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IFNEC部长级会议: 核能专家谈核能 “妙语连珠”

2020-05-12 16:49:19 能源思考2月刊


IFNEC华盛顿全球部长级会议

创新一直是核工业的核心,它的未来取决于恪守推进大型和小型反应堆设计技术的进步。这是11月中旬在华盛顿举行的国际核能合作框架(IFNEC)部长级会议发出的信息[1,2]。这场名为‘给世界提供SMR和先进核能’的会议,在白宫艾森豪威尔行政办公楼举行。

US 佩里

美国能源部长里克•佩里(Rick Perry)提醒与会代表,让他们想起美国前总统1953年在联合国发表的“原子为和平服务”(Atoms for Peace)的演讲。他呼吁扩大核能,促进全球繁荣。遗憾的是,这个追求今天仍然有现实意义。

他说,“如果看一下全球的卫星图像,会看到黑暗笼罩大片土地。这种图像揭示了一个残酷的现实:10亿以上人们完全没有电力;他们仍陷于能源匮乏的困境”。对气候变化和可持续发展,追求‘仅限于可再生能源’途径,就会“使他们永远处于这种状态”。“世界需要的是全天候的能源,是就地可储存的能源,是无论天气如何都能为国家电网供电的能源”。

他说,核工业正在利用新技术,诸如容错的燃料,改进反应堆的性能,但公-私伙伴关系支持创新,至关重要。他以美国的“网关”(Gateway)为例,说明核领域在加速创新,提供必要的技术、监管和财政支持,推动核反应堆设计商业化,同时确保现有的核反应堆群继续安全、可靠和经济地运行。

他说,“让我感兴奋的是能够谈论美国的技术,就是小型模块化反应堆(SMR)。它很小,很灵活,需要的投资比现在的反应堆少,而且可以放在世界各国的偏远地区。去年特朗普总统签署两项关键法案使之成为法律,就是为了加快这些先进反应堆的开发和颁发许可过程”。

US 穆尔科斯基和弗莱施曼

美国参议院阿拉斯州资深议员丽莎·穆尔科斯基(Lisa Murkowski)说,靠近她家乡的偏远地区将受益于微(型反应)堆。她说,阿拉斯加80%以上的地区无法通过公路到达,许多社区依靠“昂贵而劣质”的柴油发电。这种燃料靠“每年大概一或两次驳船或空运”,成本约为每桶7-10美元。微堆的燃料“可能只需十年运一次”。

作为美国参院能源和自然资源委员会主席,穆尔科斯基(Murkowski)说,先进核技术“不仅政府感兴趣,幸好也使大批、跨党派的国会议员感兴趣”。她说,证明这一点的是最近通过的《核能创新与现代化法令》以及《核能创新功能法令》,有助于核管理委员会简化颁发许可审批程序。

她说,《核能领导法案》也得到两党支持,将使能源部(DOE)集中精力展示先进堆概念,包括最后期限2025年前“投入运行”的两个反应堆。最重要的是,今年7月,穆尔科斯基公布了《美国战略能源法案》,并在10月与其他5名参议员联署一封信,要求最近设立发展金融公司,支持海外民用核能项目。

她说,“本质内容是,我们谈了许多谅解备忘录,在某些独特的场所办了各种研讨班。但公正地说,如果想要的是实际的全球能源战略,备忘录并不能代替真正的协议、真正的工程项目和真正的资金。”

众议院能源和水资源拨款小组委员会成员恰克·弗莱施曼(Chuck Fleischmann)对“授权方”和“拨款方”进行了区分,敦促先进堆开发商与这两方“分别”对话。他说:“如果有一家公司,如果在这个领域有兴趣,那就去国会山,跟众议院谈,跟参议院谈,要跟授权机构谈,但也要找拨款机构。”

作为田纳西州的众议院代表,他赞扬这个州的国家核实验室。他说,“在古代,条条大路通罗马,但在DOE,条条大路通橡树岭”。“在橡树岭,在爱达荷,在我们伟大的国家实验室,我们看到核能复兴在开花结果”。他特别补充说,美国制造业也在获得新的生机。他说,“要告诉世界,我们在商业方面是开放的。”

