美国核能发展计划

当美国宣布启动核电站建设之时，美国业界即认定这是美国重振核能工业之际。也正是由此开始，美国政府重新审视国内能源结构，将核能列为其清洁能源结构的重要组成部分。同时，大力推进核能研发进程，加大对先进核能技术的投资力度，通过获取技术优势，重塑其一度拱手让出的全球核能领导地位。然而，纵观美国核能近一两年的表现，与业界的预期多少不太相符。国内市场不温不火，国际市场也鲜有大手笔运作。是受制于当前全球低迷的经济发展态势，还是在各种利弊权衡中依旧难以放开核能决策？美国发展核能的态度与决心究竟如何？带着各种从公开渠道获取的零散信息以及对美国核能发展方向的种种疑问，本刊对美国能源部驻中国办公室主任Robert (Bob) G.Ivy进行了采访。从其回答中，我们依稀能够感受到，美国有着重回世界核能舞台的勇气与决心，也有着重掌核能话语权的魄力与动力，但美国这一轮的核能复兴之路，同样有着自己设定的节奏和进程。记者：从目前的现实情况来看，美国国内核电并没有特别大的发展。外界一致认为，由于页岩气等新能源的开发，同时核电成本相对较高，美国国内对核电的需求并不强烈。那么，美国政府现在对待核能发展的态度到底如何？Robert (Bob) G.Ivy：核能在避免碳污染和提供经济适用的能源方面发挥了重要作用，在过去的二十年里为美国提供了近20%的发电量，约占美国无碳电力的60%。能源部核能办公室（NE）的主要任务是推进核能作为一项资源能够满足我们国家的能源供应、环保和能源安全的需要。我们寻求通过研究、开发和示范解决技术、成本、安全、保障和监管等问题。我们通过专注于发展先进的核技术，对政府提出的提供国内安全的能源来源、减少温室气体排放、加强国家安全的目标给予支持。记者：目前，核能强国如法国、日本、俄罗斯等都在国际市场频繁出手，但美国却相对缺少大手笔商业运作。业界一致认为美国是在等AP1000真正商业运行成功才大力出击国际市场。对于当前的国际市场，美国政府的真实想法到底是什么？Robert (Bob) G.Ivy：虽然美国政府不再直接参与核能市场的商业运作，但我们一直在为核能创新发展的技术进行投资。例如，最近，美国能源部就为美国小堆公司提供了一笔相当可观的资金支持。然而，值得注意的是，即使面对由国家资助的竞争对手，美国的供应商仍被认为具有相当的市场竞争力。这无疑体现了美国供应商在技术、质量及机组安全性上的巨大优势。同时，相较于其它出口信贷机构，尽管受制于诸多限制，美国进出口银行在降低核电出口融资成本方面依然发挥了至关重要的作用。为了充分利用这些优势，美国集政府之合力，积极利用其资产和能力使美核能出口公司在国际市场的激烈竞争中取得最好成绩。这其中包括商务部、联邦行政部门、能源部及进出口银行的大力拥护与倡导，同时还有来自白宫国家安全委员会的强力协调，以及包括总统、副总统和内阁成员在内的适时的直接支持与宣传。这种集政府之合力力推的做法，为美国核能供应商在世界范围内树立以提供最具创新力、高效、安全、稳固并以客户为导向的产品与服务的形象起到了积极的推动与强调作用。通过这些举措，也在国际舞台上展示了美国世界级的核安全与核安保监管能力、大学以及国家实验室力量。记者：美国能源部一直为国内的核能研究提供经费支持，包括为美国的大学、国家实验室和工业界的前沿核科学与工程提供资助。在核能研究领域，美国能源部的政策导向是什么？下一步有着怎样的计划？Robert (Bob) G.Ivy：NE一直在提供资金支持核技术的研究和开发（R&D），提升相关的基础设施。技术的创新可以提供创造性的解决方案以应对当前的核能源挑战，实现未来的核能源部署。NE根据能否最好地满足其需求，通过竞争奖励和直接资助两种机制来支持研究活动。这些努力对于平衡NE的研发投资和鼓励利用创造性解决方案部署新的核能源以应对全球核能源挑战至关重要。NE研发投资的竞争奖励已部分通过院校、工业、国家实验室及在NE交叉项目指导下的国际合作伙伴之间的综合性与合作性研究中实现。NE认为有必要支持科研能力强的美国大学参与到核能研发中，因为大学往往被定位为可以提供一些必要的创新和变革方法的最佳选择，来填补当前必须解决的技术和知识空白，满足国家长期的能源需求。