报告建议重复部署三代加反应堆解决供应链瓶颈
摘要
报告指出先进反应堆供应链面临劳动力短缺和“鸡与蛋”供需僵局等瓶颈。建议通过重复部署成熟的三代加反应堆设计、大规模投资标准化培训、以及采用多单元订单簿方法来重建产业基础、创造需求信号并降低成本。同时开发了反应堆选择工具,用于系统比较不同设计的各项指标,为未来四代堆部署提供决策支持。

由核能扩展倡议委托、能源咨询公司Solestiss进行、并由Bezos Earth Fund资助的一份新报告,识别并推荐了克服先进反应堆供应链当前瓶颈的解决方案。
总体而言,报告建议重复部署三代加反应堆设计,以重建国内制造、劳动力和资质能力的基础。
劳动力问题:根据报告,大规模交付新项目能力的关键制约因素之一是工人的可用性。除了普遍提及的建筑技术工人短缺外,报告还指出了核资质机械师、焊工、检查员、无损检测专家和项目经理的严重缺乏。
这种跨领域的短缺因多种因素而加剧。数量本已有限的潜在核能劳动力新进入者在获得加入行业所需技能之前,经历了一个“泄漏管道”。来自其他行业的激烈竞争、学徒工资低以及儿童照管困难,都被列为个人在获得认证前退出的原因。
加剧这一问题的是“即将到来的退休潮”以及联邦到2050年实现300吉瓦新核电容量的推动。作为回应,报告建议在地方、州和联邦层面“大幅投资”于更集中和标准化的培训和教育,并引用20世纪50年代和60年代核能劳动力的初期建设作为未来工作的潜在模板。
“鸡与蛋”问题:报告将新发展的另一个障碍描述为“鸡与蛋”问题。供应商在没有需求的情况下犹豫是否扩大产能和发展供应链,而客户在没有成熟供应链的情况下犹豫是否下单。这种僵局造成了严重的市场瘫痪。
报告建议,新项目采用订单簿方法可能有助于打破僵局双方。
对供应商而言,多单元订单簿(通常涵盖10-30个反应堆)创造了持久的需求信号,这将证明新扩张成本的合理性。对客户而言,它既降低了成本,又分散了风险。
这一概念在其他行业有先例(例如汽车制造商联合体为电池矿物形成订单簿),在核能行业也有一些有限的先例。Vogtle和V.C. Summer的四个AP1000的许多主要部件和批量材料的订单是同时下达的。根据报告,这创造了显著的规模经济,使项目中某些关键材料的价格降低了多达25-30%。
这不是NSI首次倡导对新核能项目采用订单簿方法。今年早些时候,它从Bezos Earth Fund获得了350万美元的资金,以促进美国“成熟设计新反应堆建设”的订单簿。据推测,这部分资金的一部分被用于委托撰写当前这份报告。
当时,NSI执行主任Steve Comello表示:“订单簿可以创造所需的可预测性,以加强供应链,培养熟练劳动力,并减少历史上拖慢进度的延误和成本超支。”实际上,NSI认为,基于成熟三代加设计的订单簿可以同时解决行业当前的许多瓶颈。
(值得注意的是,美国能源部于2023年发布并于2024年和2025年初更新的《商业化腾飞之路:先进核能》报告,也曾类似地呼吁为新反应堆建立订单簿。该报告已不再在美国能源部网站上提供。)
审视四代堆:由于多方面的、涉及范围广泛的成本、燃料、供应链成熟度、劳动力和可靠性问题,报告建议新项目首先关注三代加轻水堆技术。具体而言,报告考虑了西屋电气AP1000、Holtec SMR-300和通用电气日立核能公司BWRX-300。
为重建美国核能产业,报告建议在认真开始部署四代堆设计之前,先专注于这些更成熟的设计。然而,一旦行业为四代堆部署做好准备,NSI已准备了一个新工具来比较日益增多的反应堆设计的优缺点。
该反应堆选择工具在八个指标上以五分制比较了36种反应堆设计:部署时间表、平准化成本、运营成本、成本可预测性、安保、安全、乏燃料和放射性废物管理以及供应链。每个指标都由一系列不同权重的子指标计算得出。例如,在安全方面,会考虑开发商就拟议反应堆的安全论证、停堆机制、燃料、压力和包容性、非能动排热以及冷却剂反应性等方面与监管机构的接洽情况。
尽管NSI对近期四代堆部署的可行性持谨慎态度,但它仍然提供了一种新方法,可以一目了然地理解当今行业中涌现的各种设计之间的关键差异。
