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國(guó)際核新聞
美國(guó)能源部:核能研究要有輕重緩急
時(shí)間:2015年03月12日 來(lái)源:中國(guó)能源網(wǎng) 點(diǎn)擊量: 分享:

    美聯(lián)社記者S.M.布萊恩(Susan Montoya Bryan)3月5日在《阿布奎基》雜志網(wǎng)上發(fā)表文章"實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家概述核能研究的希望清單"[1]。美國(guó)《核能協(xié)會(huì)》網(wǎng)站當(dāng)日"鏈接"了這個(gè)報(bào)道,說(shuō)美國(guó)能源部召集全國(guó)大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的工程師和研究人員座談,設(shè)法更好地理解美國(guó)政府必須致力解決與核能有關(guān)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。專(zhuān)家們列舉了新堆設(shè)計(jì)、穩(wěn)定經(jīng)費(fèi)和公眾對(duì)核電的看法等等,認(rèn)為核電是"我們能建造的單機(jī)上百萬(wàn)千瓦的唯一不發(fā)射碳的能源"。

    美國(guó)能源部正在新墨西哥大學(xué)、麻省理工學(xué)院和國(guó)內(nèi)另外幾處召集分組研討會(huì),討論縮小國(guó)家需要致力解決的核能方面關(guān)鍵研究問(wèn)題的清單。來(lái)自全國(guó)實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)的工程師和研究人員說(shuō),美國(guó)需要提供試驗(yàn)場(chǎng)所,使最新的核能創(chuàng)新項(xiàng)目接受檢驗(yàn),而不在設(shè)計(jì)上"輸給"中國(guó)和其他國(guó)家。

    六個(gè)小組概述的檢查結(jié)果有意指導(dǎo)對(duì)什么研究提供經(jīng)費(fèi)做出決策。其實(shí),這是美國(guó)能源部核能辦公室確定核能年度資助項(xiàng)目的習(xí)慣做法。

    洛斯o阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室工作人員拉奧(D.V.Rao)說(shuō),沒(méi)有辦法小規(guī)模地檢驗(yàn)新觀(guān)念,科學(xué)家們就沒(méi)有辦法勸說(shuō)投資人"跳上舞臺(tái)"。接受采訪(fǎng)時(shí),他說(shuō)"有挫折感,我們需要打破這種模式。""我們需要經(jīng)歷周期性的發(fā)展,就像太空探索技術(shù)公司(SpaceX)造出他們的火箭。他們并不總是坐在實(shí)驗(yàn)室里'設(shè)計(jì)再設(shè)計(jì)',而是拿出火箭并進(jìn)行試驗(yàn)。"

    與會(huì)者描述了許多建議和領(lǐng)域,在促進(jìn)核能創(chuàng)新方面,美國(guó)能做得更好。三天的研討會(huì)討論了每項(xiàng)事務(wù),從穩(wěn)定經(jīng)費(fèi)和安全到監(jiān)管改變、新堆設(shè)計(jì)、水的可用性,以及公眾對(duì)核電的看法等。能源部正在尋找各種辦法把現(xiàn)有的技術(shù)用于核能,特別感興趣的是核技術(shù)如何適應(yīng)便宜的電力生產(chǎn)和可再生能源、國(guó)家安全和環(huán)境。

    據(jù)美國(guó)能源信息署報(bào)道,許多歐洲國(guó)家的可再生能源和核能發(fā)電水平越來(lái)越高,歐盟開(kāi)放的電力一半以上來(lái)自無(wú)碳能源。美國(guó)2012年無(wú)碳能源的電力還不到1/3。美國(guó)現(xiàn)有100臺(tái)反應(yīng)堆在運(yùn)行,聯(lián)邦能源官員預(yù)期未來(lái)二十年內(nèi)核電增長(zhǎng)的速度有可能超過(guò)可再生能源。

    環(huán)境分組曾奮力爭(zhēng)取更多太陽(yáng)能和風(fēng)電,還對(duì)核能發(fā)電的潛在環(huán)境影響以及核遺產(chǎn)場(chǎng)址清理和退役成本表示憂(yōu)慮。泰拉能源(TerraPower)公司技術(shù)整合主任凱萬(wàn)o威弗(Kevan Weaver)說(shuō),考慮到可再生能源的間歇性和缺少儲(chǔ)存能力,核電必須是問(wèn)題解決方案的一部分,因?yàn)楸O(jiān)管機(jī)構(gòu)指望控制污染。

    參加阿布奎基研討會(huì)的威弗說(shuō),"核能是我們能單機(jī)上百萬(wàn)千瓦建造的唯一不發(fā)射碳的能源。"億萬(wàn)富翁比爾·蓋茨主持、總部位于華盛頓的泰拉能源公司希望2025年建造下一代原型堆,并準(zhǔn)備隨后10年建成商用核電廠(chǎng)。

