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小型核反应堆的问题

支持者认为,这项技术是AI数据中心热潮的关键;另一些人则认为,这不过是在浪费时间和金钱。

为了第一时间为您呈现此信息,中文内容为AI翻译,仅供参考。
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{"text":[[{"start":7.93,"text":"在安大略省达灵顿,一项耗资不菲的试验正在进行。首座小型核反应堆已开工建设,四座反应堆每座规模约相当于一座足球场。计划于本十年末接入加拿大电网。未来,每座反应堆都可能为30万户家庭供电。"}],[{"start":26.81,"text":"该项目预计耗资150亿美元(210亿加元)。但批评者对这一估算并不放心。加拿大约克大学(York University)环境学院教授马克•温菲尔德(Mark Winfield)说:“这是一个‘首创’项目,我们并不真正清楚它会花多少钱。纳税人和电力用户面临的风险极大。”"}],[{"start":46.4,"text":"达灵顿项目是少数几座正在建设、受到投资者和政策制定者密切关注的所谓小型模块化反应堆(SMR)项目之一。"}],[{"start":55.33,"text":"一些人认为,这项技术本质上是传统核反应堆的缩小版,对清洁技术革命和AI的未来至关重要。另一些人则认为,小型模块化反应堆(SMRs)是对时间的巨大浪费,只会分散人们对成本更低、效率更高的技术的关注。他们表示,相关成本高得离谱,根本不现实。此外,许多设计依赖来自敌对国家或竞争对手国家的燃料。"}],[{"start":null,"text":"

"}],[{"start":82.1,"text":"迄今为止,数十亿美元的公共和私人资金已流入小型模块化反应堆领域。PitchBook数据显示,去年,投向这项技术的私人资本创下纪录,达到29亿美元。"}],[{"start":94.97,"text":"支持者认为,这项技术迎来了发展时机。与可再生能源不同,核能能够持续、稳定地供电,无需配套电池储能。人们还预计,小型模块化反应堆的建设速度将快于传统核电站,占地也更少。"}],[{"start":111.65,"text":"在达灵顿,负责建设这座小型模块化反应堆的政府所有企业安大略发电公司(Ontario Power Generation, OPG)表示,该项目将“帮助满足对价格可承受、供应可靠且清洁的电力日益增长的需求,并支持安大略省经济增长”。"}],[{"start":126.60000000000001,"text":"其他国家的政府也在支持这项技术。随着电力需求不断上升,尤其是AI数据中心的需求增长,各国政府亟需清洁能源。"}],[{"start":136.98000000000002,"text":"欧盟委员会(European Commission)预计,小型模块化反应堆将成为欧盟能源结构中的“关键组成部分”,最早可能于2030年代投入部署。过去12个月,白宫承诺为这类反应堆及其所需燃料的开发提供约30亿美元资金。在英国,政府将协助资助罗尔斯-罗伊斯在威尔士的首个小型模块化反应堆项目。"}],[{"start":null,"text":"
罗尔斯-罗伊斯采用这种反应堆的模块化小型反应堆方案示意图
"}],[{"start":160.27,"text":"国际能源署(International Energy Agency, IEA)电力部门负责人布伦特•万纳(Brent Wanner)表示:“我们正迈入电力时代。”国际能源署称,到2050年,小型模块化反应堆有望为全球电网增加40至200吉瓦的电力,具体取决于各国脱碳的速度。万纳表示,小型模块化反应堆“在经济性方面还有很多有待验证”,但如果开发商兑现承诺,这些反应堆“有望成为全球最具竞争力的电力技术之一”。"}],[{"start":188.53,"text":"承诺往往难以兑现。2021年,获得亚马逊(Amazon)支持的小型模块化反应堆开发商X-Energy表示,其示范项目成本约为25亿美元;到2023年,这一数字已升至近60亿美元。X-Energy拒绝提供最新估算,但在6月警告称,供应商仍在“涨价”。"}],[{"start":208.55,"text":"批评人士担心,成本不断膨胀最终会转嫁给普通民众。"}],[{"start":213.81,"text":"在安大略省,安大略发电公司可能通过上调电价,收回达灵顿项目“审慎”发生的成本。即使反应堆尚未发电,用户也可能就得掏钱。去年一项颇具争议的法律修订后,OPG可以在建设期间开始收回债务利息,并计划通过提高电价,在2027年至2031年间追回近8亿美元。"}],[{"start":236.95,"text":"安大略发电公司表示,这种电力将具有竞争力,不会导致电费飙升。该公司还称,这一项目将“帮助安大略省企业把握不断增长的全球小型模块化反应堆市场机遇”,并将在为期五年的建设期间每年创造1.8万个就业岗位。"}],[{"start":null,"text":"
马克•卡尼(Mark Carney)和道格•福特(Doug Ford)与官员及工人站在讲台旁,身后是达灵顿能源综合体内的核反应堆模型。
"}],[{"start":254.82,"text":"批评人士表示,大手笔投资小型模块化反应堆的另一个问题在于,这些资金本可用于可再生能源和电池——两者的成本正不断下降、性能不断提升——也可投向其他技术,例如可能更具成本效益的传统核反应堆。"}],[{"start":271.27,"text":"约克大学教授温菲尔德表示,在加拿大,“我们有一整套经过验证的技术,可以轻松胜任[达灵顿小型模块化反应堆(Darlington SMR)]在安大略省电力系统中的作用”。"}],[{"start":282.75,"text":"

