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唤醒先进核能反应堆 该如何抓到这次机会?

2017-09-25 10:15:09 核能研究展望NPRV

【导言】二十世纪五十年代时,美国政府看到了核能的前景,于是制定了核能技术发展计划,并为核能发展所需的资源提供了保证。其结果是,几十年来,美国一直位于世界核能创新的前列,并在此过程中获得了巨大的经济利益和安全利益。目前,先进核能反应堆则是下一个巨大的机会,美国应该如何抓到这次机会呢?

二十世纪五十年代时,美国政府看到了核能的前景,于是制定了核能技术发展计划,并为核能发展所需的资源提供了保证。其结果是,几十年来,美国一直位于世界核能创新的前列,并在此过程中获得了巨大的经济利益和安全利益。

而目前,先进核能反应堆则是下一个巨大的机会,可为未来的核技术发展提供优势,并为满足未来的经济以及气候目标提供额外的工具。这也是为何美国政府以及俄罗斯、中国等竞争对手——已经开始着手研发用于未来几十年的先进核能反应堆商业设计。

然而,除非美国联邦政府的政策有重大变化,否则这个目标将无法实现。根据加州大学圣地亚哥分校和卡内基梅隆大学最新的一项研究显示,美国能源部核能办公室(NE)若想实现这些目标,就需要应对来自结构和财政方面的挑战。

并未为成功专门设置

该研究对18年来的预算文件进行了研究,发现NE的先进核技术愿景与其配套的研发计划的设置并不一致,因为缺乏适当的规划和协调,这往往会导致NE资源的低水平应用。例如,研究显示,尽管NE向先进核燃料的研发注入了大量的资金,但是向使用核燃料的新型反应堆研发的投资并没有和核燃料保持一致。NE也关注现有的核技术,但并未将先进的核技术的创新放在首位。例如,NE最大的资金支持是关于轻水反应堆技术的,而这项投资金额要比NE支持的最昂贵的先进反应堆技术多57%。最后,NE对每个核能计划的帮助并不足以完成该技术的示范,无论是NE还是华盛顿政府,对于一项核能计划的持续支持时间平均不超过5年。

研究解释到,虽然NE向先进核燃料的研发投入大量的资金,但对实际使用这些核燃料的新型反应堆的投资却并未跟上步伐。

即便NE以更加有战略性的眼光来实现其先进核能目标,更有效的地利用其现有资源,但是其资金水平距离在本世纪中期达到一个先进反应堆设计示范的目标仍有很大差距,基本不可能实现。根据这份报告,NE向先进核能研究的平均支出为1.6亿美元,据能源部自己估计,也仅是非轻水堆技术示范工程所需资金的一小部分。由于资金不足,NE不得不将自己的大部分预算用于维护现有的基础设施,这也进一步将原本要用于建设未来先进核能研发的所需基础设施的资金转移了出去。

更光明的一方面

该项研究对于NE实现其先进的核能目标提出了严峻的前景,不过也错过了几个可提供希望的亮点之处。

第一个是美国日益壮大的反应堆创新群体,包括为先进的核能研发做出贡献的年轻学者和企业家,以及为研究筹集了超过15亿美元私人资本的现代企业在内。在UC-SD/CarnegieMellon审查的预算文献这段时间中,这个创新群体甚至都不存在,值得赞扬的是,NE已经采取措施来鼓励新兴的先进核工业与私营企业合作,以加速其商业化。更为重要的是,NE创建了GAIN(GatewayforAcceleratedInnovationinNuclear),其具体目标是使得私营企业的创新研究者可以更容易获得使用国家实验室的机会。GAIN的保证计划已经为20多家小型企业提供资助,以使得他们可以利用实验室的设施和专业知识,以便将其技术更快的商业化。

可以乐观的另外一个原因是,在华盛顿的能源辩论中,先进核能仅几年时间就从不为人知的“晦涩”成为了焦点。美国能源部长里克˙佩里公开表示了发展先进反应堆的重要性;奥巴马时代的前任能源部长欧内斯特˙莫尼兹也如此表示过;同时国会也注意重要性了,两党立法委议员提出了加速先进堆商业化的法案。这些政策都将会为先进核能的研发提供额外的支持,为这些反应堆获得设计许可创造途径,并使得先进核能可更好的利用现有的税收优惠政策。尽管华盛顿政府还有其他不可避免的僵局,但这些法案的每一项政策都取得了巨大进展。

未来奖励:商业化

新兴的国内产业和华盛顿不断增长的两党共同支持是先进核能发展的宝贵资产,美国需要更好的利用两者来实现先进核能的发展目标。

首先,NE需要调整相应的预算来明确优先先进反应堆的商业化。按照ThirdWay之前的建议,NE应该以消除冗余、改善协调的方式来组织其核能发展计划,并为先进反应堆开发者在创新过程中的每一步都提供支持——从基础研究到商业化准备。NE通过提供创新基础设施和向有前途的项目进行战略投资、与核工业合作以便为美国企业吸引私人资金投入。

美国的一些经济竞争对手,例如中国和俄罗斯,已经收集了有关全球范围内先进反应堆利润丰厚的相关信息,目前为开发自己的先进核能技术投入了大量的资金。

但是,NE不能仅仅通过更有效的构建自己框架来实现发展目标,在商业化过程的每个阶段,都需要大量的增加资金来对先进的核能项目进行支持。美国的一些经济竞争对手,例如中国和俄罗斯,已经收集到了有关全球范围内先进反应堆利润丰厚的相关信息,目前为开发自己的先进核能技术投入了大量的资金。若是美国仍然想继续从核能这种清洁能源技术中获得经济和安全利益,那么美国政府就应该继续向先进核能投资,为了完成这个目标,除了提供监管和出台研发政策,国会还需要提高NE的先进核能商业资金水平。

美国在先进核能发展中仍然有很大的影响力,凭借正确的组织结构和资金水平,NE有能力实现先进核能的商业化目标,在未来数十年中美国则会处于核能技术发展前沿。




责任编辑: 江晓蓓

标签: 核能反应堆

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