核能复兴进入建设期
摘要
人工智能、工业及关键基础设施正推高稳定电力需求,美国政府通过监管改革、Genesis任务、燃料供应和乏燃料管理提供支持,资本与企业也加速进入核能领域。Antares实现先进反应堆临界,更多堆型和微堆部署在即,核能复兴的关键已从政策承诺转向项目交付与规模化建设。
20年前,我怀着核工程学位和“核能复兴即将到来”的承诺走过毕业典礼的舞台。但核能复兴从未到来。困难不在于物理学。1942年,Fermi在芝加哥(Chicago)一座体育场下方用铀和石墨砖堆实现了人类首次临界,证明了裂变作为能源在技术上的可行性。困难在于围绕物理学的一切,而这部分如今刚刚发生变化,三项转变正在同时汇聚。
第一:需求是真实存在的,而且十分广泛。最受关注的驱动因素是人工智能带来的负荷增长,但这只是其中一部分。石油和天然气作业、芯片制造厂、铝冶炼厂、机场、医院、仓库、监狱——这些负荷全天候运行,无法削减,而且已经使其所在电网承受巨大压力。这些需求已经存在。此外还有战略需求:为关键基础设施、国防和太空提供稳定、韧性强的电力。在艰难时期长时间维持供电方面,没有比核能更好的高能量密度能源。
第二:在去年的行政令推动下,政府已经明确成为整个核创新生态系统的合作伙伴。美国能源部和美国核管会的监管改革意味着,核硬件可以在数月而非数年内建成,而Idaho美国国家实验室等机构则帮助这些新型反应堆成为现实。这种速度建立在技术巨人的成果之上,同时没有降低标准。安全是一门工程学科——它应被设计和内置于硬件之中,而不是通过多年的文书工作来处理——改革使相关工程能够以其所能达到的速度推进。
人工智能不仅在推动核能需求,也在帮助我们建设核能。通过Genesis任务,DOE正与产业界、学术界和美国国家实验室合作,将人工智能应用于整个工作链条:反应堆的设计、核安全许可、制造、建造和运行;保障国内燃料供应;以及处置废物。目标十分具体:新项目交付速度提高一倍,电站运营成本降低一半以上。这意味着更少的人为错误、更强的国家安全,以及每吉瓦装机容量节省数十亿美元。
同样重要的是,在两党支持下,政府正帮助解决燃料循环前端和后端的问题。在前端,美国正在重建安全可靠的国内铀供应。1939年那封著名的Einstein–Szilard信函推动了Manhattan Project的启动,信中敦促政府特别重视保障美国的铀供应。80多年后,我们终于开始兑现这一要求。在后端,新近公布的Nuclear Lifecycle Innovation Campuses正在闭合这一循环,重新构想我们回收和管理乏燃料的方式。
第三:企业正在积极行动,资本终于开始为其提供支持。美国创新十战十胜,资本也正流向我们重新焕发活力的产业。超大规模云服务商开始签署灵活的购电协议,再加上DOE的Energy Dominance Financing贷款和税收抵免,融资方面的借口已不复存在。接下来需要的是,我们作为一个国家完成交付,建立涵盖各种类型和规模反应堆的订单簿,并重新确立美国的领导地位。
交付会是什么样子。6月4日,Antares成为首家实现零功率带燃料临界的公司,也是40多年来首个达到这一里程碑的私人资助先进反应堆概念。到今年年底,超过6种先进反应堆概念将在一组多样化设计中达到临界,没有任何国家曾在如此短的时间内做到这一点。到2028年,我们将在实际场景中部署多座微堆,其中包括军事设施。闸门正在打开,这股势头将延伸至各种规模和类型的反应堆,以适应不同市场和需求。实际硬件的建造会产生累积效应,每一座完成组装和运行的反应堆都会积累运行经验——这是让这些机器运转所需的来之不易的实践记录,并将降低下一批反应堆的风险、加快其进程。我们的目标不是制造昂贵、稀有、定制的蝙蝠车。我们正在制造不同尺寸、能够规模化生产和部署的吉普车。
这一切都无法得到保证,机遇窗口也不会永远敞开。政策已经确定,资金已经到位,监管路径已经明确。剩下的是最困难的部分:交付。
在经历20年的承诺之后,如今,核能复兴已经成为一份建设进度表。我的职业生涯一直致力于推动我们走到这个临界点。现在,全世界都在注视,是时候开始建设了。
Rian Bahran是Antares Nuclear的首席核官。他此前曾任负责核反应堆事务的能源部副助理部长,以及White House Office of Science and Technology Policy核技术与战略助理主任。
