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| 美國立法推動(dòng)核能創(chuàng)新 將在哪些方面提供支持？ |
| （時(shí)間:2019-4-16 8:30:59） |
為了鼓勵(lì)核能創(chuàng)新，美國總統(tǒng)特朗普最近半年簽署兩份法案：2018年9月28日簽署《2017年核能創(chuàng)新能力法》（NEIC），2019年1月14日簽署《核能創(chuàng)新和現(xiàn)代化法》（NEIMA）。根據(jù)這兩份在簽署當(dāng)日生效的法律，美國政府將為核能企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新過程中遇到的普遍問題提供有針對(duì)性的幫助。
1 推動(dòng)措施
根據(jù)兩部新法律，未來美國政府將在四個(gè)方面為核能技術(shù)創(chuàng)新提供幫助。
1.1 建立先進(jìn)反應(yīng)堆適用的監(jiān)管框架
美國核管會(huì)現(xiàn)有監(jiān)管框架是針對(duì)大型輕水堆商業(yè)機(jī)組逐步發(fā)展完善的，而且現(xiàn)行反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)認(rèn)證和許可證審批流程缺乏足夠的可預(yù)測性或透明度。因此，如何通過核管會(huì)的審批，是先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)開發(fā)商面臨的難題之一。
針對(duì)這一問題，NEIMA要求核管會(huì)建立一套新的適用于先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)的取證程序。就近期而言，核管會(huì)應(yīng)在現(xiàn)有監(jiān)管框架下建立具有可預(yù)測性且適用于先進(jìn)反應(yīng)堆的取證程序，以滿足未來幾年內(nèi)先進(jìn)反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)認(rèn)證和許可證審批需求。就長期而言，核管會(huì)應(yīng)在2024年前建立覆蓋面廣、具有技術(shù)包容性的監(jiān)管框架，以鼓勵(lì)先進(jìn)核反應(yīng)堆領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。
1.2 能源部和核管會(huì)加強(qiáng)合作
NEIC要求能源部與核管會(huì)簽署兩份諒解備忘錄，加強(qiáng)合作，共同為企業(yè)創(chuàng)新提供支持。其中一份備忘錄涉及雙方在下述領(lǐng)域加強(qiáng)合作，共享技術(shù)和專門知識(shí)：
測試和示范由私營企業(yè)提議和資助的先進(jìn)核反應(yīng)堆概念；
運(yùn)營一個(gè)數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)貯存核科學(xué)和工程數(shù)據(jù)與知識(shí)，以供聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和私營企業(yè)共享；
研發(fā)和測試與先進(jìn)核反應(yīng)堆相關(guān)的電力和非電力產(chǎn)品集成與能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；
充分利用核管會(huì)人員在安全分析方面的專業(yè)技能，使核管會(huì)人員能夠主動(dòng)觀察和了解正處于研發(fā)階段的核技術(shù)。
另一份備忘錄的內(nèi)容包括：
能源部應(yīng)擁有足夠的技術(shù)能力，能夠及時(shí)為民用核工業(yè)創(chuàng)新核技術(shù)的研發(fā)、示范和商業(yè)應(yīng)用提供相應(yīng)支持；
核管會(huì)應(yīng)擁有足夠的能力，能夠?yàn)橄冗M(jìn)反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)認(rèn)證和許可證審批等申請(qǐng)的評(píng)價(jià)提供幫助；
