在最近举行的下一届美国总统选举中,分歧最大的问题之一就是能源政策。第47任当选总统、前总统特朗普一直强调化石燃料政策,但在核电政策上与现任拜登政府并无太大差异。传统上,共和党一直支持化石燃料产业,但在核能发电方面,正逐步形成跨党派共识。
拜登政府近日公布了一项雄心勃勃的计划,提出到2050年将核电装机容量扩大到目前的3倍、即300吉瓦。目前美国核电装机容量约为100.6吉瓦。通过《核能发展促进法(ADVANCE法案)》简化复杂的许可程序、放宽监管,展现出培育核电产业的强烈意志。即便已接近任期末期,该计划仍提出了美国长期能源政策的方向,因此备受关注。
在美国,自1979年三里岛事故后中断的核电站重启工作也在推进。以三里岛核电站为例,自2019年以来一直处于停运状态,但近期已决定重新启动。这表明,为缓解美国面临的电力短缺,社会上认为核电不可或缺的认知正在扩散。
在这一趋势下,小型模块化反应堆(SMR)正崛起为下一代核电技术。SMR是将传统核电站的构成部件小型化,装入一个容器中,在工厂预制后运至现场进行组装的方式。
SMR最大的特点是安全性。传统大型核电站一旦断电,冷却水循环就会停止,从而存在事故风险;而SMR采用“非能动设计”方式,即使断电也能通过自然循环实现冷却。该技术被评价为可防止类似福岛核事故等大型事故的突破性方案。
大型科技企业也对SMR表现出浓厚兴趣。微软创始人Bill Gates于2006年创立TerraPower,一直引领SMR开发。近期,亚马逊投资了3家与SMR相关的企业并宣布电力采购计划,谷歌也表示有意购买SMR电力。硅谷代表性投资人Peter Thiel则投资了SMR核燃料开发企业,技术企业的参与不断扩大。
值得关注的一点是,被特朗普政府提名为能源部长的Chris Wright,是SMR企业Oklo的董事会成员。Oklo同时也是OpenAI创始人Sam Altman投资的企业。这表明,SMR不受政治立场影响,正被视为未来能源问题的解决方案。
韩国企业进军SMR市场的步伐也十分积极。例如,斗山Enerbility和DL E&C参与了亚马逊投资的X-energy项目。尤其是韩国企业在核电站建设和运营方面经验丰富,因此被视为美国企业的重要合作伙伴。美国SMR初创公司虽然掌握源头技术,但在实际施工和运营经验方面不足,而韩国企业在这一领域积累了大量经验。
这种关注也与人工智能时代电力需求的激增密切相关。人工智能数据中心消耗巨大电力,不仅计算运算需要电力,冷却过程同样需要大量电力。高盛集团预测,到2030年,人工智能数据中心的电力需求将比现在增加160%。
SMR的优势之一是可以建设在数据中心附近。传统大型核电站由于安全性和冷却水问题,必须建在海岸地区,而SMR相对安全性更高,可以部署在靠近用电负荷中心的地区。这意味着可以大幅降低输电成本。
但也有观点指出,距离SMR真正商业化应用仍有很长的路要走。TerraPower在超过15年的时间里尚未实现商业化,美国代表性SMR企业NuScale最近因成本上升导致项目被取消等,面临诸多困难。原本预期通过小型化可以降低成本,但随着规模经济效应减弱,发电单位成本反而上升的问题正在显现。
此外,无论安全性如何提高,要完全消除居民对核电的担忧仍然十分困难。即便SMR比传统核电站更安全,居民对在居住地附近建设反应堆仍存在心理抗拒。这也是SMR扩张过程中必须面对的重要社会课题。
专家指出,SMR固然是前景可观的技术,但仍需要进一步验证。因小型化带来的效率下降和成本上升问题,同样有待解决。尤其是在人工智能时代,数据中心电力需求急剧增加的背景下,如果要等到2030年以后SMR才能实现商业化,仅依靠SMR难以满足当前迫切的用电需求,相关担忧不断出现。
总之,SMR是有望解决未来能源问题的潜在方案,但现实挑战同样不少。专家建议,与其对SMR抱有过度乐观的预期,不如配合可行的短期对策,制定综合性的能源政策。
政府和企业应继续推进SMR研发,同时以稳妥方式逐一解决现实难题。并且,还必须制定应对电力需求激增的短期解决方案。归根结底,未来能源问题不可能依靠某一种技术或某一项政策单独解决,如何在多种能源和技术之间实现均衡发展,将成为关键。
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