自2009年以来，NE向美国35个州及哥伦比亚特区的共89所美国院校提供了2.9亿美元的竞争奖金用于研发（2.35亿美元）和提升院校基础设施（3600万美元）。这些院校领衔的研究项目横跨核能全领域，开发先进的反应堆概念可以提高竞争力，技术的开发和分析能够确保可持续的核燃料循环，先进的建模与模拟方法可以用来更好地理解核反应堆和燃料系统的行为。记者：美国计划在今后的5年出资4.52亿美元用于支持模块式小型堆的研发，后又提出要建设500个小型堆来替代老旧的火电机组。针对小堆的发展，美国能源部的整体规划是怎样的？​Robert (Bob) G.Ivy：能源部的小型模块化反应堆许可技术支持计划是一个为期6年投资4.52亿美元的项目，旨在促进加速小型模块化反应堆（SMR）部署，通过申请人与行业合作伙伴成本共担的合作方式，提供资金支持美国SMR项目设计验证和许可证申请，并解决SMR通用问题。但能源部不负责任何SMR的实际施工或操作。到目前为止，没有一个现有的美国SMR概念完成设计、获得许可证或在建设中。如果未来十年SMR可以进行商业部署，SMR可能会在解决美国能源、经济和气候目标中发挥重要作用。第一轮成本共担合作项目资助授予美国mPower团队，该团队由美国巴威公司（Babcock & Wilcox）、田纳西河流域管理局（TVA）和贝克特尔公司（Bechtel）组成。项目范围包括完成设计验证、场地特征描述、获取施工许可证，同类别首个工程活动和相关的核管理委员会（NRC）审查流程。这个项目的目标是在2022年前将SMR投入商业运行。mPower小型模块化反应堆是一个180兆瓦压水反应堆，设计有非能动安全特性，可以减少设计基准事故。第一个mPower小型堆拟在TVA管辖内的克林奇河（Clinch River）建造，这是一个主体在地面以下的双堆电站。2013年3月能源部发布了第二轮项目倡议，专注于创新的SMR技术，能够在当前通过认证的设计基础上改善安全性和性能。倡议还要求SMR商业运行日期能够定（COD）在2025年。2013年12月美国能源部选择了NuScale Power公司作为这个项目的第二个合作伙伴。NuScale小型模块化反应堆是一个45兆瓦压水反应堆，通过在所有条件下依靠自然过程冷却反应堆提供高水平安全性。标准设计是一个12个单元的机组核电站，提供总计540兆瓦反应堆，及多重屏障以应对任何潜在的放射性物质排放，包括主体在地面以下的布置结构。能源部目前在与NuScale Power公司进行合作协商，预计今年晚些时候会完成资金授予工作。记者：在核废物处理上，美国能源部去年发起一项为期5年的研发项目，目前进展如何？在乏燃料处置上，美国能源部的政策是什么？Robert (Bob) G.Ivy：去年奥巴马政府公布了管理和处置用过的核燃料及高放射性核废料政策，该政策提出的核废料管理系统包含一个小规模临时贮存设施，用来接收已关闭的反应堆里用过的核燃料；一个大而完整的临时贮存设施和一个地质贮存库，这些不仅要基于正确的科学技术，还要取得地方、州政府和部落公众的认可。2014财政年度里，美国能源部一直在支持符合美国核未来蓝丝带委员会建议的核废料研发活动和政府政策。作为这项工作的一部分，我们对电力科学研究院（EPRI）牵头的一个干式贮存研发项目给予了支持。EPRI将与行业伙伴合作开发一个具有更新标准的干式贮存系统设计，允许更多的仪器来测量商业核电站移除的高燃耗乏燃料。这项设计最终必须通过美国核管理委员会（NRC）的许可核准程序。一般来说，燃耗与反应堆燃料产生的能量有关。过去几年里，燃料技术上已有诸多改进，从而帮助核电运营商实现了更高的燃耗水平，捕获的能量几乎是以前的两倍。能源部研究了当前用于存储商业核反应堆乏燃料的长期干式贮存系统，并确定了继续研究的领域，以及数据收集包括贮存桶内温度和桶内潜在的氧化等化学反应。关于EPRI领导的研究项目，美国能源部国家实验室将对长期干式贮存系统组件进行实验室测试，使用不同的乏燃料，包壳技术和其他参数来支持安全可靠的扩展存储和干式贮存技术。