我們認為全球氣候危機迫在眉睫，必須立即積極應(yīng)對。我們同意世界核協(xié)會的和諧計劃，即能夠擴大核能，到2050年提供至少25%的世界電力，作為清潔可靠的低碳混合物的一部分，與可再生能源的增加相協(xié)調(diào)。實現(xiàn)這一目標意味著核能發(fā)電必須在2050年全球增加三倍。這反過來將需要增加大約1千兆瓦電力(GWe)規(guī)模的新核電站的建設(shè)，從目前的每年7個增加到大約30個。
核能工業(yè)正處于新舊技術(shù)和系統(tǒng)的紐帶之中。該行業(yè)需要做出重大改變或冒險與減輕氣候變化影響的努力無關(guān)。然而，實現(xiàn)每年發(fā)射30個工廠的目標并不需要新的技術(shù)進步。根據(jù)麻省理工學(xué)院能源倡議最近的一項研究，其他工業(yè)部門的經(jīng)驗教訓(xùn)和常規(guī)做法可以在改善目前困擾核工業(yè)的核設(shè)施規(guī)劃，許可和建筑問題方面發(fā)揮作用。雖然每年建造30座新核電站是一項雄心勃勃的目標，但核工業(yè)在20世紀70年代末和80年代初的核電鼎盛時期實現(xiàn)了這種能力擴張。在過去的幾十年里，由于各種原因，它已經(jīng)失去了這種能力，但新目標的合理性在于減輕氣候危機的必要性。我們建議分階段推出工廠升級和新建先進工廠。
目前大多數(shù)核電廠都是第二代核電廠（第二代）
商業(yè)核電站的設(shè)計和生產(chǎn)通常以第一代(第一代)工廠開始，直至最先進的第四代(第四代)工廠，以世代規(guī)模進行測量。第三代和先進的第三代(第三代和第三代)反應(yīng)堆已經(jīng)完成并連接到世界上幾個國家的電網(wǎng)。我們將新技術(shù)進步定義為新的第三代和第三代反應(yīng)堆以及第四代反應(yīng)堆和相關(guān)技術(shù)。第四代國際論壇(GIF)是一個促進新核能技術(shù)的國際組織，已經(jīng)確定了六個核能系統(tǒng)，它們最有希望實現(xiàn)商業(yè)化。。六代Gen IV系統(tǒng)由具有封閉燃料循環(huán)的不同快堆，熔鹽反應(yīng)器，超臨界反應(yīng)堆和極高溫反應(yīng)堆組成。封閉式燃料循環(huán)概念回收廢(使用過的)核燃料，以在反應(yīng)堆的同一位置提取可用的產(chǎn)生能量的元素，例如鈾和钚。配置回收過程避免了運輸含有長距離或跨越國界的钚的乏燃料。
大多數(shù)這些先進的反應(yīng)堆概念使用封閉的燃料循環(huán)。雖然美國正在探索這些先進的概念，但它目前采用的是開放式燃料循環(huán)，無需再加工或回收。然而，我們注意到美國是鈉冷快中子增殖反應(yīng)堆及其燃料循環(huán)的先驅(qū)，直到它決定放棄這種有前途的技術(shù)，因為擴散問題。另一方面，俄羅斯以及法國為其現(xiàn)有的反應(yīng)堆采用封閉式燃料循環(huán)。列出的第四代概念還探索了仍處于研究和開發(fā)早期階段的先進后處理思想。在第四代反應(yīng)堆及其燃料循環(huán)可用于可靠，安全，防擴散和具有成本效益的商業(yè)用途之前，仍需要多年的實驗工作。
為了實現(xiàn)每年建造30座核電站的目標，我們建議在短期內(nèi)延長現(xiàn)有反應(yīng)堆的壽命和更新許可證，在中期推出升級的第三代和第三代反應(yīng)堆，以及建造大多數(shù)第四代反應(yīng)堆從長遠來看，取決于他們的技術(shù)成熟程度。我們認為，這一雄心勃勃的目標是有道理的，因為迫切需要緩解我們所面臨的氣候危機。
近期建議（2020-2030）
今天，全世界大約有450個運行中的核動力反應(yīng)堆，其容量約為400,000兆瓦(MWe)。許多現(xiàn)有的第二代反應(yīng)堆的年齡在30到40年之間，并且正在面臨退役或許可證續(xù)期。在美國，99個核電站中有86個獲得了許可證續(xù)期，將運營期限延長至60年。此外，還計劃將核電廠的運營時間延長至80年，但這些擴展必須通過嚴格的安全審查，并證明是經(jīng)濟的。法國還在GrandCarénage下將其現(xiàn)有的反應(yīng)堆船隊延長壽命延長10年。世界上有214座反應(yīng)堆，容量為200,368兆瓦，現(xiàn)在已有30至40年的歷史; 延長許可證而不是關(guān)閉它們將有助于核能至少在全球電力生產(chǎn)中占據(jù)一席之地。
除了延長老化工廠的運營許可證外，我們還支持政府支持，包括信貸，用于技術(shù)升級，如蒸汽發(fā)生器更換，防洪措施，冷卻塔或地震保護。我們認識到對美國的任何政府補貼都存在強烈反對意見但是，與低成本天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠的經(jīng)濟競爭導(dǎo)致美國約20座核電站過早關(guān)閉。天然氣工廠排放的碳比煤炭工廠少，但仍然有助于氣候變化，政府支持可以延長到2025年提前關(guān)閉的現(xiàn)有核電廠的壽命。例如，在俄羅斯，核工業(yè)蓬勃發(fā)展，因為它運行由政府提供并以多種形式獲得援助。
