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| 美國立法推動核能創(chuàng)新 將在哪些方面提供支持？ |
| （時間:2019-4-16 8:30:59） |
為了鼓勵核能創(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)這兩份在簽署當日生效的法律，美國政府將為核能企業(yè)在技術創(chuàng)新過程中遇到的普遍問題提供有針對性的幫助。
1 推動措施
根據(jù)兩部新法律，未來美國政府將在四個方面為核能技術創(chuàng)新提供幫助。
1.1 建立先進反應堆適用的監(jiān)管框架
美國核管會現(xiàn)有監(jiān)管框架是針對大型輕水堆商業(yè)機組逐步發(fā)展完善的，而且現(xiàn)行反應堆的設計認證和許可證審批流程缺乏足夠的可預測性或透明度。因此，如何通過核管會的審批，是先進反應堆技術開發(fā)商面臨的難題之一。
針對這一問題，NEIMA要求核管會建立一套新的適用于先進反應堆技術的取證程序。就近期而言，核管會應在現(xiàn)有監(jiān)管框架下建立具有可預測性且適用于先進反應堆的取證程序，以滿足未來幾年內先進反應堆的設計認證和許可證審批需求。就長期而言，核管會應在2024年前建立覆蓋面廣、具有技術包容性的監(jiān)管框架，以鼓勵先進核反應堆領域的技術創(chuàng)新。
1.2 能源部和核管會加強合作
NEIC要求能源部與核管會簽署兩份諒解備忘錄，加強合作，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域加強合作，共享技術和專門知識：
測試和示范由私營企業(yè)提議和資助的先進核反應堆概念；
運營一個數(shù)據(jù)庫，存儲貯存核科學和工程數(shù)據(jù)與知識，以供聯(lián)邦機構和私營企業(yè)共享；
研發(fā)和測試與先進核反應堆相關的電力和非電力產(chǎn)品集成與能源轉換系統(tǒng)；
充分利用核管會人員在安全分析方面的專業(yè)技能，使核管會人員能夠主動觀察和了解正處于研發(fā)階段的核技術。
另一份備忘錄的內容包括：
能源部應擁有足夠的技術能力，能夠及時為民用核工業(yè)創(chuàng)新核技術的研發(fā)、示范和商業(yè)應用提供相應支持；
核管會應擁有足夠的能力，能夠為先進反應堆的設計認證和許可證審批等申請的評價提供幫助；
雙方應在將計算機和軟件代碼應用于計算先進核反應堆性能方面開展合作；
確保能源部建設和擁有必要的設施，能夠供民用核工業(yè)企業(yè)開展創(chuàng)新核技術的研發(fā)、示范和商業(yè)應用工作；核管會在需要時也能使用這些設施。
能源部與核管會加強合作，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)界合作進行核技術研發(fā)，然后將技術交給核管會進行安全評審。未來，技術開發(fā)商在技術研發(fā)過程中將得到核管會的幫助，因此能少走彎路，提高技術研發(fā)速度，并降低相關支出。此外，核管會技術人員提前對相關核技術有了充分認識，將有利于縮短相關技術的評審時間。
1.3 提供科研基礎設施支持
NEIC對2015年《能源政策法》進行了修訂，將能源部民用核能研發(fā)、示范和商業(yè)應用計劃的目標更改為：
為促進科學發(fā)展提供科研基礎設施，這些設施可供來自高等院校、國家實驗室和私營企業(yè)的研究人員用于開展與核、化學和材料科學相關的研究。
使私營企業(yè)能夠與國家實驗室合作開展新型反應堆概念的研發(fā)和示范工作。
鑒于美國目前沒有可供用于為先進反應堆技術、燃料和材料研究提供支持的多功能實驗快堆，NEIC要求能源部建設一座這樣的反應堆。該堆至少應具備下述兩項能力：快中子譜輻照能力以及未來為滿足新需求進行升級的能力。
能源部已為建設這座反應堆開展兩項工作：愛達荷國家實驗室2018年10月宣布將為13個大學牽頭的項目提供390萬美元資助，以開發(fā)擬用于實驗快堆的儀表和工具；11月宣布決定使用通用電氣-日立核能公司的PRISM鈉冷快堆技術建設多功能實驗快堆，目標是2026年前在美國建立基于反應堆的快中子輻照能力。
NEIC要求能源部執(zhí)行一項專門計劃，加強將高性能計算機模擬和仿真技術用于研發(fā)新型反應堆的能力。在這一計劃中，能源部將通過國家戰(zhàn)略計算倡議（NSCI）與其他聯(lián)邦機構進行協(xié)調。NSCI由美國政府于2015年啟動，目標是使高性能計算（HPC）的研發(fā)與部署能最大程度地造福于經(jīng)濟競爭力與科學發(fā)現(xiàn)。
NEIC還授權能源部制定并執(zhí)行一項專門計劃，對私營企業(yè)提議和資助的反應堆概念進行測試和示范。未來，能源部將在國家實驗室或其他場區(qū)為私營企業(yè)以自有資金建設和運營的、用于驗證先進反應堆概念的試驗堆提供場址。能源部將充分利用相關聯(lián)邦機構和國家實驗室的技術能力和專門知識，為這些試驗堆的建設和運營提供幫助。
1.4 以費用共擔方式提供資助
NEIC要求能源部制定并執(zhí)行先進核能費用共擔資助計劃。該計劃與正在實施的加速核能創(chuàng)新接口（GAIN）倡議類似。但GAIN主要關注技術研發(fā)，新計劃主要幫助技術開發(fā)商通過核管會的評審，避免創(chuàng)新因核管會收取的高昂評審費而受阻。
