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美国
福岛事故后,美国寻求开发先进小型反应堆。两年前,一些人认为核能发展将会陷入窘境。但是最近有公司通过了监管部门批准,得到美国政府资金支持的4座小型反应堆获得建造许可证。
这个100MW模块反应堆的创造者想将该设计先推向美国,然后才是没有大型输电基础设施的欠发达国家。
美国能源部长朱棣文称,“重启美国核工业和先进小型模块式反应堆技术,将有助于创造新的就业和出口机会,并确保我们继续采取上述所有方法进行能源生产。”
为此,奥巴马政府正在与Babcock & Wilcox公司、Bechtel公司合作开发小型堆。能源部预计为该项目投资4.5亿美元,相当于总成本的一半,上述公司将投资另一半。
Bechtel公司制造出100MW的小型堆,该堆可串联使用,达到1000MW的功率。该公司总裁巴布科克称,预计这些机组可在2020年前运行。
美能源部鼓励创新型小型模块化反应堆尽快实现应用。作为奥巴马政府加速推进可持续能源战略的一部分,美国能源部今天发布了一项新的科研资金资助计划来帮助美国工业界设计和验证创新型小型模块化核反应堆。与2012年11月公布的成本共享协议一起,该项后续计划将面向其他公司和制造商,重点是提升小型模块化反应堆的效率、操作和设计。
能源部长朱棣文说:“奥巴马总统在国情咨文中表示,政府致力于加速过渡到更可持续的能源。创新能源技术,包括小型模块化反应堆,将帮助为美国家庭和企业提供低碳能源,也给我们国家在全球清洁能源竞赛中提供一个关键的竞争优势。今天宣布的科研资金资助计划专注于把创新型小型模块化反应堆推向市场,在美国创造新的就业机会和企业。”
目前,美国已计划建造2座小型模块化反应堆。美国田纳西谷管理局(TVA)的下一代核反应堆可能在一座工厂建造后,通过卡车或火车运至田纳西河流域。超过30年建造越来越大、越来越贵核电站的历程之后,TVA的官员都在思考下一代更小型的反应堆。TVA正与世界上最大的两家核电承包商——巴威公司和柏克德公司合作,测试名为mPower的小型模块堆。
TVA尚未决定是否最终制造新型反应堆,但已获得联邦政府提供的1.5亿美元的资金支持。TVA与上述公司已同意首先测试mPower设计,并于明年提交方案使监管机构批准在橡树岭克林奇河建造2座新反应堆。如果监管机构和TVA董事会批准,到2020年该180兆瓦反应堆发的电足够橡树岭地区使用。
开发人员希望更小、更简单的设计允许工厂能够生产大多数核电站部件。简单的被动冷却设计也允许反应堆埋于地下,建造工期更短,成本更低。
已有三家公司向美国能源部提交小型模块化反应堆研究资助申请。美国能源部(DOE)计划通过成本共担,资助两种小型模块化反应堆(SMR)设计,支持SMR的工程设计、设计验证和许可证申请工作。2012年11月,Babcock & Wilcox (B&W) mPower reactor公司赢得第一轮SMR资助,获得7900万美元,目标是在2022年前对其SMR设计进行商业验证。
DOE在2013年3月宣布将进行第二轮资助,申请期限设定为7月1日。在第一轮资助中失败的3家公司——西屋公司、NuScale Power公司和Holtec国际公司分别确认,已经提交了有关第二轮资助的申请书。
DOE预计将于2014年1月中旬授予这些资助。第一轮和第二轮中,每轮可以获得的最高资助额度为2.26亿美元。
美国能源部投资进一步研究高温气冷堆。美国能源部(DOE)已投资100万美元继续研究高温气冷堆(HTGR)。
下一代核电站(NGNP)产业联盟称,已获得费用平摊的注资合同,继续进行使用HTGR技术的商业和经济分析。除了发电外,该反应堆还可用来制氢、提炼石油和生物燃料、海水淡化、化肥生产、页岩油回收,以及热电联供。
2005年美国能源政策法确立了NGNP项目并建造HTGR原型堆,发电和制氢设施在2021年开始运行。美国爱达荷国家实验室(INL)负责该项目,并与私营企业签订成本分摊合同。目前该项目总成本估计约为40亿美元。
NGNP产业联盟由14家公司组成,涉及主要的反应堆供应商和可能的最终用户。反应堆供应商包括阿海珐集团、西屋公司、Entergy公用事业公司。最终用户包括陶氏化学公司和康菲石油公司。
美国研究新型熔盐反应堆。隶属麻省理工学院的美国原子能转换公司(TransAtomic)正在开发一种新型核反应堆,它预计将使核电站的总体成本减少一半。这是一种高度耐熔毁的新型熔盐反应堆。
在60年代,熔盐反应堆技术已经在美国橡树岭国家实验室得到了验证,在那里,有一座试验性熔盐反应堆运行了6年,但这项技术一直没有投入商业使用。
最新的反应堆设计目前为止仍处于理论阶段,按照橡树岭的技术参数,能生产同等体积的核反应堆20倍的发电量。
这意味着反应堆相对体积小,但功率大,可以以较为低廉的价格在工厂生产,并可通过铁路运输到场址,而不是像传统反应堆那样必须在现场建造。
Transatomic修改了原始熔盐反应堆的设计,允许它运行核废物。
由于核电站建设的高成本,加上对核电安全和废物处置的关切,美国和其他一些国家已经基本停滞建设新的核电站。
一些公司正试图解决核电站的成本问题,发展小型模块化反应堆。但小型堆通常功率为200兆瓦,而传统反应堆功率超过1000兆瓦。
美国计划于2016年运行新核电机组。美国核管会批准在佐治亚州建造两座新的核电机组,并分别于2016年和2017年运行,此举无疑是对美国核科技发展极大的鼓舞。
美国运行的104个核电机组有一半运行期已经超过30年,而自1978年以来美国便不曾发放新核电站建造许可证。1979年三哩岛核事故使得美国对新建核电站的态度更为谨慎。
美国目前18%的电力供应源自核电,考虑到核电站的新旧替代及增建,至2035年该份额有望增至20%。尽管如此,核能发电的经济优势及环境影响仍存争议。
美国总统奥巴马批准能源部提供83亿美元贷款,用于扶持新核电站的建设融资。
新的核电站将采用西屋公司的AP1000设计,该设计使用的是非能动冷却系统,该系统通过重力和冷凝来冷却燃料棒,这种设计有效杜绝了类似日本福岛核电站的核事故发生。
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