雙方應(yīng)在將計(jì)算機(jī)和軟件代碼應(yīng)用于計(jì)算先進(jìn)核反應(yīng)堆性能方面開展合作；
確保能源部建設(shè)和擁有必要的設(shè)施，能夠供民用核工業(yè)企業(yè)開展創(chuàng)新核技術(shù)的研發(fā)、示范和商業(yè)應(yīng)用工作；核管會(huì)在需要時(shí)也能使用這些設(shè)施。
能源部與核管會(huì)加強(qiáng)合作，將改變美國長期以來奉行的一種行為方式——能源部和核工業(yè)界合作進(jìn)行核技術(shù)研發(fā)，然后將技術(shù)交給核管會(huì)進(jìn)行安全評(píng)審。未來，技術(shù)開發(fā)商在技術(shù)研發(fā)過程中將得到核管會(huì)的幫助，因此能少走彎路，提高技術(shù)研發(fā)速度，并降低相關(guān)支出。此外，核管會(huì)技術(shù)人員提前對(duì)相關(guān)核技術(shù)有了充分認(rèn)識(shí)，將有利于縮短相關(guān)技術(shù)的評(píng)審時(shí)間。
1.3 提供科研基礎(chǔ)設(shè)施支持
NEIC對(duì)2015年《能源政策法》進(jìn)行了修訂，將能源部民用核能研發(fā)、示范和商業(yè)應(yīng)用計(jì)劃的目標(biāo)更改為：
為促進(jìn)科學(xué)發(fā)展提供科研基礎(chǔ)設(shè)施，這些設(shè)施可供來自高等院校、國家實(shí)驗(yàn)室和私營企業(yè)的研究人員用于開展與核、化學(xué)和材料科學(xué)相關(guān)的研究。
使私營企業(yè)能夠與國家實(shí)驗(yàn)室合作開展新型反應(yīng)堆概念的研發(fā)和示范工作。
鑒于美國目前沒有可供用于為先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)、燃料和材料研究提供支持的多功能實(shí)驗(yàn)快堆，NEIC要求能源部建設(shè)一座這樣的反應(yīng)堆。該堆至少應(yīng)具備下述兩項(xiàng)能力：快中子譜輻照能力以及未來為滿足新需求進(jìn)行升級(jí)的能力。
能源部已為建設(shè)這座反應(yīng)堆開展兩項(xiàng)工作：愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室2018年10月宣布將為13個(gè)大學(xué)牽頭的項(xiàng)目提供390萬美元資助，以開發(fā)擬用于實(shí)驗(yàn)快堆的儀表和工具；11月宣布決定使用通用電氣-日立核能公司的PRISM鈉冷快堆技術(shù)建設(shè)多功能實(shí)驗(yàn)快堆，目標(biāo)是2026年前在美國建立基于反應(yīng)堆的快中子輻照能力。
NEIC要求能源部執(zhí)行一項(xiàng)專門計(jì)劃，加強(qiáng)將高性能計(jì)算機(jī)模擬和仿真技術(shù)用于研發(fā)新型反應(yīng)堆的能力。在這一計(jì)劃中，能源部將通過國家戰(zhàn)略計(jì)算倡議（NSCI）與其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)。NSCI由美國政府于2015年啟動(dòng)，目標(biāo)是使高性能計(jì)算（HPC）的研發(fā)與部署能最大程度地造福于經(jīng)濟(jì)競爭力與科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
NEIC還授權(quán)能源部制定并執(zhí)行一項(xiàng)專門計(jì)劃，對(duì)私營企業(yè)提議和資助的反應(yīng)堆概念進(jìn)行測試和示范。未來，能源部將在國家實(shí)驗(yàn)室或其他場區(qū)為私營企業(yè)以自有資金建設(shè)和運(yùn)營的、用于驗(yàn)證先進(jìn)反應(yīng)堆概念的試驗(yàn)堆提供場址。能源部將充分利用相關(guān)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和國家實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)能力和專門知識(shí)，為這些試驗(yàn)堆的建設(shè)和運(yùn)營提供幫助。
1.4 以費(fèi)用共擔(dān)方式提供資助
