這項(xiàng)創(chuàng)新的成功取決于一系列小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)和先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)概念能否在未來(lái)二十年內(nèi)獲得聯(lián)邦批準(zhǔn)。核電公司一直在努力擴(kuò)大其在美國(guó)的業(yè)務(wù)，這主要是由于巨大的高價(jià)格標(biāo)簽和對(duì)新建傳統(tǒng)核能發(fā)電廠的監(jiān)管擔(dān)憂。NUSCALE高管們上個(gè)月對(duì)《 E&E News》表示，經(jīng)過(guò)近十年的艱苦努力，總部位于俄勒岡州的NuScale Power是第一家尋求核監(jiān)管委員會(huì)NRC批準(zhǔn)其SMR設(shè)計(jì)的公司。他們希望NRC明年發(fā)布決定。
能源部已啟動(dòng)了國(guó)家反應(yīng)堆創(chuàng)新中心NRIC，以幫助公司進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，并驗(yàn)證其進(jìn)一步部署的能力。“所有這些確實(shí)表明，能源部肯定會(huì)通過(guò)提供空間，土地和設(shè)施以及專業(yè)知識(shí)來(lái)確保在美國(guó)展示新的核技術(shù)，以確保民營(yíng)研發(fā)企業(yè)可以在美國(guó)這樣做。” 核能部長(zhǎng)麗塔·巴蘭瓦爾(Rita Baranwal)上個(gè)月在接受E&E News采訪時(shí)表示。
國(guó)會(huì)山還希望發(fā)揮核能在發(fā)電以外的潛力。參議員吉姆·里施(R-Idaho)和喬·曼欽(Joe Manchin)(D-W.Va。)今年早些時(shí)候提出了立法，以幫助擴(kuò)大美國(guó)能源部的核研究計(jì)劃，包括下一代反應(yīng)堆可以在電力生產(chǎn)之外找到用途的方式。法案S. 2702將每年將授權(quán)5,000萬(wàn)美元以支持這些研究方向。里施在一份聲明中說(shuō)：“核能擁有超越傳統(tǒng)用途的巨大潛力。”
1、氫能
氫燃料被認(rèn)為是21世紀(jì)潛在的清潔能源游戲規(guī)則改變者，有助于減少?gòu)倪\(yùn)輸?shù)睫r(nóng)業(yè)的多個(gè)部門的溫室氣體排放。它也被視為核工業(yè)下一代反應(yīng)堆的一個(gè)增長(zhǎng)領(lǐng)域，因?yàn)榭梢岳盟鼈兊母邷睾湍芰繌恼羝泻Y出氫分子。NuScale創(chuàng)始人約瑟·雷耶斯(Jose Reyes)在最近的一次采訪中表示：“真正影響碳減排的地方不只是提供電力，那只是有助于電網(wǎng)系統(tǒng)減排，而且現(xiàn)在我們甚至可以開(kāi)始影響交通運(yùn)輸部門。”他補(bǔ)充說(shuō)：“交通運(yùn)輸行業(yè)有巨大的利益。”雷耶斯估計(jì)，NuScale的六模塊小型反應(yīng)堆設(shè)計(jì)之一每天可產(chǎn)生約200公噸氫氣，足以為約60,000輛氫能汽車供能。
即便如此，穩(wěn)定的氫生產(chǎn)收入可能仍需要擴(kuò)大氫運(yùn)輸部門，這將需要大量的投入。美國(guó)能源部已經(jīng)開(kāi)始投入研究資金，以研究現(xiàn)有核電站艦隊(duì)可能具有的制氫能力。9月，部門宣布了1100萬(wàn)美元用于三個(gè)核電廠的三個(gè)氫氣生產(chǎn)示范項(xiàng)目：FirstEnergy Solutions Corp.在俄亥俄州的Davis-Besse工廠，Arizona Public Service Co.在亞利桑那州的Palo Verde工廠以及Xcel之一 能源公司在明尼蘇達(dá)州的兩個(gè)核電站。美國(guó)能源部輕水反應(yīng)堆可持續(xù)性項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人布魯斯·霍爾伯特在宣布這些項(xiàng)目的聲明中說(shuō)：“這些首創(chuàng)項(xiàng)目代表了改善輕水反應(yīng)堆工業(yè)的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的重大進(jìn)展。”
2、與新能源攜手前行
對(duì)于DOE的一個(gè)氫氣生產(chǎn)示范項(xiàng)目，Xcel Energy將測(cè)試其公用事業(yè)的其他可再生資產(chǎn)(如風(fēng)能)得到更多使用時(shí)，其核電站是否可以轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)氫氣的方法。該計(jì)劃可以使核能在其他電源發(fā)電量不足的情況下恢復(fù)發(fā)電。這種靈活的相互作用是下一代反應(yīng)堆如何運(yùn)行的一種愿景，即與可再生能源配對(duì)，相輔相成，而不是與他們?cè)陔娏κ袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
