來源:國際能源網(wǎng)編譯
從美國能源部長到大型科技公司,每個人都認(rèn)為小型模塊化核反應(yīng)堆是解決日益增長的電力需求的潛在解決方案,但由于成本和監(jiān)管障礙,該技術(shù)難以實現(xiàn)商業(yè)化。
為人工智能提供動力的數(shù)據(jù)中心能源需求量巨大,預(yù)計這將導(dǎo)致電力需求激增,包括在美國,該國的電力使用量在二十年來基本持平。
小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)的支持者表示,該技術(shù)最終將比當(dāng)今的核電站更便宜、更快速,因為它將由批量生產(chǎn)的部件組成,而不是大規(guī)模定制項目。從理論上講,這種反應(yīng)堆可以產(chǎn)生幾乎零排放的電力。
但建造小型核電站的國家也都擁有中央集權(quán)政府,這有助于項目獲得融資,并決定使用哪種小型核電站燃料類型和冷卻劑。俄羅斯于2019年在北極啟用了一座浮動小型核電站,中國于2023年啟用了一座小型核電站。
美國的監(jiān)管框架不完善,其他能源更便宜,而且人們對鈾供應(yīng)和放射性廢物的擔(dān)憂依然存在。
美國核管理委員會(NRC)前主席GregJaczko表示,推動SMR發(fā)展的參與者不是擁有數(shù)十年處理核電站復(fù)雜性和安全要求經(jīng)驗的公用事業(yè)公司,而是人工智能公司、數(shù)據(jù)中心社區(qū)和供應(yīng)商。
他說:“要真正積極推進(jìn)新型核電站(SMR)的建設(shè),你確實需要成熟的、經(jīng)驗豐富的參與者來推動這一趨勢。”
全球天然氣供應(yīng)不斷增長,太陽能和電池存儲成本不斷下降,為先進(jìn)核技術(shù)的出現(xiàn)提供了激烈的競爭。
美國能源部長克里斯·賴特在休斯頓舉行的CERAWeek會議接受采訪時表示:“我們確實正處于一個新興行業(yè)的起步階段。”
首批SMR將無法與天然氣競爭,但隨著技術(shù)的發(fā)展,它們的價格將變得更便宜,美國政府將嘗試幫助它們通過監(jiān)管和融資,
奧克洛于12月簽署了一項不具約束力的協(xié)議,將在20年內(nèi)為數(shù)據(jù)中心運營商Switch部署SMR。奧克洛希望在2027年底獲得核管理委員會的許可,此前該監(jiān)管機(jī)構(gòu)最初在2022年拒絕了該申請。
Oklo的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官雅各布·德維特(JacobDeWitte)將拒絕歸咎于新冠疫情期間遠(yuǎn)程工作的困難。
“我們突破了極限,”德維特告訴媒體。“但我們?nèi)〉昧舜罅繉氋F的進(jìn)展和反饋。”
核管理委員會可能需要數(shù)年時間才能批準(zhǔn)反應(yīng)堆,因為這些反應(yīng)堆會產(chǎn)生放射性廢物,而且必須控制運行和擴(kuò)散風(fēng)險。讓問題更加復(fù)雜的是,許多反應(yīng)堆計劃使用特殊燃料、新技術(shù)和替代冷卻劑運行。
吉布森、鄧恩和克魯徹律師事務(wù)所合伙人拉胡爾·瓦希(RahulVashi)表示:“監(jiān)管框架實際上尚未實施或建立。”瓦希估計,可能需要經(jīng)過多個總統(tǒng)政府的批準(zhǔn)才能建成商用SMR。
但即使獲得NRC許可也不一定能保證成功。迄今為止,NRC批準(zhǔn)的唯一一家商用SMR項目已取消。Nu Scale盡管2020年美國能源部與該公司簽訂了為期10年、價值13.5億美元的合同,但由于成本幾乎翻倍,該公司仍于2023年終止了愛達(dá)荷州的項目。
Nu Scale首席執(zhí)行官約翰霍普金斯在上周的財報電話會議上表示,由于項目整合的復(fù)雜性,該公司尚未與任何美國數(shù)據(jù)中心運營商達(dá)成協(xié)議,但繼續(xù)推進(jìn)羅馬尼亞的一個項目。
去年年底,亞馬遜以及Alphabet旗下的谷歌與新興核能公司簽署協(xié)議,利用SMR為數(shù)據(jù)中心供電。
Alphabet和谷歌總裁兼首席投資官露絲·波拉特(RuthPorat)告訴CERAWeek:“核能必須成為其中的一部分。如果我們現(xiàn)在不集中精力開始復(fù)制其中的一些項目……我們將無法降低成本曲線。”
與谷歌合作的KairosPower公司發(fā)言人表示,該公司相信NRC擁有“審查我們技術(shù)所需的技術(shù)廣度,同時也認(rèn)識到他們需要繼續(xù)創(chuàng)新,以便為未來幾年預(yù)計將出現(xiàn)的大量應(yīng)用做好準(zhǔn)備”。
許多小型核反應(yīng)堆計劃使用高純度低濃縮鈾(HALEU)燃料,這種燃料的純度最高可達(dá)20%,而傳統(tǒng)反應(yīng)堆的純度最高可達(dá)5%。美國政府開始資助國內(nèi)生產(chǎn)HALEU,因為它禁止從鈾產(chǎn)量最大的俄羅斯進(jìn)口鈾。
但一些物理學(xué)家對這種燃料的安全性提出質(zhì)疑。
在物理學(xué)家警告HALEU可能用于制造核武器后,美國國家核安全局委托開展一項關(guān)于HALEU擴(kuò)散風(fēng)險的研究。科學(xué)家建議將HALEU濃縮程度限制在10%至12%。這樣的限制可能會降低SMR效率。
亞馬遜表示,將核能添加到其能源組合中是因為“它無碳、可擴(kuò)展、安全且可靠”。
X-Energy是一家與亞馬遜合作的SMR公司,其發(fā)言人羅伯特·麥金泰爾(RobertMcEntyre)表示,該公司已申請?zhí)锛{西州一家燃料廠的許可證,其生產(chǎn)的燃料將具有防擴(kuò)散功能。
另一個潛在的行業(yè)阻力是未來電力需求增長速度的不確定性。
人們對SMR的熱情很大程度上源于人工智能將引發(fā)電力消耗大幅增加的預(yù)測。但中國DeepSeek今年早些時候宣布開源人工智能模型的耗電量將大大減少,這引發(fā)了人們對這些預(yù)測的質(zhì)疑。
彼得森國際經(jīng)濟(jì)研究所高級研究員馬丁·喬澤姆帕表示:“如果(人工智能)模型繼續(xù)變得更小、更高效,我們可能會迎來巨大的人工智能熱潮,這種熱潮越來越多地可以在本地的普通消費設(shè)備上運行,因此不需要如此巨大的能源。”
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