核能正迎来技术复兴
摘要
文章认为核能领域正处于一场复兴之中,多家先进反应堆开发商近几个月相继实现首次临界,多个项目开工建设,相关初创企业获得大额融资。各州和美国政府政策转向支持核能,驱动因素包括能源需求增长与减碳压力,新技术也助力降本提速。作者建议提前应对人才与供应链瓶颈,并加强政企协调促进核能设备出口,同时认为发展道路仍会曲折。

你怎么知道自己身处技术复兴之中?当科学、技术和经济同时汇聚,催生出新事物的时候。
评论
在欧洲,艺术家、科学家和工匠们直到1550年才意识到他们已经开创了文艺复兴。那时,对古希腊和古罗马经典学说的复兴已持续约200年,艺术和文学蓬勃发展,现代科学也已萌芽。今天,我们可以看到,核科学与技术正处于一场复兴之中,而这场复兴大约只开始于十年前。我们应当充分利用这一认识。
过去几个月,这一点已经十分明显。自6月以来,五种不同反应堆型号的开发者相继实现了“首次临界”,即基本为极低功率的链式反应,以验证其设计的物理特性。如此多的项目在如此短的时间内接连取得这一进展,是前所未有的里程碑式突破。
这些项目距离商业化产品仍有很长的路要走,但先进反应堆已在怀俄明州(Wyoming)、爱达荷州(Idaho)和田纳西州(Tennessee)开工建设,另一座反应堆的建设也将于德克萨斯州(Texas)开始。这些项目背后的企业,是至少五家各自募集了超过10亿美元初创资金的公司之一。
视统计口径而定,华尔街上市的先进反应堆初创企业约有十几家,此外还有若干家企业活跃在铀浓缩等相关领域。受投资者热情的鼓舞,其他一些企业也已宣布计划上市。
多个州已设立办公机构,协助核能企业在本州境内起步,或拨出资金予以扶持。白宫也为核能扩张设定了目标,将其视为国家安全投资以及其他多方面收益的一部分。
从新英格兰到加利福尼亚州(California),核能的政治环境已经发生变化。新英格兰的六位州长近期均承诺在能源规划中考虑核能,尽管其中数个州在过去几十年里曾通过暂停新建反应堆的禁令。加利福尼亚州则已改变方向,以保留一座核电站继续运营,因为该电站被视为能源供应和全球变暖目标的关键。该州也正在为众多雄心勃勃的核能初创企业提供场所。
借用一个词语——它来自中世纪,而非文艺复兴——星象正在排列。天象中出现这种罕见的排列时,被称为天体连珠(syzygy)。有两个推动因素来自核能领域之外:能源需求正在增长,并且预计在不久的将来将大幅增长;同时,全世界对温室气体导致大气和海洋碳负荷增加的担忧也日益加深。核能可以同时解决这两个问题。另外两个推动因素则源于核能领域本身:新一代研究人员和工程师正投身这一领域,他们运用从3D打印到人工智能等新工具,以降低成本并加快建设速度。
如果我们认识到这些发展中存在某种规律,那么应当如何应对,才能最大限度地促进我们的繁荣、健康与安全?
首先,应当预见可预期的瓶颈,并采取措施将其降至最低。例如,田纳西州(Tennessee)和纽约(New York)正在资助新项目,培训年轻人从事核能行业工作。美国能源部也已采取若干措施,以加强燃料及关键部件的供应链,因为如果供应商能够看到可预测的需求,这些部件的成本就可以降低。我们还应加强政府与产业之间的协调,推动核能设备出口,这将有助于工厂化制造部件实现规模经济,有助于全球环境改善,满足新兴经济体国家巨大的能源需求,并提升美国在世界上的影响力。
发展的终点尚不明朗。当前出现的部分设计将进入商业原型,继而实现商业化生产。少数设计将取得商业成功。其他一些设计则会像各领域的初创企业一样被淘汰。但与20世纪80年代、90年代和21世纪头十年相比,如今情况已大不相同,那时核能领域几乎没有“新建项目”。
我们还应认识到,明显的进展不会一帆风顺。现场工程师将发现设计人员工作中的实际问题。许多新设计建造难度较低,因为它们将在较低温度下运行,但我们仍会遇到材料和制造工艺方面的问题。在同类首创项目中,工业事故也并不罕见。
我们应当认识到,我们正处于技术和商业的拐点,即便前方的道路不会像文艺复兴绘画那样绚丽。这仍然是一次天体连珠,我们应当拥抱它。
——Mark Todd Peters博士,美国核学会(American Nuclear Society)主席。
