全球核能需求将达1万亿美元,美国核能也将迎来复兴?

核能知了 2022-10-25
3297 字丨阅读本文需 8 分钟

8月4日消息,随着新技术的发展进步以及全球应对气候变化的紧迫性越来越强,如今核能产业开始复苏。业内人士称,预计全球对先进核能的需求将价值1万亿美元。

早期发生的一系列毁灭性事故影响到人们对核能发展潜力的热情,比如1979年发生在美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站事故、1986年乌克兰的切尔诺贝利核电站事故以及2011年日本福岛第一核电站事故。

但现在,核能正迎来第二次发展机遇,有望成为全球能源网络的重要组成部分。这主要是因为核能发电不会产生任何导致气候变化的温室气体排放。

但最重要的是确保世界各地都采用黄金标准的安全措施,任何地方发生的事故都有可能破坏核能领域几十年来的发展势头。

01

全球需求将达到1万亿美元

美国能源部长格兰霍姆(Jennifer M. Granholm)说,核能占美国基本负荷电力的20%,占美国无碳排放电力的50%。“这只是我们目前的规模,还没有算上我们希望看到的核能扩建。”

未来核反应堆和核电站肯定会采用不同的标准和技术,美国各大实验室和私人公司都在资助研究更高效、建造成本更低以及产生废料更少的反应堆。比如比尔·盖茨(Bill Gates)资助的核能创新公司TerraPower正在怀俄明州安装先进的核反应堆。

格兰霍姆说,根据美国能源部的估计,全球对先进核反应堆的需求将达到约1万亿美元。格兰霍姆解释,其中包括建造这些核反应堆的工作机会,以及所有相关的供应链。

格兰霍姆说:“归根结底,推广先进核能是我们的首要任务。”“当然,这些技术都必须以核能安全和保障为前提。”

国际原子能机构总干事拉斐尔·格罗西(Rafael Grossi)说,人们对核能的看法发生了翻天覆地的变化。

“直到几年前,核能还不会出现在每年举行的联合国气候变化大会上,甚至可能都不受欢迎”,格罗西表示,“如今国际原子能机构变成了一个非常受欢迎的参与者,核能在对话中占有一席之地。”

第27届联合国气候变化大会将于今年11月份在埃及沙姆沙伊赫举行,明年的大会将在阿联酋的迪拜世博会城举行。国际原子能机构计划参加这两次会议。

格罗西说:“联合国气候大会讨论有关核能问题本身就说明了很多正在发生的事情,我们正在如何改变,以及我们所拥有的可能性,而这在几年前几乎是不可预见的。”

02

美国核能复兴?

美国拥有比其他任何国家都多的核电站,在其国内核能发展停滞一段时间后。如今,美国终于又开始重新建造核电站,而且建造的时机再好不过——随着化石燃料不再受欢迎,核能可能会卷土重来。

美国沃格特(Vogtle)核电站即将完工新反应堆,虽然这个核电站美国已经酝酿了很长时间,但建造期间,成本急剧上升,而且犯了诸多错误。

虽然如此,这仍然可能标志着美国核复兴的开始,而不久前这似乎是不可能的。

当你想到清洁能源时,可能会想到风力涡轮机、太阳能电池板或者水电站,但是核能呢?

这不是每个人的清洁理念。过去的错误和对浪费的担忧,使我们许多人对这些能源以及运营这些能源的工厂产生了怀疑。

这不是玩笑。当不刮风,太阳不照耀时,我们需要一个可靠的无排放能源来依靠——一个离现实不远的能源。

核工程师马克·纳尔逊(Mark Nelson)说:“煤炭现在非常昂贵,天然气也同样如此。风能和太阳能不能取代煤炭和天然气的功能,后者是按需发电的。”

纳尔逊是辐射能源基金(Radiant Energy Fund)的董事总经理,该基金为政府和公司提供核能方面的建议。

“2021年,美国得克萨斯州发生大停电,这次事件让天然气供应都受到了质疑,当时我们只是没有能力在非常寒冷的条件下输送足够的天然气来维持整个电网的运行。”