NEIC要求能源部制定并執(zhí)行先進(jìn)核能費(fèi)用共擔(dān)資助計(jì)劃。該計(jì)劃與正在實(shí)施的加速核能創(chuàng)新接口（GAIN）倡議類似。但GAIN主要關(guān)注技術(shù)研發(fā)，新計(jì)劃主要幫助技術(shù)開發(fā)商通過核管會(huì)的評(píng)審，避免創(chuàng)新因核管會(huì)收取的高昂評(píng)審費(fèi)而受阻。
GAIN是美國政府于2015年宣布啟動(dòng)的一項(xiàng)倡議，目的是為技術(shù)開發(fā)商提供技術(shù)、監(jiān)管和財(cái)務(wù)支持，以將新型或先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)推進(jìn)到商業(yè)化階段。
根據(jù)新的資助計(jì)劃，資助接受者將使用政府資金來支付通過核管會(huì)評(píng)審所需的費(fèi)用，包括與下述活動(dòng)相關(guān)的費(fèi)用：取證項(xiàng)目計(jì)劃的編制、取證可行性聲明的獲得、主題報(bào)告的評(píng)審、申請(qǐng)?zhí)峤磺盎顒?dòng)以及申請(qǐng)?jiān)u審活動(dòng)、以及目前正在與核管會(huì)進(jìn)行的互動(dòng)。
2 推動(dòng)核能創(chuàng)新的原因
近年來，受到電力需求增長不及預(yù)期、市場出現(xiàn)低價(jià)頁巖氣以及來自可再生能源的激烈競爭等多方面因素的影響，美國的核電發(fā)展受到挫折，自2013年以來已有6臺(tái)機(jī)組關(guān)閉，另有超過10臺(tái)機(jī)組未來幾年也會(huì)關(guān)閉。曾經(jīng)一度認(rèn)為是美國核電復(fù)興起點(diǎn)的兩個(gè)核電建設(shè)項(xiàng)目也遇到挫折：薩默爾項(xiàng)目已于2017年停止實(shí)施；沃格特勒項(xiàng)目雖然仍在推進(jìn)，但其造價(jià)已大幅增加，建成日期也已推遲。
在這一大背景下，出于下述五點(diǎn)考慮，美國政府致力于鼓勵(lì)核能創(chuàng)新，促進(jìn)核能發(fā)展，以期在未來的國際競爭中占據(jù)制高點(diǎn)，使美國繼續(xù)保持全球領(lǐng)導(dǎo)地位。
第一，核工業(yè)是典型的軍民兩用產(chǎn)業(yè)。許多核工業(yè)企業(yè)在為民用核工業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也在為美國海軍和能源部國防計(jì)劃服務(wù)。強(qiáng)大的民用核工業(yè)能夠成為軍事核工業(yè)發(fā)展的后盾。例如特朗普政府在2018年《核態(tài)勢評(píng)估》報(bào)告中指出美國目前不能為國防目的生產(chǎn)濃縮鈾。如果美國民用核工業(yè)實(shí)現(xiàn)復(fù)興，那么重建這一能力將會(huì)更為容易且更為經(jīng)濟(jì)。
第二，核電廠目前是美國重要的電力基礎(chǔ)設(shè)施，能夠在極端惡劣氣候條件下確保電力供應(yīng)。美國現(xiàn)有98臺(tái)在運(yùn)核電機(jī)組，發(fā)電量約占全國總發(fā)電量的20%，是一種重要的基荷能源，并且是在極端氣候條件下表現(xiàn)最好的電廠。在2014年受北極寒流“極地渦旋”影響地區(qū)，核電廠的表現(xiàn)優(yōu)于所有其他電廠。核電廠在此期間的平均負(fù)荷因子達(dá)到95%，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝藢氋F的電力。
第三，強(qiáng)大的民用核工業(yè)有助于加強(qiáng)美國國際競爭力和領(lǐng)導(dǎo)力。美國是民用核工業(yè)發(fā)展的先驅(qū)，曾主導(dǎo)全球民用核工業(yè)發(fā)展，并領(lǐng)導(dǎo)了一系列核不擴(kuò)散、核安全、核保障國際規(guī)則的制定，在加強(qiáng)美國全球領(lǐng)導(dǎo)力的同時(shí)為美國國內(nèi)帶來了大量就業(yè)和收入。但美國的這一領(lǐng)導(dǎo)地位目前面臨威脅。在全球57臺(tái)在建核電機(jī)組中，美國僅有2臺(tái)。美國目前沒有獲得海外核電機(jī)組建設(shè)訂單。國際核電建設(shè)市場主要由俄羅斯占據(jù)。