OECD/NEA 马格伍德

但经合组织-核能机构(OECD/NEA)总干事威廉•马格伍德(William Magwood)警告说,反应堆开发商要为可能出现的有限“机遇窗口”做好准备。2014年,马格伍德从美国核管理委员会(US NRC )跳“槽”到总部位于巴黎的这家机构。他引用查尔斯·狄更斯1859年历史小说《双城记》的第一句话说,“这是最好的时代,这是最坏的时代。而我对我们今天的处境也有这样的感觉。”

他说,在美国和其他地方,因为经济原因,核电站正在关闭,同时在西方国家,某些新建项目面临预算和工期超限。但“作为一个在巴黎的美国人,作为在国际场所工作的人,我惊奇地看到,在许多国家,仅就可持续的未来而言,核能是有争议的。

他说,“尽管关于气候变化和需要保护环境的‘豪言壮语’很强大,尽管在世界各地大量资金投放于可再生能源,尽管所有的这一切,我们今天看到的仍然是:化石燃料的使用水平恰好是20年前的样子。现在的碳排放量实际上比世界历史上任何时候都要高。”

他说,随着越来越多的政府开始意识到,要减少全球温室气体排量,核能是必要的,而且对SMR和先进堆越来越感兴趣,因为在安全方面性能很好,成本较低,投资更少。对于核能部门,2025 - 2035年就是个“机遇窗口”,“最好对此做好准备”。如果让这个窗口关闭,很可能永远不会再打开,“因为我们将失去那么多的基础设施,我们将失去那么多的专业知识,以至于未来从头开始重建核能,必然非常困难”。

他说,如果出现这种情况,那么这个世界将变得“更多的是牺牲而不是利益”为特征。“这意味着,这个世界不再让人们选择什么时候开车,什么时候飞行,吃什么。那时它将成为不同的未来,我们将受制于资源短缺,因为我们正想方设法保护环境。在我看来,核能是“鱼与熊掌”可以兼得的最明确的方式,在保护环境的同时,促进发达国家的繁荣和新兴国家的发展。这就是我们面临的挑战,如果我们不能使之成为现实,人们回顾这段时间时,会摇头说我们错过了机会。我们不要错过这个机遇。

IAEA 楚达科夫

总部位于维也纳的国际原子能机构(IAEA)的副总干事、核能部门负责人米哈伊尔•丘达科夫(Mikhail Chudakov)也认为,未来几代人可能会问,为什么各国政府今天要“放几匹马”(可再生能源)“在机器(核能)的前面”?。

他说,“为了避免地球过热,到2050年,需要取代70-90%的含碳能源”。他特别补充说,世界上三分之二的人口仍然依赖生物质能。他说,令人担忧的预测是,到2050年,非洲国家人均能源耗量与现在相当,但人口将增加一倍,达到14亿。“这对未来的医疗保健、就业和移民有重大影响”。“只有核能帮助开发该地区,才能阻止这种移民。”

(旁注:美国总统川普现正要国会批准90亿美元预算建筑“边境墙”。这可能证明,他不比中国2000多年前的秦始皇“高明”。如果他要用这笔钱开发先进堆和SMR,向欠发达的世界其他国家出口核电技术和核电设施,使那里的经济发达起来,就没人想来“边境”偷渡了!)

丘达科夫曾任世界核运营者协会(WANO)莫斯科中心主任。他特别补充了“鲜为人知的事实”:核电站提供的能源比消耗的多得多。他说,“如果考虑整个寿期,核能最令人印象深刻,回馈达75%;但如使用离心浓缩、高浓燃料、核燃料闭路循环,以及其他创新,核能可以回馈达100%”。“太阳能光伏发电,回馈4%,如使用电池储存,甚至还不到2%”。

他说,有核电的国家平均的碳排放量,比全球平均水平低20%。例如,燃煤发电的德国,产生的CO2约为400克 / kWh,而核能发电的法国仅为40克/kWh。

他指出,政府间气候变化专门委员会(IPCC),在2018年10月出版的特别报告中考虑的89个减排设想方案中,到2050年核能发电平均增加2.5倍左右,对气候变化有什么影响,为限制温升不超过1.5℃,还需采取哪些措施。

他说,联合国下属机构IAEA 10月召开首次会议,专门谈论气候变化和核能作用,在微博(Twitter)上接到了创纪录的4千万条“印象”。他说,联合国曾一度不愿意谈论核能,但后来确认了IPCC、《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)、OCED/NEA、国际能源机构(IEA)以及世界能源理事会(WEC)的结论:为削减全球碳排放量,需要核能。