回归现实

"}],[{"start":284.57,"text":"小型模块化反应堆最初是为航空用途设计的。第二次世界大战后,美国空军(US Air Force)投入超过10亿美元,按今天的币值约合130亿美元,试图建造一座为远程轰炸机提供动力的反应堆。"}],[{"start":299.15999999999997,"text":"该项目以失败告终,但后来海军(Navy)取得了更大成功。1955年,美国部署了推进反应堆,使潜艇能够迅速加速,并在无需补充燃料的情况下长时间留在海上。"}],[{"start":312.82,"text":"与此同时,陆上核反应堆的规模不断扩大。美国首座商业核电站德累斯顿1号机组的发电功率约为200兆瓦。到20世纪70年代,公用事业已开始启用吉瓦级核电站。"}],[{"start":326.65999999999997,"text":"但核电成本依然高昂,很难与煤炭和天然气竞争。为规避巨额前期成本、漫长建设周期和融资风险,一些人认为,核电行业需要缩小反应堆规模,并使其更易于复制推广。"}],[{"start":341.34999999999997,"text":"约在2000年,现代小型模块化反应堆的概念应运而生。这类先进反应堆的发电量仅为传统大型电厂的三分之一或更少。美国政府开始资助小型模块化反应堆研究,投入数亿美元,希望这些设备能在任何需要的地方提供可靠电力,包括偏远社区,同时帮助美国逐步摆脱对煤炭的依赖。"}],[{"start":364.54999999999995,"text":"近来,科技巨头开始寻求利用小型模块化反应堆满足AI所需的电力。2024年,谷歌(Google)成为首家同意向小型模块化反应堆公司Kairos购电的超大规模云服务商。科技巨头的关注也吸引了私人资金流向Oklo、Nano Nuclear和NuScale等开发商。"}],[{"start":null,"text":"
"}],[{"start":384.67999999999995,"text":"如今,数十家小型模块化反应堆公司正在研发各种截然不同的设计。在安大略省,通用电气维尔诺瓦日立核能公司(GE Vernova Hitachi)的设计是成熟沸水堆技术的缩小版;Kairos则采用熔融氟化物盐作为冷却剂,设计仍处于试验阶段,可在更高温度下运行。有些反应堆还将产生温度极高的蒸汽,其热量可用于为工业流程供能,包括目前依赖化石燃料供能的石化和采矿行业。"}],[{"start":413.74999999999994,"text":"经济合作与发展组织(OECD)核能署(Nuclear Energy Agency)正在追踪全球156种小型和微型模块化反应堆设计,其中一些正在积极开发,另有三种已在中国和俄罗斯投入运行。"}],[{"start":426.17999999999995,"text":"支持者表示,重复建造带来的规模效益将降低成本。反复建造同一设计,可以让每台反应堆的造价更低、交付更快;其零部件将在工厂生产,再运至现场组装。他们说,有些小型模块化反应堆体积小到可以在工厂预制,再用卡车、火车或船直接运往现场。"}],[{"start":448.94999999999993,"text":"但这一理论尚未得到证实。即便是效率最高的小型模块化反应堆项目,预计也需要承担高昂的前期成本。批评人士警告称,鉴于传统核能行业超支问题臭名昭著,小型模块化反应堆项目的成本很可能高于预期。"}],[{"start":null,"text":"
沸水反应堆工作原理示意图
"}],[{"start":466.7099999999999,"text":"能源经济与金融分析研究所(Institute for Energy Economics and Financial Analysis)联合创始人戴维•施利塞尔(David Schlissel)表示:“没人知道目前正在推销的任何一种小型模块化反应堆要花多少钱、建成需要多长时间。除此之外,也没人知道目前正在推销的任何一种小型模块化反应堆设计实际运行效果如何。”"}],[{"start":487.18999999999994,"text":"在爱达荷州,NuScale的首个项目最终因成本不断攀升、电力需求不足而取消。"