03

困难重重

自50年代以来,我们一直在建造核反应堆,核电站的建造发展也始于美国。在美国,第一次用核反应堆发电,而当时世界对原子能的主要印象仍然是核武器。

今天,美国拥有世界上最大的核能力,但几十年来一直没有建造任何新的核电站。全国有近100个反应堆在运行,但它们都是几十年前制造的。

现在,美国的核衰退有其原因,这些原因几乎适用于所有核电站。

简言之,新反应堆已经变得极其昂贵,而且需要很长时间才能完成,当专家说我们可以使用更多的反应堆时,我们显得无能为力。

如今,核电站的建设还需要遵守更多的监管障碍和安全程序。

这在很大程度上归因于1979年三哩岛发生的核事故,当时宾夕法尼亚州的一座反应堆发生了部分堆芯熔毁,成为历史上最严重的核事故之一。

此后,核能的受欢迎程度开始下降,在全国各地建造几十座新反应堆的计划被全部取消。

不仅仅是美国发现很难振兴这个行业。欣克利角(Hinkley Point)C项目是英国唯一一座正在建造的核电站,完工时间至少比计划晚了18个月。

即使在法国,弗拉曼维尔(Flamanville)核电站的一座新反应堆消耗资金也将比预计高出3亿欧元。

公平地说,美国核行业从未完全复苏。

美国上一个在建设核电站是在1978年,如今,美国拥有一座新反应堆——更不用说整个核电站了——开始感觉像是过去的事了。

但这一切都将改变。

04

美国核能复兴或刺激与欧盟的合作

专家们预计,核能将在欧盟和美国实现无碳目标的努力中发挥更加突出的作用,但在电力需求激增的情况下,这些目标很难实现。拜登设定了到2030年将温室气体排放量减少45%并到2050年实现净零排放的目标。欧盟于2021年6月通过的《欧洲气候法》设定了将温室气体排放量至少减少55%的目2030年与1990年的水平相比,到2050年达到净零。

拜登于8月16日签署了美国《降低通胀法案》,也称为气候法案,成为法律。其中包括 3690 亿美元用于帮助应对气候变化,其中包括对核工业的重大税收减免。从2024年开始到2032 年,公用事业公司可以获得每兆瓦时 15 美元的现有核电站发电的税收抵免。

对于被设计为更安全、更小、建造成本更低的新核电站,该法案在工厂运营的前10年提供至少每兆瓦时25美元的生产税收抵免。生产信用首次包括核电站,为2025年后上线的无排放发电提供了与技术无关的突破。

公司只能选择一种税收抵免。然而,税收抵免很重要,因为它们为可再生技术提供了公平的竞争环境。总部位于德克萨斯州的能源分析公司 Veriten 的核能和发电专家 Brett Rampal 表示,这是向前迈出的一大步,可能会导致更多的国际合作。该分类是欧盟范围内的可持续技术分类系统。7 月份的欧盟议会并未反对将核能纳入分类。

根据大西洋两岸的能源机构的数据,目前,欧盟和美国仍然依赖化石燃料发电,美国 61% 的能源来自化石燃料,欧盟为 46%。欧盟在可再生能源方面略领先,其 29% 的能源来自太阳能、风能和其他来源,而美国的 20% 来自可再生能源。目前,欧盟 25% 的电力来自核电站,而美国接近 19%。欧盟在其 27 个成员国中的一半拥有 103 个核反应堆,而美国则有 93个。

Rampal说,欧盟和美国的一个直接合作领域是铀浓缩转化技术。这是因为俄罗斯拥有全球 40%的转换基础设施,而随着乌克兰的战争,目前尚不清楚铀供应会发生什么。Rampal说,另一个合作领域是建造一个多功能试验反应堆,能源部曾计划这样做,直到美国政府去年取消了它的资金。该反应堆将用于测试新的核材料。

除了通货膨胀法案之外,美国基础设施投资和就业法案还为能源部的先进反应堆示范计划增加了为期六年、25亿美元的拨款,预计将支付两个全面核示范项目的成本。一种是在华盛顿州建造的 Xe-100,它将由高温氦气冷却,并使用旨在防止熔化的颗粒燃料。另一个是 Natrium,由微软创始人比尔盖茨支持的 TerraPower 在怀俄明州建造。它使用液态钠冷却剂和熔融钠储能系统。

根据美国物理研究所最近的一份公报,这些努力只是美国国会行动的一部分,在过去几年中,美国国会通过了政策举措并提供了数十亿美元的资金来刺激先进核反应堆的发展。另一项举措是在新的CHIPS和科学法案中,其中包括“未来的裂变法案”,创建了能源部拨款计划,支持先进核反应堆将取代退役的化石燃料工厂的社区。

私人投资一直是阻碍昂贵核电站开发的一件事,能源和其他公司普遍不愿承担高成本、长开发时间和核开发风险。然而,华盛顿特区忧思科学家联盟核电安全主任埃德温莱曼表示,有迹象表明市场情绪出现了转变,因为包括盖茨和亚马逊创始人杰夫贝索斯在内的富裕投资者正在将资金投入核能。

美国和欧盟已经在核项目上进行合作。1 月,国际核能研究倡议组织呼吁由欧洲原子能共同体共同资助的项目,以在美国能源部项目上进行合作。其中可能包括轻水反应堆材料老化和退化、先进核反应堆设计的安全技术、小型模块化反应堆的创新概念以及整合核能和其他能源技术的混合能源系统等项目。

Euratom在欧盟面临争议,因为其目前为期五年、耗资13.8亿欧元的研究计划于2021年7月开始,重点关注聚变而非当今核电站使用的裂变过程。聚变结合了两个释放大量能量的原子核,而裂变将一个重原子核分裂成两个较轻的原子核。怀疑论者说,核聚变是一些较新的核技术的目标,但仍未得到证实,可能需要数十年才能在商业上可行。随着欧盟和美国努力实现其气候目标,核能不应被排除在外,但重要的是要应对其安全和保障方面的挑战。从历史上看,将核电站从一个想法变成可以展示、复制并成为可靠商业实体的东西需要几十年的时间。

文章来源: 嘿嘿能源heypower,网易科技,DWS特种气体

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