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核工业的前途未卜

时间:2022-04-08 12:16:13 来源:

我叔叔17岁,以他的军事普鲁士传统为荣,当时他加入美国海军陆战队,正好赶上了瓜达尔卡纳尔岛的登陆时间。他通过那次相遇取得了成功,后来在冲绳岛受伤,康复,并在广岛和长崎在原子火焰中升空时为入侵日本大陆进行训练。几年前,当我们将他埋葬时,海军陆战队警卫队发言人表示,为入侵而铸造的500,000枚紫心勋章中大部分仍在库存中。对于美国人来说,这是幸运的,尽管这意味着一千倍的麻烦降到了朝阳之地。

可以理解的是,他这一代人一直思考着并继续认为(剩下的那些人)原子能是一个奇迹-天赐之物。对于日本来说,这就是哥斯拉,而各国在核能方面的不幸经历一直持续到今天。1949年,当苏联人引爆了他们的第一枚原子弹时,这一阴谋变得更加严重,冷战升温。

“如果一千个太阳的光芒一下子冲向天空,那就像强大的光辉一样” –罗伯特·J·奥本海默

70年前,当罗伯特·奥本海默(Robert Oppenheimer)像他的工程师一样,在新墨西哥州的沙漠中进行了首次原子测试时,他为所做的工作感到震惊。“我们知道世界不会一样。几个人笑了,有些人哭了。大多数人保持沉默。我记得印度教经典《博伽梵歌》中的台词。毗湿奴(Vishnu)试图说服王子履行职责,并打动他的多臂形式,并打动他,并说:“现在我成为世界的破坏者死亡”。我想我们所有人都认为,一种或另一种方式,奥本海默说。

就像新力量一样可怕,人们对太平洋这一侧的原子能普遍抱有希望。不到十年后,总统艾森豪威尔原子能公司负责人甚至认为,核电站的电价“太便宜了”。事实还没有这样,在福岛核灾难发生后不久,《经济学人》刊登了一篇有关该技术的封面故事,宣称梦想没有实现。对吗如果是这样,为什么有些聪明的人试图发展下一代?为什么包括中国在内的几个国家计划建造更多反应堆?

那些仍然拥护核能的人有很大的挑战要面对。像上图所示的邮票一样,核电的成本上涨了十倍以上。另一方面,可再生能源的成本下降幅度不止这个因素。鸿沟正在扩大,很难理解为什么任何审慎的投资者会押注裂变及其带来的问题。

核电不仅太昂贵,而且从财务角度来看具有极大的风险。私人投资者不会为其提供资金或保险。它不会按比例缩小,除非在潜艇中成本不是主要问题。使反应堆退役的费用很高,而且还在上升,而且还没有人满意地弄清楚如何处理越来越多的废物,其中一些废物将在数年后仍然具有致命性。

最后,最可怕的大规模毁灭性武器可以作为产生发电的副产品生产,其产生的影响将是撞上大流星的下一个最糟糕的事情。这既不是唯一的方式,也不是最佳的发电方式,而不排放碳。

根据最近发布的《世界核工业状况报告》(WNISR):“中国,德国,日本-世界上四个最大的经济体中的三个-加上巴西,印度,墨西哥,荷兰和西班牙,现在通过非水力可再生能源发电的发电量都超过了核能发电的发电量。这八个国家的人口超过30亿,占世界人口的45%。”

市场正在告诉我们一些信息,而核方面的消息相当可怕。《福布斯》最近发表的一篇文章总结道:“出于所有意图和目的,阿海珐集团已死。”《福布斯》杂志通常不被视为反核烟嘴。

值得考虑的是,当涉及核电时,如果出现任何问题,则纳税人必须拿起标签和零头。换句话说,风险已社会化。相关:推动油价下跌的六大神话

此外,可能会从其他更便宜,风险更低的来源中大量获取核电的优势(基本负荷电力,更少的碳)。根据WNISR的研究,据称这是对无碳发电的最佳解决方案,与1997年签署《京都议定书》时相比,“ 2014年增加了694 TWh [太瓦时]每年的风力发电量和185 TWh的太阳能光伏发电量–每一核能发电量都超过147 TWh。

公平地讲,2014年核电厂的总发电量为2410 TWh,大约占世界电力的十分之一。可再生能源并没有接近这个数字。但是,2014年核能发电量比2006年的峰值发电量少9.4%。换句话说,在过去的十年中,旧反应堆的关闭速度快于新反应堆的更换速度。

间歇性是经常被反对风和太阳能的滥用的术语。可以肯定的是,风车和光伏阵列充其量只能在35%到40%的时间内运行。但是,当核电站通常在没有警告的情况下脱机时,立即将十亿瓦特的电能从电网中取出,就无法得知何时恢复发电。在海啸发生三年后的2014年,日本的反应堆没有发电一度电。

