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基础设施

美国的核能复兴并未按计划进行

视频由弗雷德·米尔斯呈现并解说。本视频包含付费促销NordVPN

一个新的核反应堆即将完工,这是美国30多年来从未发生过的事情。事实上有两个。

是的,这个国家比其他任何地方都拥有更多的这些现在,终于又开始建造它们了,它来得正是时候。随着化石燃料的失宠,核能可能会卷土重来。

但沃格特尔核电站即将完工的新反应堆已经酝酿了很长时间。成本急剧上升,也出现了错误。

然而,它仍可能标志着美国核复兴的开始,而就在不久前,这似乎是不可能的。

上图:乔治亚州Vogtle工厂在建的3号和4号机组。图片由Georgia Power提供。

提到清洁能源,你可能会想到风力涡轮机、太阳能电池板或水电大坝。那么核能呢?

这并不是每个人对清洁的理解。过去的错误和对浪费的担忧使我们许多人对这些地方以及经营这些地方的人持怀疑态度。

但这不是开玩笑。当风不再吹,太阳不再照耀时,我们需要一种可靠的无排放能源来依靠——一种离现实不远的能源。

核能工程师马克·尼尔森说:“煤炭现在非常昂贵,天然气现在也非常昂贵,风能和太阳能无法取代煤炭和天然气的功能,后者是按需发电。”他是……的总经理辐射能源基金该公司为政府和企业提供核能方面的建议。

“随着2021年德克萨斯州的停电,即使是天然气的需求也受到了质疑,当时我们没有能力在非常寒冷的条件下输送足够的天然气来保持整个电网的运行。”

现在,我们从50年代就开始建造核反应堆,这一切都是从美国开始的,在美国,第一次用核反应堆发电,在那个时期,原子能还主要用于武器。

今天,美国拥有世界上最大的核能力,但它已经几十年没有建造任何新的核电站了。全国有近100个反应堆在运行,但它们都是几十年前建造的。

上图:位于田纳西州瓦茨巴尔的第二座反应堆于2015年完工,但建设始于20世纪70年代。

现在,美国核力量的衰落是有原因的,而且几乎适用于所有地方。简而言之,新反应堆已经变得极其昂贵,而且需要很长时间才能完成,当专家们说我们可以建造更多反应堆时,这并没有什么帮助。

如今,也有更多的监管障碍和安全程序需要遵守。这在很大程度上要归咎于1979年发生在三里岛的事故,宾夕法尼亚州的一个反应堆发生了部分熔毁,成为历史上最严重的核事故之一。

在那之后核能的受欢迎程度开始下降在全国范围内建造数十个新反应堆的计划也被集体取消。

尼尔森说:“在发展中国家,你很绝望,你会利用任何你能得到的发电厂,任何富裕国家为你提供资金的发电厂。”

“但在富裕国家,我们有点自满,这意味着,如果有足够多的人不喜欢核能,为什么要作为国家领导人或政党进行所有的努力?”既然你什么都不能建,或者不能建风能或太阳能等更受欢迎的东西,为什么还要忍受反对核能的声音呢?”

发现很难重振这个行业的不仅仅是美国。欣克利角C (Hinkley Point C)是英国唯一一座在建核电站,但它的进度至少落后了18个月。

即使在法国,弗拉芒维尔的一座新反应堆预计也要比预计多花费3亿欧元。

上图:法国拥有比其他任何国家都大的核能份额。

公平地说,美国核能行业从未完全恢复。这里最后一个开始建设的发电厂要追溯到1978年。拥有任何新的反应堆——更不用说整个核电站了——都开始感觉像是过去的事情了。

但这一切即将改变。美国终于有了几十年来的第一个新反应堆——建在佐治亚州现有的沃格特尔核电站的旧址上,该核电站自1989年以来一直有两个反应堆。

Vogtle的3号和4号反应堆位于韦恩斯伯勒东部,靠近南卡罗来纳边境,是美国目前唯一在建的核反应堆。

一旦完工,它们将通过核裂变提供足够的清洁能源,为50万家庭和企业提供电力60至80岁

当与1号和2号机组合并时,沃格特尔将产生比美国任何其他核设施更多的电力。该项目由南方核电公司和佐治亚电力公司管理,柏克德公司负责施工。

你可以想象,建造一个核反应堆需要把很多部件组合在一起——有些很小,有些非常大。

到目前为止,每个单元最大的部件是CA20模块。它们有五层楼高,重近1000吨,用来储存用过的燃料、交换热量和收集废物。

墙壁和地板部分是在现场预制的,将模块安装到位需要整个项目中最重的升降机——使用世界上最大的起重机之一。

安装每个反应堆所需的两台蒸汽发生器是另一项复杂的任务。它们有25米长,也需要吊装到位。

上图:发电机是在韩国组装的,必须用火车从海岸运到现场。图片由Georgia Power提供。

那么,所有这些沉重的提升成本是多少?它是否仍按计划进行?嗯,有很多,也没有。早在2009年,当该项目首次获得批准时,它的总投资约为140亿美元,目标是2016年完成3号机组,2017年完成4号机组。

