缅因海洋学院重启核能教育,助力海运业脱碳
摘要
缅因海洋学院自1960年起开展核工程教育,历经中断后于2023年重启核工程辅修专业,致力于培养海事与核能双领域人才。学院开发浮动核电站(FNPP)示范项目,响应国际脱碳需求,并通过创新课程与行业合作推动核能应用。全球海运业正面临核能船员的巨大需求,MMA作为唯一覆盖此类培训的院校,对行业发展至关重要。

1959年4月22日,缅因海洋学院院长、海军少将George J. King宣布,在1960年训练航行结束后,学员们将开始学习核工程。当时的课程包括辐射物理学、反应堆控制与仪表、反应堆理论与工程、热力学、屏蔽设计、堆芯设计、反应堆维护以及核能应用。
这一决定的催化剂是美国海事管理局即将投入使用的NS Savannah号,这是世界上第一艘核动力商船。这艘船是艾森豪威尔政府“原子能为和平服务”计划的巅峰技术成就,成功展示了核能的和平用途。
“Dirigo”(拉丁语意为“我引领”)是缅因州的座右铭,也恰如其分地体现了缅因海洋学院早期引领商业海运业进入原子时代的愿景和主要角色。如今,学院又面临另一项和平但也重要的使命:在未来几十年内实现国内和全球的脱碳目标。
全球海运船队由10万艘船舶组成,其碳排放占全球总量的3%。缅因海洋学院正响应脱碳号召,并致力于培养一支能够助力实现这些目标的人才队伍。
缅因海洋学院是美国六所海洋学院之一,也是全球仅有的79所海洋学院之一。其独特之处在于其核工程教学历史。第一批核工程课程于1960年秋季学期引入。
1961年3月,核动力船舶推进课程(此前仅为理论教学)增加了Nuclear Chicago Corporation的Model 9000次临界训练堆的实验室工作。同年9月,新落成的安德鲁斯海洋工程实验室增设了第二台反应堆和一座核电站模拟机。
缅因海洋学院成为新英格兰北部唯一拥有此类设施的院校,也是唯一一所与NS Savannah号直接相关的州立海洋学院(另一所为联邦美国商船学院)。
1995年,当核工业经济陷入低谷时,该计划暂停;但在21世纪初,随着气候变化问题的日益凸显和清洁能源需求的增长,工程教师开始在专题课程中重新引入核能内容。
最终,2023年2月,时任缅因海洋学院院长Jerald S. Paul成立了MMA核工作组,以结合行业利益相关者的诉求,勾勒脱碳和海事核推进应用领域的最新技术趋势。学院的核工程辅修专业由此重启。
首门课程“核工程运营导论”于2023年秋季学期首次开设,并紧跟行业实践。随后增设了“核材料与应用”和“风险评估与可靠性工程”等课程,并更新了包括蒸汽驱动推进与发电、可持续能源与社会、环境法规与合规在内的教学内容。
2023年3月,学院教评会一致投票通过,正式恢复中断30年的核工程辅修专业。5月,第一批学生毕业。
2023年,Lance Burton教授正在教授放射性控制课程。(图片:MMA)
除提供以海事及相关项目为核心的高质量教育外,缅因海洋学院还为美国海岸警卫队无限制计划提供严格的第三副或第三助理工程师培训。1982年,国际海事组织(IMO)通过第A.491(XII)号决议《核商船安全规范》,提出“核船舶船员的最低数量及其资格应符合管理机构批准的运营手册要求,以确保船舶及其核电站的安全运行和维护”。
此外,IMO要求甲板和轮机官员完成适当的课程及考试。但目前尚无经批准的IMO核电操作员课程。缅因海洋学院的核反应堆操作员及高级操作员课程开发可能与其他学术机构、监管机构及国际认可合作完成。一旦被IMO采纳,这些课程将为全球核商船船员提供标准化培训体系。
缅因海洋学院现已成为推动和规划核商船船员培养的公认领导者。核心课程体系已初步建立,学院对行业未来需求有着清晰愿景。学院为浮动核电站(FNPP)概念提供了丰富的经验和关键海事资源。学院著名的拖船与驳船项目是FNPP的重要依托,其中的拖船Pentagoet为学生提供了独特的实践机会。学生们通过操控230英尺的凹槽驳船,全面接触这一海事新兴领域的各个环节。
缅因海洋学院的拖船与驳船。(图片:MMA)
FNPP系统非常适合缅因州崎岖的海岸线及众多偏远岛屿社区。这使得Oyster Bay驳船成为FNPP示范的理想平台。事实上,该项目已成功将该驳船从卡斯廷海滨沿佩诺布斯科特河上溯至缅因州班戈。
最后值得一提的是,附近的Bucksport市拥有一座174兆瓦的发电站,毗邻学院的职业海员发展中心(CPMD)。这座曾属于已倒闭的Verso造纸厂的基础设施,对CPMD的未来发展具有战略意义,特别是其将FNPP接入本地电网的能力。
缅因海洋学院重返核能领域正逢其时,因为全行业正开展众多早期开发项目,涉及移动浮动电力设施及各类船舶推进概念。现在是培养兼具海事与核能资质的专业人才的关键时期。
若缺乏能够操作搭载核技术设备的船员,这些计划都无法推进。人才需求包括:
- 能够操作搭载先进核技术船舶的持证船员;
- 能领导设计建造此类船舶的船舶设计师与海洋工程师;
- 能管理和执行支持活动(如监管、物流等)的港口工程师及技术团队。
核推进与陆基发电的工程及工业人才日益紧缺。加快这些领域的基础设施与先进技术发展对全球海运网络、军事平台及零排放陆基电站的脱碳至关重要,亦关系美国国家安全与能源自主。海军海上系统司令部潜艇工业基地办公室预估,未来十年需新增8万至10万人以构建水下战略威慑力量。类似需求也存在于国内造船业和全球陆基核电行业。
需求巨大,而缅因海洋学院是目前唯一同时覆盖海事与核能领域的教育机构,其角色对行业未来发展举足轻重。
Paul A. Wlodkowski是缅因海洋学院Edward Mossman捐赠核工程技术讲席教授。