中期建議（2025-2040）
升級和延長現(xiàn)有核電廠的壽命將在短期內(nèi)有所幫助，但需要建設(shè)新電廠以為發(fā)展中國家(需求不斷增長)提供電力，并取代本組織的現(xiàn)有燃煤電廠。經(jīng)濟合作與發(fā)展(經(jīng)合組織)國家。建造一座新的核電站需要五到八年的時間，這會增加已經(jīng)很昂貴的許可和建設(shè)工作的利息成本。減少施工時間對于滿足每年30個工廠的要求是必要的，并且使用標準化，復(fù)制和簡化的策略可以控制和降低核電廠的資本成本。
美國核工業(yè)需要做出重大改變，以支持新工廠的有效制造和建設(shè)。與中國相比，美國面臨著監(jiān)管，后勤和經(jīng)濟問題。例如，由于成本上升，施工延誤和監(jiān)管不確定性，南卡羅來納州的兩座先進輕水反應(yīng)堆的建設(shè)被放棄了。該工廠的技術(shù)供應(yīng)商 - 西屋公司宣布破產(chǎn)，而在中國的兩個類似設(shè)計的大型項目(同類產(chǎn)品中的第一)成功完成并連接到中國的電網(wǎng)。
為了提高核電廠的執(zhí)行和交付成功率，開發(fā)商應(yīng)該使用經(jīng)過驗證的項目和施工管理實踐，并從其他地方成功的工廠建設(shè)經(jīng)驗中學(xué)習(xí)。我們建議政府提供資金，以分擔監(jiān)管許可成本以及研發(fā)成本和增加的首創(chuàng)費用，以幫助行業(yè)達到特定的技術(shù)里程碑。進一步政府支持生產(chǎn)成本信用以獎勵新設(shè)計的成功運作將是有用的，類似于提供給風能發(fā)電機的信用。
在這方面，在施工開始之前完成反應(yīng)堆設(shè)計工作將避免在施工計劃中稍后的昂貴的再工作要求。福島的經(jīng)驗教訓(xùn)正在實施一些安全改進措施，包括新型包殼和燃料芯塊材料，冷卻劑損失時的大型蓄水池以及雙層反應(yīng)堆建筑限制。水泵和應(yīng)急柴油發(fā)電機正在向更高的地方移動。
關(guān)于監(jiān)管環(huán)境，政府應(yīng)圍繞先進反應(yīng)堆設(shè)計的原型測試和商業(yè)部署建立資助計劃。為確保有能力的勞動力，政府應(yīng)為核電廠附近的大學(xué)提供核培訓(xùn)和教育支持。為了進一步確保知識匯集，我們根據(jù)在其他地方取得的成功經(jīng)驗，支持聯(lián)合國際培訓(xùn)計劃。所有核電廠國家都應(yīng)該要求成為專門從事自助安全改進的核電公用組織的成員。雖然美國政府目前反對支持核工業(yè)，但我們認為氣候變化危機需要改變政府政策。
長期建議（2040-2050）
根據(jù)第四代國際論壇，在更長的時間框架內(nèi)，第四代反應(yīng)堆應(yīng)該主導(dǎo)新的核電站建設(shè)?？於丫哂性S多潛在的優(yōu)勢，例如顯著更好地利用鈾資源。例如，用于輕水反應(yīng)堆的低濃鈾反應(yīng)堆燃料的消耗量約為每噸GWe 75噸，但對于像俄羅斯新型BN-1200快速反應(yīng)堆這樣的先進反應(yīng)堆，每1 GWe僅消耗4噸。
到目前為止，參與大型快堆的情況大多令人失望，特別是在美國和法國。然而，在俄羅斯和中國建立小型示范設(shè)施的經(jīng)驗正在鼓勵他們在未來10到20年內(nèi)開展商業(yè)規(guī)模的快堆。俄羅斯計劃在2032年之前將先進的鈉冷快堆，即容量為1,200兆瓦的BN-1200連接到電網(wǎng)。中國預(yù)計到2020年，CFR 1000將容納1,000至1,200兆瓦的容量。。一些歐洲國家的研究也在進行中。歐洲核研究聯(lián)盟正在設(shè)計，開發(fā)和建造四座示范反應(yīng)堆。法國正計劃重新進入快堆市場，印度也正在開發(fā)類似的反應(yīng)堆和燃料循環(huán)試點項目。
在美國，小型模塊化反應(yīng)堆最有希望進行第四代發(fā)展。NuScale的小型模塊化反應(yīng)堆是第一個接受美國核管理委員會設(shè)計認證審查的反應(yīng)堆。一旦頒發(fā)設(shè)計證書，就不需要對設(shè)計進行任何更改，并且已經(jīng)解決和批準的技術(shù)安全問題不能在許可過程中重新提起訴訟，從而縮短了開始施工前的許可期限。成功的小型模塊化反應(yīng)堆項目可能會在工業(yè)化國家中找到具有小型或隔離電網(wǎng)的市場。美國的初創(chuàng)公司正在研究熔鹽反應(yīng)堆，但GIF時間表表明它們離示范階段最遠。
由于發(fā)展中國家需要更多能源，發(fā)達國家關(guān)閉污染煤電廠，政府應(yīng)與核工業(yè)合作，逐步升級下一代核電站，同時升級現(xiàn)有設(shè)施。雖然我們每年開設(shè)30家工廠的目標可能看起來很激進，但這對于幫助世界達到“巴黎協(xié)定”規(guī)定的碳排放目標至關(guān)重要。
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