“ WNISR将40个日本反应堆归类为长期停电”(LTO),将其定义为在上一个日历年和当前日历年上半年没有发电的任何装置。(瑞典,韩国和印度在LTO也有反应堆。)

小型模块化反应堆

现在,包括比尔·盖茨(Bill Gates)在内的希望都寄托在下一代先进反应堆上,即第四代反应堆。

在切尔诺贝利(1986年)之后启动的第三代反应堆令人失望。在开始的18个装置中(八个是西屋AP 1000设计,六个是Rosatom AES-2006设计,另外四个是Areva EPR设计),没有一个可以使用。据WNISR称,目前尚无标准化,而延误是由“设计问题,技术工人短缺,质量控制问题,供应链问题,公用事业和/或设备供应商的规划不佳以及缺乏供应商造成的。金融。”

WNISR报告发现:“截至2015年7月1日,目前在建的62座反应堆平均在建7.6年。”至少有47个项目被推迟,另外15个项目(在中国有9个项目)“在​​过去三年内开始或尚未达到预计的启动日期,因此很难评估它们是否如期进行。”

由于第三代未达到预期,该行业正在寻求第四代。特别是一种设计是小型模块化反应堆(SMRs-小,意味着小于300 MW)。SMR概念(有几种基本设计)实际上已经存在了几十年,美国政府自1990年代以来一直在为其最新的化身提供资金。(有关SMR的出色分析和历史,请参阅2015年4月27日发表在IEEE Spectrum上的M. V. Ramanas文章)

在经历了多年核工业低迷之后,最近一次发展SMR的冲动是在2002年。那年,国际原子能机构的分析人员得出结论,没有人愿意建造新的反应堆,因为“我们在所有方面都继续依赖1950年代开发的核技术,该技术起源于军事应用,不能完全排除核技术。发生严重事故的可能性,从经济角度来看已达到极限。”相关:对美国天然气野心的现实检查

能源部(DOE)在2001年向国会提交的一份报告指出:“如果解决了某些技术和许可问题,那么技术上最成熟的小型模块化反应堆设计和概念可能会很经济,并且可以在本十年末之前用于部署。”在2012年(即下一个十年),美国能源部在五年内为研发,设计认证和许可提供了4.52亿美元的初始资金。选择了两种设计:一种由Babcock&Wilcox开发,另一种由NuScale Power与Fluor作为战略合作伙伴开发。

俄罗斯正在开发一种已在其核破冰船舰队中使用的设计,并且已经运行了数十年。世界核协会预计在本十年结束时进行商业部署,但注意到成本估算已从1.4亿美元跃升至7.4亿美元。韩国于1996年开始开发其SMR。尽管到目前为止还没有确定的订单,但今年早些时候与沙特阿拉伯签署了一项谅解备忘录,以“进行为期三年的初步研究,以审查建造SMART(系统集成模块化先进)反应堆的可行性。”

中国和南非从2005年开始合作开发卵石床模块化反应堆,但由于没有私人投资者或客户,南非在支出10亿美元后于2010年放弃。换句话说,它既不具有成本效益,也不值得保证,这对于任何能源技术都是必不可少的。中国继续在自己的高温反应堆上开展工作,并有望在2017年将其与电网连接。中国正在研究世界上正在建设的62座反应堆中的24座。印度正在研究一种使用Thor的反应堆,并希望在2020年之前完成。

在建的核反应堆(截至2015年7月1日– WNISR)

阿根廷于2014年开始建造一个小型机组,估计资本成本为每千瓦17,000美元,是美国公用事业规模PV成本的十倍,美国没有燃料,废物处置或退役成本。另一个优点是,PV的运行成本极低,这对于任何核反应堆(除了太阳)都无法说成。上面对SMR的分析表明,该行业远未就可按计划价格按时完成的标准,经济高效的设计,模块化或其他形式达成共识。迄今为止,关于该技术的唯一标准似乎是施工延误,成本超支和潜在危险。

盖茨先生已经投资了一家名为TerraPower的公司。该公司的主页宣称:“ TerraPowers第四代行波反应堆(TWR)提供了一种安全且经济的低碳能源形式,可以满足基本的电力需求。它具有巨大的环境效益,高扩散壁垒和不间断的能源安全性,可极大地解决当今反应堆所面临的许多问题。”

该段中的“报价”一词在当前时态中使用了两次,这似乎是一个错误。但是,在其进度报告部分中,透露“该公司旨在实现600兆瓦电原型行波反应堆的启动。.。在2020年代中期。”注意,“原型”一词并不意味着商业。