GAIN是美國政府于2015年宣布啟動的一項倡議，目的是為技術開發(fā)商提供技術、監(jiān)管和財務支持，以將新型或先進反應堆設計推進到商業(yè)化階段。
根據(jù)新的資助計劃，資助接受者將使用政府資金來支付通過核管會評審所需的費用，包括與下述活動相關的費用：取證項目計劃的編制、取證可行性聲明的獲得、主題報告的評審、申請?zhí)峤磺盎顒右约吧暾堅u審活動、以及目前正在與核管會進行的互動。
2 推動核能創(chuàng)新的原因
近年來，受到電力需求增長不及預期、市場出現(xiàn)低價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臺機組關閉，另有超過10臺機組未來幾年也會關閉。曾經(jīng)一度認為是美國核電復興起點的兩個核電建設項目也遇到挫折：薩默爾項目已于2017年停止實施；沃格特勒項目雖然仍在推進，但其造價已大幅增加，建成日期也已推遲。
在這一大背景下，出于下述五點考慮，美國政府致力于鼓勵核能創(chuàng)新，促進核能發(fā)展，以期在未來的國際競爭中占據(jù)制高點，使美國繼續(xù)保持全球領導地位。
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)服務的同時，也在為美國海軍和能源部國防計劃服務。強大的民用核工業(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)勢評估》報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)實現(xiàn)復興，那么重建這一能力將會更為容易且更為經(jīng)濟。
第二，核電廠目前是美國重要的電力基礎設施，能夠在極端惡劣氣候條件下確保電力供應。美國現(xiàn)有98臺在運核電機組，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荷因子達到95%，為當?shù)鼐用裉峁┝藢氋F的電力。
第三，強大的民用核工業(yè)有助于加強美國國際競爭力和領導力。美國是民用核工業(yè)發(fā)展的先驅，曾主導全球民用核工業(yè)發(fā)展，并領導了一系列核不擴散、核安全、核保障國際規(guī)則的制定，在加強美國全球領導力的同時為美國國內帶來了大量就業(yè)和收入。但美國的這一領導地位目前面臨威脅。在全球57臺在建核電機組中，美國僅有2臺。美國目前沒有獲得海外核電機組建設訂單。國際核電建設市場主要由俄羅斯占據(jù)。
第四，強大的民用核工業(yè)有利于美國加強與伙伴國的長期合作。一個核電項目從啟動到機組建設、運行直至退役，至少會持續(xù)數(shù)十年時間，有助于核電出口國和進口國保持長期合作關系。在20世紀60年代至80年代美國主導全球核工業(yè)發(fā)展時期，美國企業(yè)在政府“原子能為和平服務”國際拓展計劃支持下實現(xiàn)了核反應堆、燃料和設備的出口，促使美國與伙伴國在各個領域深化合作，擴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。碳排放會促使全球變暖。而全球變暖是人類目前面臨的最嚴峻挑戰(zhàn)之一。這已是全球共識。
3 先進反應堆研發(fā)現(xiàn)狀
根據(jù)美國智庫ThirdWay公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2018年11月，北美地區(qū)（即美國和加拿大）共有78個先進核反應堆研發(fā)項目，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反應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，即反應堆堆芯、穩(wěn)壓器和蒸汽發(fā)生器均位于安全殼內。單個反應堆模塊功率為50MWe，高度不到25米，直徑4.6米，重450噸，具備簡化、多樣化和獨立的安全特性。一座發(fā)電廠可由多達12個反應堆模塊組成，功率可達600MWe。
紐斯凱爾小堆正在接受核管會的設計認證評審，是迄今為止第一種也是唯一一種接受核管會設計認證評審的小堆設計。核管會已于2018年4月完成第一階段評審，計劃于2020年8月完成安全評價報告，于2020年9月發(fā)放設計合格證。目前預計首座由12座紐斯凱爾小堆組成的電廠將于2027年底前在愛達荷國家實驗室建成投運。
4 小結
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)濟建設中的重要作用，美國政府正在積極推動核能創(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反應堆技術開發(fā)商提供幫助。
第一，要求核管會建立覆蓋面廣、具有技術包容性的監(jiān)管框架。第二，要求能源部和核管會加強合作，因此企業(yè)在技術研發(fā)過程中就能獲得核管會的幫助，從而能加速技術創(chuàng)新，并縮短取證時間。第三，要求能源部為企業(yè)創(chuàng)新提供科研基礎設施支持，并為滿足企業(yè)創(chuàng)新需求建設一座多功能實驗快堆。第四，為了防止企業(yè)創(chuàng)新因核管會的高額評審費而受阻，能源部將執(zhí)行核能費用共擔資助計劃，幫助企業(yè)支付相關費用。
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