他说,449个动力堆在运行,装机总量400 GWe,另外52个堆在建。占全部装机容量的5%,发电量的10-11%。他特别补充说,为了满足减排目标,2050年核能在全球电力组合中的份额至少必须增加到25%。

WNA 赖辛

世界核协会(WNA)总干事阿格妮塔·赖辛(Agneta Rising,)指出,“世界一半贫穷人口消耗的能源,只有另一半富裕人口的5%”,这个数字上升到15%,,全球能源消耗的增量也就相当于“再加个美国的需求量”。


阿格妮塔·赖辛(Agneta Rising)在 IFNEC会议上讲话

她说,“因此,我们面临的关键问题是,怎样以各个社区负担得起的成本,更好的供应所有这些能源。目前约85%的电力来自燃烧化石燃料,自1990年以来,这百分数或多或少保持不变。但气候变化、环境恶化,每年因空气污染而过早死亡高达700万人,意味着这种情况无法长期持续下去。核能仍然是化石燃料的唯一经过证实的、可扩展的、可靠的低碳替代品”。这“意味着大型反应堆要继续成为全球低碳电力系统的中坚。与此同时,新技术,包括50多个小型模块式反应堆(SMR)设计,还在准备阶段。核能的作用将会越来越大”,“将根据当地的需求和基本建设情况,比以往任何时候更快地部署在更多的地方,用于更多的目的”。

她特别补充说,“很高兴地看到,近几个月和近年来,许多迹象表明,核能正在提上重要论坛的议程。美国、加拿大和日本的领导人在2018年发起了《美好未来倡议》,确保在清洁能源部长会议上核能得到适当地展示”。她说,“联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)、国际能源机构(IEA)和世界经济论坛(WEC)最近的报告,都强调核能在能源转型中所扮演的核心和绝对必要的角色。但是,尽管有政府间气候变化专门委员会对核能有明确的支持,联合国还没有正式采纳支持核能的立场”。

赖辛强调大型核电站的成功。她说,2018年全球核反应堆群的平均容量因子达到80%,“继续展示没有与‘堆龄’相关的性能趋势”,到今年年底,瑞士、美国和印度的5座核反应堆将实现连续运行50年。截至2018年底,全球在建的反应堆约有55座,是25年来新建活动的最高水平。

她说,的确,发达国家的某些首个新建项目还在经历拖延和成本超支,但自2000年以来建成的90台核电机组,75%以上是在五年内建成的。随着技术发展和SMR走向成熟,位置(场址)和市场机会将继续增加。她说,核能将用于“离网”的各种用途、脱碳的采暖和海水淡化,“为建立高性能的、可持续的和清洁的能源系统提供快通道”。

US 科尔斯尼克

美国核能研究所(US NEI))总裁兼首席执行官玛丽亚•科尔斯尼克(Maria Korsnick)说,过去几十年,美国核能行业“无与伦比”,美国一半以上的无排放能源来自核能。她说,核电机组的效率,从30年前的63%提升到现在的92%。

“高标准,严格培训,新技术,功率提升,使用更持久的燃料。我们正在降低成本,提高效率,数字证明了这一点。如今,只有96个反应堆就能生产几十年前需要130个反应堆才能产出的电量。”

她说,美国核工业展望未来,下一步将由“大大小小的”创新决定。“为首的新一代企业家,通过3-D打印机、大数据分析、人工智能,引领数字技术;我们可以用现代技术,升级40年前建造核电机组,使之用精准和最高标准,高效、连续地运行”。

她说,美国核电机组最初许可期限为40年,但由于维护得非常好,已获得监管部门的批准,可以再运行20年。明年第二次许可证续期申请,可能会获准再运行20年,使一个核电机组的运营时间延长至80年。迄今为止,已有8个反应堆申请第二次许可证续期,更多的公司已经宣布,打算在未来几年提交申请。

她说,SMR不是个“遥远未来”的概念,美国将在未来几年开始建造这种核电机组。

“在美国,现在就有很多未来如何的例子。预计明年,NuScale能源公司的SMR就可取得设计认证,它们将与犹他州市政联合电力系统合伙建设它设计的第一个核电机组。之后是田纳西河谷管理局,在其现场建造下个SMR的审批流程。事实上,美国有许多公用事业公司,正在考虑用合算和可靠的方法建造SMR,以满足未来他们客户的需求。