    美國(guó)政府核能科研項(xiàng)目資金由能源部核能辦公室控制,偏重基礎(chǔ)科研和技術(shù)研發(fā)。涉及先進(jìn)堆技術(shù)和概念的工程驗(yàn)證,多采取"私辦公助"方式。這次組織廣泛討論后可能有什么改變,會(huì)給什么先進(jìn)堆工程驗(yàn)證項(xiàng)目提供資助,還有待觀(guān)察。

    我認(rèn)為,美國(guó)最希望優(yōu)先驗(yàn)證的先進(jìn)堆是高溫氣冷堆(HTGR);傳統(tǒng)核能界最推崇的鈉冷快堆(NFR)時(shí)機(jī)"不宜";"民間"和"非傳統(tǒng)核能界"最熱烈稱(chēng)頌的熔鹽堆(MSR)還不夠成熟:

    -高溫氣冷堆(HTGR)是美國(guó)政府最期待驗(yàn)證、技術(shù)成熟的"下一代核能裝置"(NGNP),既能高效發(fā)電,又可給各種工業(yè)用戶(hù)提供高溫工藝熱能。美國(guó)核管會(huì)有頒證準(zhǔn)備和基礎(chǔ);TRISO涂覆顆粒燃料、材料、設(shè)計(jì)方法和用戶(hù)應(yīng)用程序基本成熟;存在與私方合作開(kāi)發(fā)和商用化的伙伴和用戶(hù)聯(lián)盟,只是原型堆驗(yàn)證公/私方出資比例尚未達(dá)成協(xié)議[2]。鑒于中國(guó)山東榮成HTR工程項(xiàng)目進(jìn)展順利、2017年底能建成發(fā)電的"刺激",能源部和NGNP工業(yè)聯(lián)盟雙方存在達(dá)成妥協(xié)的可能性。

    -先進(jìn)的鈉冷快堆(AFR-100)是美國(guó)和國(guó)際"傳統(tǒng)核能界"最推崇的第四代核能系統(tǒng),美國(guó)的目標(biāo)是"用過(guò)的"核燃料再循環(huán)。雖然相對(duì)其他第四代核能系統(tǒng)總體上有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[3],但全世界60多年的發(fā)展和進(jìn)步"形象"不佳。世界不缺乏鈾資源;美國(guó)的能源狀況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)"選中"的時(shí)機(jī)"不宜"。用過(guò)的核燃料短期(60年)地面"暫存"可以接受,所以不急于核燃料"閉環(huán)"。關(guān)鍵是基建成本高昂,燃料制造成本比天然鈾高一個(gè)量級(jí)。有人說(shuō)"再投入更多資源是荒謬的",還有人還在國(guó)會(huì)山網(wǎng)站貼出"快堆,你慢些走"的貼子。國(guó)會(huì)早就斷言增殖堆"本性"不經(jīng)濟(jì)[4]。

    -熔鹽堆(MSR)是目前美國(guó)和全世界"民間"和"非傳統(tǒng)核能界"最熱烈"稱(chēng)頌"的第四代核能系統(tǒng)。最大優(yōu)勢(shì)是安全、簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì),而發(fā)電成本低于燃煤電廠(chǎng),經(jīng)常被形容為"好得令人'不可思議'"。MSR結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,但問(wèn)題在于"冷卻劑"采用高溫"熔鹽"(最低400℃以上),對(duì)一般人很生疏;核燃料熔解在"熔鹽冷卻劑"內(nèi),整個(gè)"主系統(tǒng)"運(yùn)行帶極強(qiáng)放射性,出現(xiàn)任何異常無(wú)法靠近。最近加拿大和美國(guó)出現(xiàn)了"主系統(tǒng)"雙備用和"定期"更換(4-7年)設(shè)計(jì)[5,6],但還不夠成熟,一時(shí)難以被"接受"[7]。


參考資料:
1. Susan Montoya Bryan/Associated Press,Lab scientists outline research wish list for nuclear energy,Albuquerque Journal,March 5, 2015
2. GAO,ADVANCED REACTOR RESEARCH:DOE Supports Multiple Technologies, but Actions Needed to Ensure a Prototype Is Built,GAO-14-545,June 2014
3. Barry W. Brook, Jan B. van Erp, Daniel A. Meneley, Thomas A. Blees,The case for a near-term commercial demonstration of the Integral Fast Reactor,Elsevier B.V,4 December 2014
4. Rod Adams,Slowly accelerate fast reactor development,Atomic Insights,F(xiàn)ebruary 4, 2015
5. Simon Irish and David LeBlanc,The Integral Molten Salt Reactor, NN, 2014-12
6. WNN, Martingale reveals its ThorCon liquid-fuel reactor design, 07 January 2015
7. 財(cái)富中文網(wǎng),美國(guó)將協(xié)助中國(guó)建造一座新型高級(jí)核反應(yīng)堆,2015-02-06

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