第四，強(qiáng)大的民用核工業(yè)有利于美國加強(qiáng)與伙伴國的長期合作。一個(gè)核電項(xiàng)目從啟動(dòng)到機(jī)組建設(shè)、運(yùn)行直至退役，至少會(huì)持續(xù)數(shù)十年時(shí)間，有助于核電出口國和進(jìn)口國保持長期合作關(guān)系。在20世紀(jì)60年代至80年代美國主導(dǎo)全球核工業(yè)發(fā)展時(shí)期，美國企業(yè)在政府“原子能為和平服務(wù)”國際拓展計(jì)劃支持下實(shí)現(xiàn)了核反應(yīng)堆、燃料和設(shè)備的出口，促使美國與伙伴國在各個(gè)領(lǐng)域深化合作，擴(kuò)大了美國的海外影響力。
第五，核電廠目前是美國最大的無碳排放電力來源，其發(fā)電量占美國無碳排放發(fā)電量的60%以上。碳排放會(huì)促使全球變暖。而全球變暖是人類目前面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。這已是全球共識(shí)。
3 先進(jìn)反應(yīng)堆研發(fā)現(xiàn)狀
根據(jù)美國智庫ThirdWay公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2018年11月，北美地區(qū)（即美國和加拿大）共有78個(gè)先進(jìn)核反應(yīng)堆研發(fā)項(xiàng)目，涉及壓水堆、高溫氣冷堆、液態(tài)金屬冷卻快堆、超臨界二氧化碳反應(yīng)堆、超臨界水冷堆、聚變堆等多種堆型。
美國有望最早建成首堆的先進(jìn)反應(yīng)堆是紐斯凱爾電力公司研制的小型模塊堆。這是一種一體化壓水堆，即反應(yīng)堆堆芯、穩(wěn)壓器和蒸汽發(fā)生器均位于安全殼內(nèi)。單個(gè)反應(yīng)堆模塊功率為50MWe，高度不到25米，直徑4.6米，重450噸，具備簡化、多樣化和獨(dú)立的安全特性。一座發(fā)電廠可由多達(dá)12個(gè)反應(yīng)堆模塊組成，功率可達(dá)600MWe。
紐斯凱爾小堆正在接受核管會(huì)的設(shè)計(jì)認(rèn)證評(píng)審，是迄今為止第一種也是唯一一種接受核管會(huì)設(shè)計(jì)認(rèn)證評(píng)審的小堆設(shè)計(jì)。核管會(huì)已于2018年4月完成第一階段評(píng)審，計(jì)劃于2020年8月完成安全評(píng)價(jià)報(bào)告，于2020年9月發(fā)放設(shè)計(jì)合格證。目前預(yù)計(jì)首座由12座紐斯凱爾小堆組成的電廠將于2027年底前在愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室建成投運(yùn)。
4 小結(jié)
雖然美國核電發(fā)展近年來遭遇挫折，但是鑒于核電工業(yè)在國防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要作用，美國政府正在積極推動(dòng)核能創(chuàng)新，并制定專門法律，幫助解決企業(yè)在創(chuàng)新中遇到的普遍問題。最新通過的兩部法律將在四方面為先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)開發(fā)商提供幫助。
第一，要求核管會(huì)建立覆蓋面廣、具有技術(shù)包容性的監(jiān)管框架。第二，要求能源部和核管會(huì)加強(qiáng)合作，因此企業(yè)在技術(shù)研發(fā)過程中就能獲得核管會(huì)的幫助，從而能加速技術(shù)創(chuàng)新，并縮短取證時(shí)間。第三，要求能源部為企業(yè)創(chuàng)新提供科研基礎(chǔ)設(shè)施支持，并為滿足企業(yè)創(chuàng)新需求建設(shè)一座多功能實(shí)驗(yàn)快堆。第四，為了防止企業(yè)創(chuàng)新因核管會(huì)的高額評(píng)審費(fèi)而受阻，能源部將執(zhí)行核能費(fèi)用共擔(dān)資助計(jì)劃，幫助企業(yè)支付相關(guān)費(fèi)用。
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