“GEH、Holtec、Kairos、Oklo、TerraPower、Terrestrial Energy、Westinghouse、X-energy[3]和更多的核电设计供应商,都在新一代核能技术开发方面取得重大进展,与此同时,一种新的声音正在引起人们关注核能的重要作用。像谷歌这样的公司,正在推动全行业在脱碳承诺和公用事业公司发电方面的决定。事实上,去年谷歌就强调,核能在目前和低碳的未来扮演着重要角色。这些对话和承诺,将扩大我们电网的多样性,确保电网的弹性。”

阿根廷 Nerio Peitiado

阿根廷能源秘书处主任内里奥 佩他督(Nerio Peitiado)强调,该国伊姆巴尔斯(Embalse)核电站开展的业务是个“重大成就”。这个坎杜堆完成了为期三年的升级计划后,今年1月复役,再运行30年。伊姆巴尔斯是继韩国月城1号和加拿大的拉普瑞奥角之后,第三个全面“整修”[4]的坎杜-6型重水堆核电机组。

他说,与此同时,国家原子能委员会正在开发SMR技术,用于该国偏远地区,是32 MWe的小功率核反应堆。

他说,阿根廷最大的挑战是必须实现“长期宏观经济稳定”,那会有助于降低项目成本。她说,政府已在可再生能源项目上进行投资,但这些项目的总产能只有200 MWe,而核工业要与可再生能源、石油和天然气行业竞争,给为大型核电机组吸引投资,是个挑战。

他说,“相信SMR在降低核能生产成本方面可能有绝佳的机会”;还特别补充说,阿根廷将“继续支持核能行业,作为促进清洁能源的一种方式”。

约旦 Khaled Toukan;肯尼亚 Collins Juma

约旦原子能委员会(JAEC)主席哈立德·图康(Khaled Toukan)说,约旦的能源战略旨在通过国产能源资源的多样化和最佳利用,建立可持续的、环境友好的、安全的能源体系。

他说,“我们沿着透明的路线图采取几个重要的步骤,制定可靠、安全、经济和可持续的能源组合,力图实施国家能源战略,而核能是其中的主要组成部分。”

他说,JAEC正处于选择SMR设计的最后阶段,准备2030年投入使用,用于发电和 / 或海水淡化。他补充说,JAEC一直在与几个SMR供应商联合进行可行性研究,它们是NuScale、X-energy、韩国原子能研究所、中国核工业集团公司和俄罗斯国家原子能公司。

肯尼亚核电委员会首席执行官柯林斯·朱马(Collins Juma)说,SMR的创新性质,不仅在肯尼亚,而是整个非洲大陆的“核电梦”中发挥重要作用。他特别强调,“对许多新兴国家,SMR将是游戏规则的改变者,因为它灵活,有适应小型电网系统的能力”。

他说,核能是“人力资本密集型”的技术,这使人力资源开发成为IAEA里程碑方法中19个基础建设议题之一,核能的新成员国需要加以考虑。

他说,“为了在肯尼亚部署第一个核电站,国家与其他利益攸关者合作,开展了各种能力建设规划,目的是让肯尼亚为引入核电站做好准备”。作为这项工作的一部分,国家的一所高等学校已开始利用IAEA的《反应堆实验室互联网程序》。

加拿大 Diane Cameron

《加拿大自然资源》的核能部门主任戴安•卡梅伦(Diane Cameron)强调通过其“加拿大团队”方式“将信息传递给非核和非技术受众”的重要性,否则,SMR项目“将不会成功”。

她说,“我们做了政策研究,预计在接下来五年内,遍及多个现场和多个行政辖区,有多个MSR项目开始启动。商业化即将来临”。技术风险“大致可控”,所以重点是通过公众和社区支持,实现成功的部署。

她说,“在加拿大,我们得到公众支持,使核能部门充满生机。因为有重大经济、社会和地缘政治利益,我们的核能已有60多年的历史”。“在公众信心方面,住得离核电厂越近,越赞成核能;安大略省、萨斯喀彻温省和新不伦瑞克都是如此。”

她说,加拿大土著社区享有特定的宪法权利,沟通“注重的是人和信任,不是民族意识”。

她强调IAEA综合监管审查服务派遣队团9月份的观察报告,“信任监管机构”意味着对加拿大核安全委员会的尊重,不仅因为它有技术能力,而且因为它召开公众听证会的方法。

她说,与废物管理类似。2010年核废料管理机构,“根据以同意为基础的、极为深思熟虑的实践”,启动深层地质处置库选址过程。不久之后,多达22个社区志愿给处置库提供场址。这个数字已削减到5个,将在2023年选定最终场址。

