小型模块化反应堆如何扩大美国核电

未来核电站可能会变得更小、更简单、更容易建造，从而有可能彻底改变这种越来越被视为摆脱化石燃料的关键能源。

随着人工智能、制造业和电动汽车对清洁电力的需求不断增长，新型设计被称为小型模块化反应堆（简称 SMR），有望加速新电厂的部署。

与此同时，作为能源转型的一部分，全国各地的公用事业公司都在关闭燃煤电厂，这引发了人们对即将出现的电力供应缺口的担忧。核电被视为一种潜在的解决方案，因为它是最可靠的电力来源，而且不会排放二氧化碳。

建造大型工厂非常昂贵且耗时。在佐治亚州， 南方公司 建造了几十年来第一座新核反应堆，但该项目比计划晚了七年，耗资超过 300 亿美元。

小型模块化反应堆的发电容量为 300 兆瓦或更低，约为目前美国反应堆平均规模的三分之一。其目标是以类似于装配线的流程建造这些反应堆，工厂只需组装几个部件，然后在现场组装起来。

美国核能研究所首席核能官道格·特鲁 (Doug True) 向 CNBC 表示：“从资本角度来看，它们占比较小。它们非常适合替换退役的煤电厂，因为煤电厂的规模通常大于小型模块化反应堆的设计空间。”

挑战在于在美国建造第一座小型模块化反应堆

据核能机构称，目前全球只有三座小型核反应堆投入运行。两座位于中国和俄罗斯，这两个国家是美国的主要地缘政治对手。日本也有一座试验反应堆投入运行。

核工业高管普遍认为，小型模块化反应堆要到 2030 年代才能进入商业化阶段。 纽斯卡尔 去年，在爱达荷州某地部署小型模块堆的计划被取消，因为通货膨胀和高利率导致该项目的成本从 50 亿美元飙升至 90 亿美元。

Eric Carr，核能业务总裁 多米尼恩能源表示，目前将该技术商业化的最大挑战是管理首个此类项目的成本。

卡尔告诉 CNBC：“没有人想成为第一个，但总得有人成为第一个。一旦开始运行，它将成为整个国家电网的一个伟大而可靠的能源。”

Dominion 目前正在评估在位于弗吉尼亚州路易莎县（里士满西北部）的北安娜核电站建造一座小型模块化反应堆是否合理。该公用事业公司的服务区域包括位于该核电站以北不到 100 英里的劳登县的全球最大数据中心市场。

由于人工智能消耗更多能源，这些计算机服务器仓库的电力需求预计将激增。以 Dominion 为例，预计到 2030 年，数据中心的峰值电力需求将增加一倍以上，达到 6.4 千兆瓦，到 2038 年将增加四倍，达到 13.4 千兆瓦。

7 月份，Dominion 要求 SMR 技术公司提交评估在北安娜开发小型反应堆可行性的提案。卡尔表示，提案过程引起了广泛关注。卡尔表示，该公用事业公司目前正在与供应商合作，以确保他们了解 Dominion 的需求，并确定哪种技术可能合适。

“就 Dominion 的具体情况而言，我们有责任为股东做正确的事情，我们也有责任为客户确保我们能够满足这种增长的需求，但我们必须平衡这两种利益，”卡尔说。虽然 Dominion 尚未承诺建造 SMR，但一个规划方案设想从 2034 年开始开发六座这样的反应堆。

推动数据中心繁荣发展的科技公司也对核能表现出越来越浓厚的兴趣，因为核能具有可靠性，并且在应对气候变化方面发挥着重要作用。卡尔表示，Dominion 正在与一些客户讨论合作的可能性，以使 SMR 更接近现实。

卡尔说：“我们正在与技术供应商以及大客户进行一些讨论，他们问我们：‘如果我们一起合作，会有什么结果？’”

私营核技术公司 Holtec International 正试图从两个方面为该行业寻找前进的道路。该公司正在重启密歇根州的 Palisades 核电站，这将是首次一座停止运营的核电站重新投入运营。

Holtec 还计划在 2030 年代初在帕利塞兹安装两座小型反应堆，这将使该电厂的发电能力几乎翻一番。Holtec 总裁凯利·特里斯 (Kelly Trice) 表示，至少有六家公用事业公司有意参与重启帕利塞兹并建造小型反应堆，但未透露姓名。

特里斯告诉 CNBC：“如果他们参与其中，他们就可以吸取所有痛苦的教训，而不必为此付出代价。然后，当工厂在他们的场地上建造时，这将是第二座、第三座或第四座——一旦你吸取了所有的教训，建造成本通常会大大降低。”

一旦第一座 SMR 在 Palisades 建成，Holtec 计划建立订单簿，以“持续制造任何工厂所需的组件”，Trice 表示。

Holtec 的 SMR 设计是一种压水反应堆，与目前美国大多数核电站采用的技术相同。“但它具有一些无需人工干预的精致安全功能，因此操作更简单，所需人员更少，维护也更方便，”Trice 说道。

“而且可重复。我们的目标是让每个 SMR 基本都相同，”他说。

美国最大的核电站运营商， 星座能源，也正在探索在其一处设施内建造一座小型反应堆的可能性。

行业趋势是用小型反应堆升级现有核电站，部分原因是社区已经对核能持开放态度。Constellation 首席战略官凯瑟琳·巴伦 (Kathleen Barrón) 表示，必要的土地、水、电网连接和安全空间也已准备就绪。

巴伦表示，他们的想法是先与一个有兴趣在 Constellation 现有的一家发电厂签订合同的客户合作，然后与他们合作利用该设施“安置一个 SMR，以便在未来为该客户提供更清洁的电力”。

巴伦说：“只有国家出台类似于各州对海上风电所采取的支持性政策，且有客户有兴趣购买这些反应堆的电力，这种情况才会发生。”

Dominion 的卡尔表示，就目前而言，能源转型需要采取全方位的方法，随着煤炭的逐步淘汰，天然气将充当通向更清洁能源的桥梁——直到下一代技术上线。

他说：“SMR 很可能就是下一代技术。”