
經過多年對創新先進堆設計的投資,美國現在有了一個獨特的機會來部署核能,以減少排放,支持美國的工業和制造業,并創造數千個高薪的工作崗位。
1、新核設施需求
一個強大的美國先進核工業,也將在核能出口方面處于世界領先地位。
未來幾十年,這些技術的全球市場潛力巨大,包括預計到2050年,歐盟和英國的新核能需求量將達到200-300 GW。
國際上對新核設施的需求日益增長,不僅是因為需要減少排放,還因為需要加強能源安全,減少對進口化石燃料的依賴。
重新占領這個國際市場需要振興美國國內的核供應鏈,包括反應堆部件和燃料的供應。
拜登政府已經將核電提升為關鍵的氣候解決方案,并通過美國能源部(DOE)的先進反應堆示范計劃(ARDP)投入數十億美元用于新設計的示范。
本文闡述了為什么這些先進堆設計提供了重新獲取核供應鏈的新機會,同時,振興美國核工業,需要培養準備好制造和操作新反應堆的勞動力,建立先進反應堆燃料(高含量低濃縮鈾(簡稱HALEU))的可靠國內生產。
2、核供應鏈簡史
美國是第一個使用核能發電的國家——西屋公司于1957年設計了第一座完全商業化的壓水反應堆(PWR)。
在隨后的幾十年中,美國作為全球主要的輕水反應堆和鈾燃料生產商和供應商,是民用核技術領域無可爭議的領軍者。
通過原子促進和平計劃,美國與盟國和國際伙伴分享了核技術和核材料。
通過為新的核項目提供貸款和贈款,美國成為了核融資的關鍵合作伙伴,并幫助啟動了世界各地的民用核能項目。
美國在核能方面歷史深厚,在常規輕水技術及其相關供應鏈方面具有全球主導地位,同時也在很大程度上削弱了俄羅斯和中國的利益。
俄羅斯已經成為核技術的主要出口國,中國現在擁有世界上增長最快的核電機組,并準備成為全球市場的主要供應商。
3、先進反應堆帶來的新機遇
美國的創新為核能領域帶來了新的機遇。
美國核工業目前在先進堆技術方面處于世界領先地位,這在很大程度上得益于美國國家實驗室進行的長達數十年的研發計劃。
通過跨多個政府的兩黨一致支持,先進反應堆項目現在比以往任何時候都更接近部署和商業化。
通過DOE先進反應堆示范計劃,美國將在本十年結束前在線進行多個商業先進反應堆示范,這些ARDP項目的完成,代表著振興美國國內核供應鏈的第一個重大步驟。
先進反應堆設計為奪回核供應鏈提供了新的機會,原因有四:
美國先進堆開發人員使用智能設計,設計出可以輕易復制和大規模制造的反應堆。
這些較小的模塊化設計,限制了重型設備和組件對海外供應商的依賴。
美國小型模塊化反應堆(SMR)技術因其可擴展、可調度的設計和廣泛的應用,已經受到國際市場的需求。
例如,位于俄勒岡州波特蘭的NuScale Power已達成合作協議,探索在羅馬尼亞部署SMR技術,并正在將該技術擴展到其他歐洲國家。
先進堆增強的安全特性,使公司能夠更容易使用從國內供應商采購的現成組件。
這些增強的安全功能,最大限度地減少了對冗余安全系統(如大型安全殼圓頂)和核級材料的要求,這些材料通常來自海外。
在某些情況下,美國工人可以在工廠環境中制造整個反應堆,以及任何必要的部件,運往國內和國際市場。
這種方法減少了對現場勞動力的需求,而現場勞動力通常施工時間長、容易出現施工延遲。
這降低了施工風險,加快了規模經濟的發展,并降低了同類產品(NOAK)的成本,從而促進了由美國工人研發技術的大規模生產。
先進堆設計可用于發電以外的利基應用,比俄羅斯和中國的大型輕水反應堆更好地服務和占領市場。
新興的美國先進堆,提供了解決非電力應用領域和工業供熱、制氫和脫鹽的靈活性,進一步的綠色化過程主要由天然氣和化石燃料提供。
4、擴充核能勞動力
建立強大的國內先進核供應鏈需要整個核工作人員具備新的知識、技能和能力,這些人員來自工程和技術行業以外的廣泛領域和教育背景。
幸運的是,不斷發展的能源部門已具備滿足這一需求所需的工人。
美國工會制定并提供培訓計劃,并在教育和會員職業發展方面進行重大投資。
此外,工會作為知識社區,促進先進反應堆建造、制造、維護和操作方面的學習環境。
核能比任何其他能源都能為當地提供更多的永久性工作崗位和更高的工資。這使得核能工作成為化石燃料工人的一個有吸引力的選擇。
核反應堆可以安裝在已退役或即將退役的煤炭或化石燃料工廠,不僅為當地受過培訓/技術熟練的勞動力提供新的工作崗位,還可以方便選址、利用電網連接基礎設施和重復使用冷卻水取入系統。
例如,TerraPower的345 MWe鈉反應堆將建在懷俄明州凱默勒一座即將退役的燃煤電廠附近。該項目預計將產生約2000個建筑工作崗位和約250個工廠作業崗位。
保護美國現有的大型輕水反應堆大軍,目前它們是美國最大的無碳電力來源,可以確保能源發展基礎,在這個基礎上,我們可以為未來的先進反應堆建設我們的核勞動力和供應鏈,都將是至關重要的。
5、發展美國核燃料基礎設施
最終,為了使先進的反應堆技術加強經濟,并確保我們自己和盟友的能源獨立,我們必須擁有穩定和安全的核燃料來源。
開發高含量低濃縮鈾(HALEU)的可靠市場供應,HALEU是許多先進反應堆設計所需的燃料,可以說是美國先進核技術的最高供應鏈優先事項,特別是因為俄羅斯現在是世界上唯一可行的商業HALEU供應商。
需要強有力的政府支持和領導,以確保聯邦政府建立國內HALEU供應鏈具有必要的資源和動力。
美國必須采取一整套政府措施,鞏固關鍵先進反應堆投入的供應渠道,不僅是HALEU,還包括鈉和石墨等關鍵材料。
這些舉措不僅對美國先進的反應堆部署非常重要,還將為國內經濟建設和就業創造更多機會。
6、結論
美國擁有成為世界領先的先進反應堆和燃料中心的技術、專業知識和勞動力。
然而,要實現美國在先進核能領域投資的全部利益,就需要加倍支持美國核技術和供應鏈部署的政策。
包括加快先進反應堆的示范,確保HALEU燃料的強勁供應,并保留一支熟練的工會員工隊伍,以促進核部件制造、管理和核電設施運營方面的技術領導。
美國其實已經進行了相關投資,努力使自己成為先進核技術的全球領導者,現在是時候繼續這些努力并實現其效益了。(完)
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