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核电有未来吗?

时间:2022-04-08 20:16:41 来源:

今天关于核能的讨论无非是部落的,两个交战的阵营互相喊着口号。这场所谓的辩论使我们想起了几年前流行的啤酒广告,两个男人无法决定他们对Millers Light的偏爱是什么,它是否“味道好极了”!或改为“较少填充”。将这种啤酒广告方法应用于新核电站的建设将涉及两个相对的团队。亲核小队试图取得环境制高点(大胆的举动),将大喊“零碳”。从经济角度出发,在一次不再合适的迭代中,集会的呼声是“价格太便宜而无法计量”。

反核力量分为两个对立的小队。欧洲团队在关闭核能方面非常有效,并采用了广受欢迎的“ No Chernobyls”,而厚脸皮,注重成本的美国人(包括现任公司)一直在喊“太贵了”。

就像酒吧打架中的co夫一样,我们对此的看法显然是和解的。我们认为,双方都有明确的观点。如果我们希望将1000到2,000兆瓦的零碳基本负荷电力放置在适当的偏远地区,那么核能仍然是一个答案。大型核电站的运行与以煤或天然气为动力的核电站类似,但二氧化碳或其他烟囱排放为零。(我们在这里忽略了反核二氧化碳生命周期的论点,这些论点强调了铀矿开采的高二氧化碳特征)。目前,我们的电力是在远离负载中心的大型工厂生产的,并通过传输网络连接到最终用户。从这个意义上讲,常规核电站将很好地插入我们电网的当前辐条和集线器配置中。

对规模经济的不懈追求是当代电力公司业务的定义特征之一。然而,目前建造最新一代的超大型核电站的努力是同时在几大洲的商业失败。我们可以想像,无论能源需求前景如何,目前没有公用事业主管冒着他们的职业生涯冒如此大规模提议新核武器的风险。

尽管如此,新核能仍拥有“低碳”的拥护者。但是,考虑到成本,这仅意味着提倡相对较小的核电站。(顺便说一句,微型核电站长期以来一直在为卫星,潜艇和其他军舰提供动力,而这些国家根本无法选择加油或获取氧气。)如果要重新利用核动力,那么所谓的小型模块化反应堆(SMR)可能会带头。

讨论SMR运行的经济学显然为时尚早。但是,小型模块化反应堆可以通过在工厂建造反应堆组件,然后在现场组装模块化单元来消除常规核项目固有的可观的建造费用和相关的无限可能的延迟。这里不乏受人尊敬的倡导者,其中包括传奇的微软创始人比尔·盖茨。

此外,SMR的小巧尺寸确实具有一项固有优势。如果这些设备可以被认为是“安全的”,那么有什么理由不能将它们放置在更靠近负载中心的地方?现场发电的能力,尤其是中等规模的发电能力和更大的操作灵活性,可能具有巨大的优势。这也很好地符合我们的想法,即随着规模经济的发展,电力业务将扭转发电的长期趋势。

关于核电厂的“安全性”,让我们尽可能无忧无虑地问自己,他们可能会做的两项有害健康的事情是什么?他们可以炸毁福岛或切尔诺贝利。他们可能在较长时期内或在两者之间以某种不吸引人的组合“泄漏”潜在的致命辐射到人口中心。这就是为什么下一代技术将自己描述为“被动”的原因。

被动在这里意味着两件事。能够安全关闭核反应堆,而无需借助现有工厂中的柴油等非现场或现场发电的电力或机械动力。核电站产生大量的热量,必须通过大型泵推动的冷却水将其除去,否则反应堆堆芯开始熔化。这些泵由电力驱动。常规的发电核电站也使用大量能量来维持其关键的安全运行。

被动性的另一个标准是在没有任何人工干预的情况下安全地控制和终止链反应的能力。想象一下电动汽车的命运,它的主人忽视了充电,它会简单而安静地停下来。被动电抗器的同上。负温度系数反应堆本质上具有此特征。随着反应堆温度的升高,核链反应变慢。

选择最喜欢的SMR技术超出了本文的范围。但是,几乎所有拥有实质性核计划的国家都参与了SMR计划。有些是现有反应堆设计的按比例缩小版本,而另一些则更为激进。包括使用熔融盐,气体或液态金属代替水作为调节剂。

另一个激进的建议是,这些反应堆应采用适度的围护结构建造,这与目前采用的重混凝土强化结构相反。这也大大降低了成本。

SMR行业认识到建造新核电站存在财务和安全障碍。模块化,异地建造和缩小的围护结构可以帮助解决前者。但是我们认为,下一代被动安全功能可能同样重要,因为如果公众对隔壁的核武器感到满意,它们可以使发电位置更接近需求。

伦纳德·海曼(Leonard S.Hyman)和威廉·蒂尔斯(William I.Tilles)


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