她说:“从技术能力和地质特征角度看,这些场址中许多本来就很好,但建立合作、伙伴关系和信任的过程,需要时间”。

罗马尼亚 Cosmin Ghita;日本 Toshio Sano

罗马尼亚核电公司运营塞纳瓦达(Cernavoda)核电厂[5],它的总干事科斯明·吉塔(Cosmin Ghita)认为,公众接纳至关重要。2013年这个核电厂在布加勒斯特证券交易所上市后,公司曾评估沟通战略。

通过公司名为“我们与你一起成长!”的社会责任活动,核电公司与不同的受众交流信息。现在,62%的罗马尼亚人支持增加产能,而2014年这一比例只有27%。

吉塔说,公众接纳的关键不在于把重点放在核安全上,而是强调核能作为低碳能源生产者、投资者和雇主的社会角色。

他说,“核工业把注意力集中在单一的、超安全的‘广告词’上,只会降低人们的胃口”。“你会因推销员说他为人可靠,就买他的产品吗? 不会。必须看产品是否有用。”

他补充说,“2017年,只有两个罗马尼亚人报名参加工程大学的核硕士项目。现今有14个。不需要再说服任何人。我认为,作为一个行业,必须主动提出,在平等的基础上与所有企业的行为主体采取行动,占据应有的地位。”

虽然有办法获得并保持公众对核能的信任,但在2011年福岛第一核电站事故之后,日本面临着重新获得公众信任的挑战。

日本原子能委员会委员佐野敏夫(Toshio Sano)说,政府的战略能源计划旨在到2030年将核电发电量从福岛事故前的约30%减少到约20%。他补充说,仍然需要重启某些核电站。

根据《巴黎协定》,日本的国家自主贡献目标是到2030年将温室气体排放量在2013年的基础上减少26%。

佐野说,“为了实现这一目标,日本将寻求一切可能的途径,我们认为核能应该发挥重要作用,这就是为什么日本在目前即使没有新的核项目,仍然继续追求核创新。”

他强调核能X促进创新倡议(Nuclear Energy X innovation Promotion initiative)[6]的重要性,日本经济贸易产业省今年启动了该计划,支持私营部门开发核技术,提高核电站的“安全、经济和机动性”。他说,国际合作也很重要,例如,进出口监管、人力资源开发和“其他超越国境的挑战”,在国际核能合作架构(IFNEC)下,将发挥关键作用。


夜间的地球,NASA2012年10月发布

资料与注释:

1. WNN,Conference: Advancing the rebirth of nuclear power,16 November 2019

2. IFNEC:International Framework for Nuclear Energy Cooperation,国际核能合作框架。其“前身”是全球核能伙伴计划(Global Nuclear Energy Partnership,简称GNEP),由中、美、法、日、俄五国于2007年5月共同发起,旨在通过建立新的多边国际合作机制,采取安全、可靠和防止核扩散的方式,推动先进核能技术联合研发,促进核能在全球的发展。

3. GEH、Holtec、Kairos、Oklo、TerraPower、Terrestrial Energy、Westinghouse、X-energy:先进堆设计供应商。它们新近开发的先进堆如下:GEH—PRISM-311钠冷快堆;Holtec—SMR-160型压水堆;Kairos—KP-FHR 高温氟盐冷却反应堆;Oklo—Aurora-1.5MWe微堆(固体态堆,热管);TerraPower—TWR型钠冷快堆,MCFR型氯化物熔盐快堆 ;Terrestrial Energy—IMSR-192一体化熔盐堆;Westinghouse—eVinci 微堆(固态堆芯,热管,钠相变导出热能);X-energy—X-100型HGTR(固定床石墨棱柱)

4. Refurbishment,整修。坎杜6型重水反应堆,25-30年运行后进行寿期中“全面整修”,涉及更换所有燃料通道、排管式容器管和馈线,工期约需16个月以上。

5. 塞纳瓦达(Cernavoda)核电厂,规划5台坎杜-6型重水堆核电机组。现2台运行,2台在建...

6. 核能X促进创新倡议,内容不详。


责任编辑: 许亮