核電的未來(lái)長(zhǎng)期以來(lái)一直是麻省理工學(xué)院歷史的一部分。麻省理工學(xué)院的核反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)室建于20世紀(jì)50年代，是美國(guó)第二大的大學(xué)反應(yīng)堆。但它很小 - 僅占最近關(guān)閉的朝圣者核電站能源的1%。
麻省理工學(xué)院的反應(yīng)堆不產(chǎn)生電力; 它是一種培訓(xùn)和研究工具。Jacopo Buongiorno表示，與之合作是“世界上最好的工作”。“我們對(duì)新的核反應(yīng)堆概念感興趣。”
Buongiorno是反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合負(fù)責(zé)人，也是麻省理工學(xué)院先進(jìn)核能系統(tǒng)中心的負(fù)責(zé)人，其中舊的是新的，“小”是核的未來(lái)的前沿。Buongiorno研究了當(dāng)化石燃料逐步淘汰時(shí)，先進(jìn)的核電站設(shè)計(jì)和建造技術(shù)如何用于為我們這個(gè)變暖的星球供電。
“對(duì)核能而言，從歷史上看，我們始終都是這樣，'廢物怎么樣?安全性怎么樣?擴(kuò)散怎么樣?' 這些都是我們必須解決的重要問(wèn)題，“Buongiorno說(shuō)。“但首先，讓我們看看你為什么要開始使用這項(xiàng)技術(shù)。”
原因如下：僅有97家美國(guó)核電站生產(chǎn)全國(guó)20%的電力 - 超過(guò)一半的低碳電力。大多數(shù)建于40多年前，許多都計(jì)劃關(guān)閉。 在25年的時(shí)間里，只有一個(gè)新反應(yīng)堆獲得許可。
“這必須改變，因?yàn)槲覀冇幸粋€(gè)很大的問(wèn)題，那就是氣候變化，”Buongiorno說(shuō)。“核能可以成為解決方案的重要組成部分。”
但是，過(guò)去龐大而復(fù)雜的核電站是問(wèn)題的一部分，因?yàn)樗鼈兊慕ㄔ旌途S護(hù)成本非常高。目前在格魯吉亞建造的兩座大型反應(yīng)堆的成本翻了一番，達(dá)到280億美元，并且落后于計(jì)劃。
所以現(xiàn)在Buongiorno和其他核工程師，科學(xué)家和創(chuàng)業(yè)公司都在考慮簡(jiǎn)單，快速和廉價(jià)的核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。
“開始一個(gè)耗資10億美元的項(xiàng)目是另一回事;另一個(gè)[原文如此]花費(fèi)100億美元，”Buongiorno說(shuō)。“一個(gè)100億美元的項(xiàng)目，你打賭農(nóng)場(chǎng)，10億美元 - 即使它發(fā)生災(zāi)難性的錯(cuò)誤 - 你不會(huì)破壞銀行。”
但考慮到對(duì)成本，安全，擴(kuò)散和放射性廢物的擔(dān)憂，世界能否依靠核電幫助應(yīng)對(duì)氣候變化?
“這些問(wèn)題原則上是可以解決的，”前奧巴馬科學(xué)顧問(wèn)約翰霍爾德倫說(shuō)，他現(xiàn)在是哈佛大學(xué)肯尼迪學(xué)院的環(huán)境政策教授。“但我不知道我們是否有足夠的智慧在實(shí)踐中解決這些問(wèn)題。”
不是每個(gè)人都是不可知論者。今年早些時(shí)候，核電的真正信徒和可再生能源倡導(dǎo)者在麻省理工學(xué)院會(huì)議上討論了能源的未來(lái)。
在那里，NuScale Power首席戰(zhàn)略官Chris Colbert提出了俄勒岡州公司的小型模塊化核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。
“我們所做的就是采用更小的設(shè)計(jì) - 我們沒(méi)有反應(yīng)堆冷卻劑泵。而這個(gè)決定的結(jié)果是我們已經(jīng)能夠消除你在大型工廠中找到的三分之二的系統(tǒng)和組件，“科爾伯特說(shuō)。
在76英尺高，15英尺直徑的情況下，獨(dú)立的NuScale反應(yīng)器僅占傳統(tǒng)反應(yīng)器空間的1%。埋在地下深處并被數(shù)百萬(wàn)加侖的水包圍，一個(gè)反應(yīng)堆可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)供電。十二個(gè)模塊化反應(yīng)堆，像六個(gè)包裝的啤酒罐一樣堆疊起來(lái)，可以為一個(gè)城市服務(wù)。
“一旦你擺脫了三分之二的東西，購(gòu)買和安裝的東西就會(huì)減少，操作和維護(hù)的東西就會(huì)減少，打破和出錯(cuò)的東西就會(huì)減少，”科爾伯特說(shuō)。“它變得更安全，更具成本效益，更易于構(gòu)建。”