}],[{"start":493.85999999999996,"text":"洛根市电力公司(Logan City Light & Power)总经理马克•蒙哥马利(Mark Montgomery)表示,该公用事业公司此前不愿承担“小型模块化反应堆”首创项目相关的风险,也不愿承诺未来以不确定的价格购买其电力。他补充说,这类项目“感觉更像是创业投资,可能不适合一家小型市政公用事业公司参与”。"}],[{"start":514.3299999999999,"text":"据美国能源部(US Department of Energy)独立监督机构监察长办公室(Office of Inspector General)的一份报告,截至该项目被搁置时,联邦政府已投入1.83亿美元,却“没有取得关键成果”。报告称,该机构“未能有效评估”与NuScale项目相关的重大风险。"}],[{"start":530.1899999999999,"text":"《Nature Communications》8月发表的一篇论文发现,小型模块化反应堆可能主要在以下情况下具有成本竞争力:面向钢铁制造、炼油等行业客户使用,且项目获得美国政府以税收抵免形式提供的支持。"}],[{"start":545.16,"text":"小型模块化反应堆开发商Oklo最新估算称,其发电成本为每兆瓦时80至130美元。相比之下,国际能源署称,2025年公用事业级太阳能发电的平均成本约为每兆瓦时45美元;太阳能搭配部分电池储能的成本低于60美元;按期、按预算交付的新建大型核电项目成本则为每兆瓦时50至110美元。"}],[{"start":570.5799999999999,"text":"不过,按每兆瓦时比较并不能反映某项技术对电力系统的全部影响。国际能源署等机构的专家表示,除了价格,可靠性和灵活性也是重要考量。"}],[{"start":null,"text":"
雅各布•德维特(Jacob DeWitte)和克里斯•赖特(Chris Wright)参观奥克洛Aurora Powerhouse建设工地,背景中可见一台大型起重机
"}],[{"start":null,"text":"
马文•罗布(Marvin Robb)指着展示在展板上的奥克洛(Oklo)Aurora Powerhouse建设计划建筑效果图
"}],[{"start":582.92,"text":"奥克洛表示,数据中心对清洁、可靠电力的需求意味着运营商愿意支付更高电价。该公司曾有一名董事会成员为克里斯•赖特(Chris Wright),他曾在美国总统唐纳德•特朗普(Donald Trump)任内担任美国能源部长。"}],[{"start":598.9499999999999,"text":"联合创始人雅各布•德维特表示:“如果客户没有明确表示愿意付高价,我们就不会采取目前这些行动。”他补充说:“数据中心目前是规模最大、变化最快的客户。”"}],[{"start":612.0099999999999,"text":"谷歌正在为Kairos设计的一座小型模块化反应堆提供部分开发资金。电力供应商田纳西河谷管理局(Tennessee Valley Authority, TVA)只有在电力输送至电网后才会付款。该局称,这项协议“经过设计,旨在保护电价缴纳者,避免造成额外财务负担”,但由于商业条款尚未公开,该局没有解释具体如何做到这一点。"}],[{"start":635.0999999999999,"text":"咨询公司Denk Nuclear的创始人沃尔夫冈•登克(Wolfgang Denk)认为,热衷于高风险、高回报项目的风险投资者不太可能因小型模块化反应堆项目胜算不高而打退堂鼓——事实恰恰相反。"}],[{"start":648.6399999999999,"text":"“这个故事再疯狂都不为过,”他说,“因为他们想让投资回报达到本金的10倍。”但他补充说,自己并不心动:“我从未像现在这样看好核能行业,只是认为市场热点不会落在小型模块化反应堆上。”"}],[{"start":665.2799999999999,"text":"

