核能助力航运脱碳：海事应用新前景

在美国核学会6月1日的年会上，一场高管会议讨论了民用海事行业中日益突出的核能应用主题。

“推进核动力海运”专题讨论会上的发言嘉宾强调，商业航运业、核工业及政府机构正在将核能视为减少温室气体排放的解决方案，其中3%的排放归因于商业航运。

会上还讨论了核监管机构与海事船级社之间的协调；美英关于核动力商船走廊谅解备忘录；在航运中实施核能所需的技术、监管和操作协议；以及美国核学会可能发挥的作用。

会议由BWX Technologies民用海事核能总监Jonathan Stephens主持。小组成员包括：能源部核能办公室项目主管Savannah Fitzwater；劳氏船级社核能与替代燃料高级工程师、核能海事组织(NEMO)海事法规工作组主席Meg Albrecht；Core Power监管发展副总裁Scott Edwards；Deployable Energy联合创始人兼首席商务官Sanjay Mukhi；以及密歇根大学核工程与辐射科学系教授兼临时主任Xiaodong Sun。

讨论内容：Stephens以航运业到2050年完全脱碳的目标开场，表示实现这一目标的唯一可行方案是核能或由零碳排放能源产生的氢或氨。Stephens表示，核能将是比氢或氨更紧凑的选择，具有卓越的韧性和更快的航速。

Savannah Fitzwater指出，大多数类型的核反应堆都能适用于海事用途，那些设计用于地面应用的堆型也能够开发用于海事环境。能源部正通过财政资助支持海事技术开发。“每次我们在先进反应堆设计的地面示范和部署方面取得进展，都有助于支持其在海事和太空环境的潜在应用，”Fitzwater说。

她讨论了能源部新的“核能启动平台”框架，称：“‘启动平台’在行业内引发了大量兴趣和关注，我认为这对推进海事工作非常关键。”

她还讨论了能源部核能办公室推进海事核能战略的努力，包括港口可行性研究(重点关注小型先进反应堆最可行的地点)、反应堆技术适用性研究、浮动式核电站与海上油气作业的结合研究，甚至包括为澄清海事与核工业行业术语而开发的语言指南。

劳氏船级社正致力于促进海事核能的部署。Meg Albrecht解释了该公司在帮助船东了解国际海事组织以及各国际港口要求方面的作用。劳氏船级社还代表各国当局提供委托服务，并就新技术提供技术咨询服务。

Albrecht认为的三个最大问题是经济可行性、技术可行性和监管框架。她认为成本结构需要改变，海事核能才能实现经济可行。“我们正在帮助客户探索他们的解决方案。目前核能经济学方面存在许多未知数。”

Scott Edwards主要谈了国际原子能机构的倡议。他提到俄罗斯在成为海事核能领导者方面的进展。凭借其核动力破冰船队、一座浮动式核电站以及正在开发的下一代浮动核电站，“他们拥有支持这一目标的硬件基础，”他说。

Edwards讨论的众多国际原子能机构倡议中，包括即将发布的关于浮动式核电站安全与安保要求的技术文件。本月晚些时候，国际原子能机构计划启动关于核动力推进和移动式核电站评估的倡议。这项努力尤其值得关注，因为国际原子能机构此前一直回避核动力推进问题。他指出：“据我所知，这将是国际原子能机构第一次真正开始着手处理这一问题。”

Sanjay Mukhi表示，正是公司对海事核能的关注吸引他加入Deployable Energy。“背后的理念是，海上环境有巨大的能源需求，我们如何利用这一点，以及时、高效、快速、可扩展的方式部署能源。”

为实现“将反应堆放在船上，而不是在反应堆周围造船”的目标，他谈到将Deployable Energy的Unity Nuclear Battery气冷微堆运往Idaho美国国家实验室。“我们所建造的设备基于利用现有供应链的材料。因此，使用4.95%富集度的氧化铀燃料和氦气冷却剂。我们没有使用任何特殊材料或工艺。”

他还表示：“船厂真正需要的是转型，而不仅是升级”，并且“需要建立强大的劳动力链条”，“使船厂、船舶和海上运营成为可能”。

Xiaodong Sun讨论了密歇根大学正在开展的“为海事应用、主要是船舶推进开发初步评估框架”的工作。他表示，他和同事“试图应用我们为某些地面先进反应堆设计开发的评价体系或方法学，提出关于如何修改、改变或改进该反应堆设计以适用于海事应用的建议。”

Sun表示，他们从六个方面开展这项工作：当前先进反应堆技术及其如何适用于海事应用；该技术与船舶推进系统和热管理的集成与接口；安全与维护考量；经济性问题；环境指标；以及监管与社会指标。

他补充说，大学在另一个重要考虑因素——劳动力培养——中发挥着关键作用，通过“课程、短期课程、主要课程模块、研究项目、助教岗位、实习、合作研讨会和案例分析”等活动来实现。