新報告對建造小型模組化核反應器的可行性進行了現實檢驗
一份新報告評估了部署小型模組化核反應器以滿足全球日益增長的能源需求的可行性。對於這種特殊的能源生產方式來說,評估結果並不樂觀。小型模組化核反應器(SMR)一般是指最高發電量約300 兆瓦的核電廠,足以供約30,000 個美國家庭使用。
藝術家繪製的通用電氣日立公司BWRX-300 小型模組化反應器效果圖,該反應器計劃於2028 年在加拿大開始運作。
據編寫該報告的能源經濟與金融分析研究所(IEEFA)稱,目前全球約有80 個SMR 概念處於不同的開發階段。
雖然這種反應器曾被認為是解決大型反應器的複雜性、安全風險和成本問題的一種方法,但報告提出了這樣一個問題:為了滿足全球越來越多的能源需求,繼續建造這些小型核電廠是否值得?
這個問題的答案幾乎可以在報告的標題中找到:”小型模組化反應器:仍然太貴、太慢、太冒險”。如果這還不夠清楚,那麼報告的執行摘要肯定會直指調查結果的核心。
「小型模組化反應器(SMR)倡導者的言論響亮而持久:這次將與以往不同,因為困擾大型反應器建設項目的成本超支和進度延誤將不會在新設計中重演,」報告說。 “但是,已建成(或已開工)的少數SMR 卻描繪了一幅不同的圖景–看起來與過去驚人地相似。施工嚴重延誤仍是常態,成本持續攀升”。
在報告反對部署SMR 的論點中,SMR 的成本是最重要的。根據報告提供的部分數據,目前正在運行的三座SMR(加上阿根廷正在完成的一座)都遠遠超出了預算,如圖所示。
工作人員-管理層關係的成本習慣於超過最初的估算
IEEFA報告作者也指出,愛達荷州一個名為NuScale的計畫不得不取消,因為在2015 年至2023 年的開發過程中,其成本從每千瓦9964 美元飆升至每千瓦21561 美元。此外,美國其他三家小型發電廠的成本也都比最初的成本評估大幅飆升。
美國SMR 計畫的成本更加失控
IEEFA 表示,不僅建造SMR 的過高成本本身存在問題,而且投入這些項目的資金沒有用於開發其他更清潔、部署更快、更安全的能源。
作者寫道:「這場辯論必須考慮與推動SMR 相關的機會成本。投資於SMR 的資金將無法用於建立風能、太陽能和電池儲能資源基地。這些無碳且成本較低的技術如今已經可以使用,並能在未來10 年內極大地推動從化石燃料的過渡——而在這10 年中,SMR 仍在尋求許可批准和建設資金。
最後一點涉及到報告的另一個發現:建造SMR 需要太多時間。例如,中國的石島灣計畫原計畫耗時四年,但實際耗時12年;俄羅斯的船上計畫預計耗時三年,但實際耗時13年;阿根廷正在進行的CAREM計畫原計畫耗時四年,但目前已進入第13個發展年。
實際建造SMR 所需的時間比計劃顯示的要長得多
報告也指出,MPower壓水堆計畫是美國首批計畫中的SMR計畫之一,但在明確無法在2022年實現部署目標後,該計畫於2017年被終止。
作者寫道:”儘管有這樣的實際經驗,西屋、X-Energy 和NuScale 等公司仍繼續聲稱他們將能夠在36 到48 個月內建造SMR,也許快到2030 年就能投入運作。通用電氣日立該公司甚至聲稱,它最終將能夠在短短24 個月內建造其300 兆瓦的設施。建設工作方面,還是在更大範圍的全尺寸反應器方面,所有這些反應器開始商業運營所需的時間都比預計的要長很多。
儘管在SMR 製造方面取得了突破性進展,例如焊接技術的進步使工人能夠在24 小時而不是12 個月內組裝SMR 反應器容器,但將這些設施投入現場所需的時間可能仍將是採用SMR 的主要障礙。
IEEFA 表示,不可預測的成本和非同尋常的建設延誤使得SMR 的開發風險太大。但這並不是唯一的潛在危險。由於這種小型核設施的技術相當新且未經測試,因此在功能性和安全性方面也可能存在風險。例如,作者質疑新型SMR 是否真的能夠輸出他們所聲稱的那種功率。基於成本和開發估算的偏差如此之大,報告認為功率輸出的說法也可能有偏差。
在安全性方面,報告引用了美國空軍2023 年的一項研究:”由於SMR 技術仍在發展之中,且未在美國部署,因此有關[運營和維護]、退役和壽命終止解體、財產恢復、場地清理和廢棄物管理等各種成本的資訊非常稀少”。
作者也指出,由於許多SMR 採用相同的技術建造,如果該技術的某個組件出現故障,很容易影響到世界各地的反應器。
例如,他們提到,由於一種名為”熱處理合金600″的材料製成的管子出現凹痕和管壁變薄,110 多座壓水反應器(其中一半在美國運行)的蒸汽發生器需要更換。
他們寫道:”我們並不是說新的SMR 也會有這些問題。我們希望SMR 的設計和材料決策能夠反映現有反應器所採取的補救措施。我們的擔憂範圍更廣,因為一個SMR 的問題可能會對許多其他具有相同標準化設計的SMR 產生嚴重影響。
所以說:太貴、太慢、太冒險。而且,正如研究報告的作者在結論中明確指出的那樣,這根本不是我們現在應該集中精力的地方。
他們說:”在未來7 年內,美國電網可能會新增至少375,000 兆瓦的可再生能源發電能力。相較之下,IEEFA 認為在相同的時間範圍內,極有可能不會有任何SMRs 投產。這種對比再清楚不過了。
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