認(rèn)為，Aurora看起來更像是阿爾卑斯山中的A型木屋，而不是核反應(yīng)堆。他設(shè)想了微型反應(yīng)堆無縫融入城市景觀的未來。

不過，Oklo在獲得監(jiān)管批準(zhǔn)的道路上面臨重大障礙。Aurora是一種液態(tài)金屬冷卻快速反應(yīng)堆，這種設(shè)計(jì)幾乎只用于潛艇中。“坦率地說，監(jiān)管規(guī)章是為大型反應(yīng)堆建立的?！钡聭烟卣f。

盡管核監(jiān)管委員會(huì)正在研究小型反應(yīng)堆如何適用于現(xiàn)有的核法規(guī)，但其他能源政策制定者正在抓住每一個(gè)機(jī)會(huì)來宣傳該技術(shù)。2019年早些時(shí)候，美國(guó)和歐洲的領(lǐng)導(dǎo)人舉行了有關(guān)小型模塊化反應(yīng)堆的首次高級(jí)別國(guó)際討論;加拿大的省級(jí)政府最近舉行了會(huì)議，以推廣小型反應(yīng)堆。當(dāng)里克·佩里2019年12月卸任美國(guó)能源部長(zhǎng)時(shí)，他對(duì)小型模塊化反應(yīng)堆大加支持。

馬里蘭大學(xué)公共政策教授史蒂夫·費(fèi)特爾說，小型反應(yīng)堆仍需要證明它們具有成本方面的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著風(fēng)能和太陽能等可再生能源價(jià)格的快速下跌，以及可用天然氣的充裕，更小巧的反應(yīng)堆可能永遠(yuǎn)找不到自己的獲利點(diǎn)。

費(fèi)特爾補(bǔ)充說：“但我認(rèn)為這值得探索，因?yàn)樗鼈兪菬o碳電力的集中形式，而我們的選擇并不多?！?/p>