為了節(jié)省建筑成本，NuScale計(jì)劃使用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，在工廠中批量生產(chǎn)模塊，將它們運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，并將它們安裝在地下。科爾伯特說(shuō)，他們的運(yùn)營(yíng)成本也會(huì)更低。
NuScale計(jì)劃在六年內(nèi)開始商業(yè)化生產(chǎn)。 它是十幾家試圖進(jìn)入新興小型模塊化市場(chǎng)的公司之一。該公司的第一個(gè)試驗(yàn)反應(yīng)堆將在能源部的愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建造。這是能源部長(zhǎng)里克佩里計(jì)劃啟動(dòng)國(guó)家老化核工業(yè)的一部分。
“我們將再次制造核冷卻，”佩里說(shuō)。“30年來(lái)，我們讓核子坐在那里萎縮。”
酷需要付出代價(jià)。美國(guó)能源部已在NuScale的小型模塊化反應(yīng)堆設(shè)計(jì)中投資了3億美元。但是市場(chǎng)上存在外國(guó)競(jìng)爭(zhēng)，美國(guó)正在迎頭趕上。
科爾伯特說(shuō)：“我們認(rèn)為這是與俄羅斯和中國(guó)國(guó)有企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，他們對(duì)美國(guó)的安全運(yùn)營(yíng)沒(méi)有同樣的承諾。”
俄羅斯國(guó)家原子能公司Rosatom最近向東西伯利亞交付了一座帶有兩座小型反應(yīng)堆的浮動(dòng)核電站。俄羅斯官員表示，它將在12月底全面投入運(yùn)營(yíng)。
綠色和平組織稱該項(xiàng)目為“冰上切爾諾貝利”，警告與其他船只的碰撞，恐怖襲擊和暴風(fēng)雨。俄羅斯核能機(jī)構(gòu)稱這些擔(dān)憂“沒(méi)有根據(jù)”，并稱浮動(dòng)反應(yīng)堆提供“清潔，綠色，穩(wěn)定的能源”。
中國(guó)還宣布計(jì)劃發(fā)射多達(dá)20個(gè)浮動(dòng)核電站。第一個(gè)的建設(shè)即將開始。
麻省理工學(xué)院的一個(gè)小團(tuán)隊(duì)一直在研究類似想法的可行性。Buongiorno說(shuō)，該計(jì)劃要求在造船廠建造小型反應(yīng)堆，然后在需要時(shí)將核平臺(tái)拖到海上。
“它成為'即插即用'能源，”Buongiorno說(shuō)。“你建造它，你把它漂浮到現(xiàn)場(chǎng)并提供電力。但如果有一個(gè)更有利可圖的網(wǎng)站，你只需將你的發(fā)電廠搬到那里。”
50年前，美國(guó)軍方做了類似的事情，在巴拿馬的一個(gè)湖泊上的一艘駁船上安裝了一座反應(yīng)堆，以便在長(zhǎng)達(dá)十年的干旱期間為運(yùn)河船閘提供動(dòng)力。
現(xiàn)在，隨著氣候迅速變化，核電支持者表示現(xiàn)在是時(shí)候回到未來(lái)了。但前核監(jiān)管委員會(huì)主席Gregory Jaczko表示懷疑，稱海上和陸地上的更多小型反應(yīng)堆將意味著更多的核事故。
“每天幾乎你都會(huì)看到一個(gè)新故事，談?wù)撐覀內(nèi)绾卧跊](méi)有核反應(yīng)堆的情況下解決氣候變化問(wèn)題，”Jaczko說(shuō)。“當(dāng)我看到這些東西時(shí)，我會(huì)抓撓頭腦，想知道他們是否在討論我熟悉的同一行業(yè)，因?yàn)槲铱床怀龊穗娬緦⑷绾谓鉀Q這個(gè)問(wèn)題。”
“我認(rèn)為我們需要擺在桌面上的所有選項(xiàng)，其中包括核能，”核創(chuàng)新聯(lián)盟執(zhí)行主任阿什利·芬南說(shuō)。她是資助新的先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的專家，并表示經(jīng)濟(jì)是核電未來(lái)成功的關(guān)鍵。
“如果沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力，它將無(wú)法擴(kuò)大規(guī)模，也不會(huì)解決氣候問(wèn)題，”菲南說(shuō)。
但規(guī)模必須是巨大的。目前全球共有448座核反應(yīng)堆在運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)排放目標(biāo) - 以及電力需求的增加 - 可能需要在未來(lái)三十年內(nèi)建造數(shù)百個(gè)(如果不是數(shù)千個(gè))新核反應(yīng)堆。
氣候變化就在這里。時(shí)間不在我們這邊。選擇并不容易。
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