中国为何押注大型核反应堆
与此同时,美国在这段时间内仅建造了两个反应堆——位于乔治亚州Vogtle工厂的第3和第4单元。尽管如此,更小的反应堆引起了很多兴奋和投资。一家微反应堆开发商刚刚在美国能源部的一项试点项目中,使其反应堆达到临界状态。全球正竞相满足日益增长的电力需求,许多国家对像核能这样的能源来源感兴趣,这些能源不会产生温室气体排放。关键问题是:这些策略中哪个真正能在快速为电网提供电力上奏效?如今,美国和法国被认为是核工业的领导者。美国拥有世界上最大的核电舰队,法国位居第二。法国对核能依赖程度很高——约三分之二的电力来自核反应堆。但近年来,他们几乎没有新增反应堆。美国只指向Vogtle,而法国在2024年12月连接了其最新的反应堆,这是20多年来的首次。建设主导核工业的巨大项目极为困难。前期投资可能高达数十亿,因此投资者需要等几十年才能盈亏平衡。设计复杂,并且在监管过程中常常会发生变化,提高成本和时间。许多人希望,这些国家的转机可能在于更小的反应堆。想法是,缩小反应堆的占地面积可以减少验证新技术所需的初始投资。这些反应堆甚至可以在工厂组装,而不是现场建造,这样可以随着时间的推移降低价格。这些较小的反应堆在美国引起了大量关注和投资,包括一项新的能源部试点项目。该部门在去年设定了目标,到2026年7月4日,即国家250周年庆典时,拥有三个测试反应堆达到临界状态。(临界状态是指反应堆实现自持链反应的点,能够释放能量。)上周,总部位于加州的Antares实现了其Mark-0反应堆的里程碑。该公司计划最终建造微反应堆,旨在生产100千瓦到1兆瓦的电力(如今电网上的大型反应堆至少是这个规模的1000倍)。核心设计是钠冷却反应堆,使用TRISO燃料,这是一种自包含的、涂有石墨的球体,含有比大多数现有反应堆使用的燃料更浓缩的燃料。但在它实际产生电力之前还有很长的路要走——Mark-0没有任何电力转换或热量去除系统。该公司的首席执行官Jordan Bramble告诉美联社,该公司计划在2027年底生产电力,并于2028年部署到现场。私营部门也对此感兴趣并进行了投资。大型科技公司正向新反应堆投放资金,他们希望这些反应堆可以为数据中心供电。但看看地球的另一端,其他国家仍然坚持既定蓝图:中国正在迅速投入大量大型核反应堆。2025年有六个新反应堆的建设启动,另外两个在2026年前五个月内开始建设。该国计划在2030年前超过美国和欧盟的核电安装容量。这里的速度令人震惊。到2024年,中国新反应堆的平均建设时间为5至7年。全球平均约为9年,而美国最近的两个反应堆则花费了约15年。加速这一进程的一个关键因素是标准化:中国设立了一个统一的项目管理系统,用于设计、许可和建造新的反应堆。它们成批建造,至少为六个,以利用规模经济。这是旨在为小型反应堆提供优势的众多想法之一,但中国也在努力使大型项目实现相同的好处。大量的政府投资无疑是一个帮助因素。大型反应堆通常以更低的价格为电网提供更多的电力,这是考虑到中国电力需求急剧上升的关键因素。虽然小型反应堆由于其体积需要的前期投资低于大型反应堆,但它们实际上每生产的电力单位成本更高。并不是说中国只专注于大型反应堆:预计中国今年也会看到其首个投入运营的小型模块化反应堆——玲珑-1开始向电网供电。但展望未来,看看小型反应堆是否能帮助西方继续建设新的核电将会很有趣。此时,考虑到中国的快速进展,看起来规模更大的反应堆可能真的更好。这篇文章来自MIT科技评论的每周气候通讯《火花》。要在每周三的邮箱中接收该通讯,请在这里注册。
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