现在我们已经到了2022年,这项工作才刚刚结束,至于价格呢?嗯,看起来更接近300亿美元。

这使得它成为有史以来最昂贵的核电项目的竞争者,它甚至不是一个完整的核电站——只是一个扩建,尽管是一个大的。

公平地说,大型公共基础设施项目超出预算并不罕见。最终成本比最初的估计略高是正常的,特别是当项目已经运行了几年甚至几十年的时候。

但现在它的价格是预期的两倍多,你可以理解为什么有些人有点恼火。

至于延迟,很大程度上取决于管理方式。制造反应堆的公司——之前是主承包商——也参与其中。

Vogtle 3号和4号是西屋电气公司在美国建造的第一批AP1000机组。然而,在2017年这家公司申请破产由于Vogtle和南卡罗来纳州的夏季电厂损失惨重,该公司在那里为另外两个反应堆提供供应。

虽然在此期间Vogtle 3号和4号的工作能够继续进行,但必须任命一个新的承包商柏克德公司来完成其余的建造。

尼尔森说:“我们忘记了如何建造。”“现在的理论是,由于其他国家正在建造一些ap1000,我们可以向这些国家学习,学习如何自己建造。”

上图:马克·尼尔森是一位核工程师,也是辐射能源基金的董事总经理。

“但由于供应链不同,管理团队不同,工程团队不同,我们没有从中国在建的ap1000中吸取教训。”

施工效率是导致Vogtle项目延误的另一个挑战,此外还必须进行大量的补救工作。我们的意思是必须重做某些工作,而在核反应堆上,这可能会有些耗时。

根据一份报告在美国,大约100英里长的电缆(约占总使用量的8%)不得不重新切割或更换。

另一个人透露,在项目的一部分,检查螺栓是否拧紧到特定程度的检查没有发生。这意味着在检查记录签署之前,它们都必须正确地松开和重新紧固。

然后在2021年12月,有数万份记录没有完成,造成了大量积压。任务已经完成了,但文书工作还没有完成。

然而今天,随着这些问题得到解决,人们的情绪变得积极多了,最终结局终于近在眼前。3号机组的建设现已正式完成,2022年8月,4号机组的建设率为96%。

同月,南方公司收到了一些急需的好消息。核管理委员会证实3号机组符合规定。

这使得核电站可以开始装载燃料,并开始反应堆的启动程序,预计将在2023年第一季度投入商业运行。计划在当年12月之前启动4号机组。

上图:3号机组现已完工。图片由Georgia Power提供。

这一工程可能花费的时间和成本远超预期,但这一工程的结束不仅对格鲁吉亚人民,而且对整个美国都将是一个重大时刻。

虽然目前还没有迹象表明人们会疯狂地建造更多这样的东西,但肯定会有更多其中一些已经计划或提议.但是他们还没有开始建设。

一旦沃格特尔越过终点线,吸取了教训,就可以帮助其他计划启动。

尼尔森说:“如果在沃格特尔核电站的替代品非常昂贵或只能部分替代核能的时候完工,那么就有适当的条件继续发展,启动其他大规模核电站,或开始人们在美国各地提出的一些新设计。”

我们现在有证据证明,由于这里的辛勤工作,美国仍然认真对待这种重要的——但仍然存在很大分歧的——能源形式。

这一项目证明了核能在美国是有前途的,但到什么程度,我们只能拭目以待。

特别感谢马克·尼尔森。其他镜头和图像由Georgia Power, ABC新闻,Brian Stansberry提供Cc by 3.0, CBS新闻,EDF,法国3诺曼底,谷歌地球,HS2, IAEA, Jmnbqb/Cc by-sa 4.0、核管理委员会、田纳西河谷管理局、第20电视台、美国能源部、WJBF、Z22/Cc by-sa 3.0及OpenStreetMap贡献者(https://www.openstreetmap.org/copyright).

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