高丰度低浓缩铀供应受阻

"}],[{"start":668.1499999999999,"text":"归根结底,融资或许并非小型模块化反应堆面临的最大障碍,燃料才可能是。"}],[{"start":675.3699999999999,"text":"包括奥克洛和X-Energy在内,许多小型模块化反应堆设计者计划使用高丰度低浓缩铀(HALEU)。这种铀燃料比传统反应堆使用的铀燃料浓缩程度更高、纯度更高。但除中国和俄罗斯外,几乎没有商业化生产高丰度低浓缩铀。"}],[{"start":693.8399999999999,"text":"奥克洛的德维特表示:“燃料是限制我们建设速度和可建造电厂数量的最大因素之一。”2023年,奥克洛估计,高丰度低浓缩铀的价格为每公斤7000美元。德维特说,这一价格已经“发生变化”,但没有透露最新的、更高的估算。"}],[{"start":null,"text":"
"}],[{"start":711.8699999999999,"text":"分析人士预计,未来几年开采铀将日益短缺,原因是传统核反应堆的需求激增,现有矿山也逐渐老化。国际能源署称,高丰度低浓缩铀每吨燃料的生产可能需要多达四倍的铀。"}],[{"start":727.6599999999999,"text":"鉴于这一瓶颈,包括英国和美国在内的各国政府正投资开发新的供应来源。美国能源部(Department of Energy)已承诺投入27亿美元,以扩大美国国内的铀浓缩能力,并正在向开发小型模块化反应堆的公司分配少量高丰度低浓缩铀。"}],[{"start":744.8199999999998,"text":"在英格兰北部的卡彭赫斯特,燃料生产商优伦科(Urenco)正计划建设首座高丰度低浓缩铀设施,希望该设施能于2031年投产。优伦科下一代燃料业务发展主管杰米•格雷厄姆(Jamie Graham)表示,这个项目部分由英国政府出资,将成为“西方世界首座商业化高丰度低浓缩铀工厂”。"}],[{"start":766.4699999999998,"text":"他说,优伦科预计近期的产量足以供应西方的小型模块化反应堆;他还表示,高丰度低浓缩铀的价格将高于传统燃料。格雷厄姆说,具体高出多少属于“商业敏感”信息。"}],[{"start":780.7999999999998,"text":"在安大略省达灵顿规划建设的4座小型模块化反应堆,将采用沸水堆技术。设计方通用电气维尔诺瓦日立核能公司(GE Vernova Hitachi)数十年来一直在开发这项技术;许多大型核反应堆也采用同一技术。"}],[{"start":795.9399999999998,"text":"计划是让达灵顿核反应堆使用常规核燃料,而非高丰度低浓缩铀。通用电气维尔诺瓦日立核能公司电力业务部门首席执行官埃里克•格雷(Eric Gray)表示:“在试图建造和运营反应堆时,这可不是小事。”"}],[{"start":812.3799999999999,"text":"采用经过验证的反应堆技术和燃料,应能控制成本,避免成本高到令怀疑者望而却步,同时降低依赖地缘政治对手的风险。"}],[{"start":822.3699999999999,"text":"格雷认为,这个新兴行业很大程度上将依赖一些过于乐观、与现实相距甚远的假设。他说:“许多小型模块化反应堆设计都依赖尚不存在的燃料供应链。”"}],[{"start":835.31,"text":"图示由伊恩•博特(Ian Bott)"}]],"url":"https://audio.ftcn.net.cn/album/a_1793364754_5320.mp3"}

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