即使TerraPowers的预言成真,光伏价格已经低于每千瓦时5美分,并且在某些地方的风能甚至更便宜,而且这两个都没有任何燃料价格风险,建设或供应链风险,但很难理解为什么TWR如此重要,除非,它可能会消耗掉用过的铀燃料,否则必须将其存储起来。

就像所有其他第四代反应堆一样,TerraPower承担着举证责任。相关:埃克森美孚前总裁执行清理油砂的任务

清理他们的行为

对于已经投入运营或被封存的那些电厂,仍然存在使它们退役将花费多少的问题。根据《核能内部人士》(Nuclear Energy Insider)的数据,美国在2008年至2013年之间的成本估算已增长了44%,达到800亿美元。美国有100座反应堆,每座反应堆价值约10亿美元。(全球)机队的设计寿命为40岁,平均年龄不超过29岁,因此这对美国来说不只是一个问题,而且还将继续加速发展。(美国四分之三的反应堆已经运行了40年以上,或已被批准这样做)。

首先,退役成本甚至可以超过反应堆的成本。据《能源转型》杂志的克雷格·莫里斯(Craig Morris)称,德国于6月关闭了巴伐利亚州的一家小型工厂(106 MW),其退役成本(2.8亿德国马克)大于建造该设备的成本(2.3亿德国马克)。“如施塔德的另一座反应堆的例子所示(运行31年后于2003年关闭),建造与拆除之间的成本比率并未提高。施泰德体育场耗资1.5亿欧元建造。拆除工作本应已经完成,费用为5亿欧元,但最新估计为10亿欧元。”莫里斯在6月写道。

如果淘汰现有工厂的成本估算持续上升,也就不足为奇了。如果可以提供这样的条件,那么寻找安全和永久住所所需的废物数量也在增加。彭博社7月9日的标题是:日本17,000吨的核废料寻找房屋。“这是核能价格的一部分,”美国核监管委员会前负责人艾里森·麦克法伦(Allison Macfarlane)在东京接受原子能采访时表示。“现在,特别是随着站点的退役,使用这种材料将面临更大的压力。因为你必须。”

17,000吨看似很多,但不幸的是,这只是杯水车薪。“根据世界核能协会的数据,目前世界上有437个在运反应堆每年产生约12,000吨高放废物,或相当于100辆双层公共汽车。”(根据WNISR,目前全球实际上有391个运行中的反应堆,峰值容量为337 GW)。没有人真正知道以这种方式安全藏匿这种材料的成本将不会影响从现在起几千年来出生的人们。

即使不再发射核武器,这项技术带来的风险也是巨大的,甚至是无法解决的。美国及其盟友花了多年的时间试图阻止伊朗制造这种武器,但是一个可怕的精灵已经从瓶子里跳出来了,我们也不会让他重返。最终,任何国家,甚至是任何有上进心的集团谁想要拥有核武器就可以。武器就是这样。一直如此。

对核电的信仰是一种宗教形式,是在战争之火中铸成的;它不是基于理性的。如果美洲核潜艇舰队之父的伟大的海军上将海曼·里科弗(Hyman Rickover)仍然活着,如果他可以永远活着,如果他可以挑选工程师和管理人员来监视技术,那么(也许)这个追求值得冒险并且技术会蓬勃发展。但是他不是,也不会。

未来的负债确实是巨大的。这是可扩展技术的唯一内容。当前的益处很少,并且可以以许多优越的方式获得。但是,就像德古拉一样,这是很难杀死的野兽。最终,法院可能会决定将股权放在核大国的心脏。当他们这样做时,一个很好的起点就可以发表他们的意见,那就是Rylands v Fletcher(1868)一案的英国案例:

布莱克本大法官。.。用这些词说明该法院对法律的意见:“我们认为真正的法治是,为了自己的目的,带走土地并收集并保管任何可能逃逸的事情的人,必须将其置于危险之中;如果他不这样做,则是对所有损失(逃生的自然后果)的首要责任。..。看来是合理的,而且公正的是,把某物带到他自己的财产上的邻居(那不是自然存在的),只要限于他自己的财产,对他人无害,但他知道,如果事情成真,那将是恶作剧的如果他的邻居不能成功地将其限制在自己的财产之内,他应有义务弥补所造成的损害。但是,由于他的举动没有造成任何恶作剧,而且似乎只是他应该将危险保持在那里,以便任何恶作剧都不会产生,也不会为自然和预期的后果作出回应。根据授权,我们认为这已被定为法律,无论所带的东西是野兽,水,污秽或臭味。”

就像野兽一样,很难想象有比核能更可怕的一种。


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