NEI的Korsnick說(shuō)：“您可以想像未來(lái)的核能資產(chǎn)：如果電網(wǎng)需要電，那么它可以全部并入電網(wǎng)。” “比如說(shuō)，這是一個(gè)多風(fēng)的晴天，現(xiàn)在您需要的少了一些;您可以轉(zhuǎn)向然后說(shuō)，'好吧，我要再制造氫氣一段時(shí)間'或'我要輸送我的蒸汽轉(zhuǎn)移到其他地方，”或者“我將運(yùn)行海水淡化工廠一段時(shí)間”，然后突然太陽(yáng)下山了，突然間風(fēng)停止吹，突然之間電網(wǎng)需要這種支持，然后您可以退回到發(fā)電狀態(tài)。”隨著電力公司希望將間歇性資源(如風(fēng)能和太陽(yáng)能資源)與天然氣廠或電池儲(chǔ)能裝置相結(jié)合，以增加清潔能源的使用并達(dá)到氣候目標(biāo)，這種靈活性匹配已在起作用。
支持者說(shuō)，當(dāng)太陽(yáng)不發(fā)光或風(fēng)不吹來(lái)時(shí)，SMR可以提供相同類型的備用電源。但他們表示，通過(guò)避免使用天然氣，這將帶來(lái)更多的碳節(jié)省---這是核能的潛在賣點(diǎn)，因?yàn)橐恍┲菹Ｍ?050年之前實(shí)現(xiàn)零碳凈排放目標(biāo)。
3、水淡化
許多核倡導(dǎo)者已經(jīng)呼吁下一代反應(yīng)堆來(lái)滿足將鹽水轉(zhuǎn)化為飲用水所需的高耗能需求。聯(lián)合國(guó)稱，世界近五分之一的人口無(wú)法直接獲得清潔的飲用水。隨著氣候變化改變了全球的水供應(yīng)，部署額外的海水淡化設(shè)施已成為一種可能的解決方案。支持者說(shuō)，核能通過(guò)產(chǎn)生無(wú)碳的能源和多余的熱量，可以將海水冷凝成飲用水。
NuScale董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官約翰·霍普金斯(John Hopkins)在華盛頓特區(qū)美國(guó)核協(xié)會(huì)ANS冬季會(huì)議上接受E&E新聞采訪時(shí)說(shuō)：“對(duì)我來(lái)說(shuō)，淡化的能量需求將會(huì)很大。”“如果您擁有一個(gè)像南非開(kāi)普敦這樣的小鎮(zhèn)，那里有370萬(wàn)人，那里沒(méi)有水。一個(gè)12模塊組成的(小型模塊化反應(yīng)堆)可以為該規(guī)模的城市提供飲用水所需的能源。”核能必須與其他能源競(jìng)爭(zhēng)，例如太陽(yáng)能，太陽(yáng)能已越來(lái)越多地被用來(lái)幫助海水淡化設(shè)施。
4、先進(jìn)制造業(yè)
反應(yīng)堆開(kāi)發(fā)人員正在考慮使用其技術(shù)來(lái)制造用于先進(jìn)制造的原材料。在某些情況下，制造業(yè)可能只需要大量高質(zhì)量的蒸汽。Korsnick說(shuō)，行業(yè)可以提供這一點(diǎn)。她說(shuō)：“突然之間，您正在制造的產(chǎn)品-不只是電子產(chǎn)品。”美國(guó)能源部最近向一項(xiàng)由比爾·蓋茨支持的先進(jìn)核能公司TerraPower的合作伙伴關(guān)系提供了超過(guò)100萬(wàn)美元的贈(zèng)款，該合作伙伴關(guān)系研究使用煤炭生產(chǎn)碳纖維的情況。
該研究與懷俄明州的拉馬科碳公司(Ramaco Carbon)一起，將研究核技術(shù)產(chǎn)生的高熱量如何幫助將煤轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，從而使化石燃料獲得第二生命，而不只是發(fā)電。如今，大多數(shù)碳纖維均來(lái)自石化產(chǎn)品聚丙烯腈。該公司表示，這種新工藝可能有助于降低成本，使碳纖維更易于用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域，該材料的強(qiáng)度和耐熱性可以使車輛更安全，更省油。TerraPower集成能源系統(tǒng)項(xiàng)目經(jīng)理兼創(chuàng)新工程師Josh Walter說(shuō)：“我們相信我們可以使用煤元素(而不是石化產(chǎn)品)來(lái)制造碳纖維前驅(qū)體，并通過(guò)以無(wú)碳排放形式的能源對(duì)其進(jìn)行加熱來(lái)提取碳纖維前驅(qū)體。” 。“將來(lái)可能是核能。”
