核能曾被视为上世纪70年代的遗留物,而且正在稳步后退,如今,为人工智能和数字经济寻找大量能源的科技行业正在复兴核能。
仅在本月,云计算巨头谷歌和亚马逊就与先进反应堆的开发商达成了利润丰厚的协议,为未来的数据中心供电。上个月,微软签署了一项为期20年的协议,从Constellation Energy公司位于宾夕法尼亚州的三里岛核电站的一个退役机组购买电力。1979年,三里岛核电站发生了美国历史上最严重的核事故。
亚马逊计划在几个小型模块化反应堆项目上投资5亿美元,其中包括对开发商X-energy的大笔股权投资。
“从数据中心运营商的角度来看,你需要一个高度可靠的电力供应,也可以满足脱碳的承诺,”第三条道路的核能副主任艾伦·安(Alan Ahn)说。“为了满足这种需求,除了核能之外,没有很多其他选择。”
尽管新老核能的好消息层出不穷,但在科技行业推动核能复兴的道路上仍有许多障碍。
谷歌从核能初创企业凯洛斯电力公司(Kairos power)购买电力的交易,以及微软重新启动三里岛核电站的计划的细节尚不清楚——包括成本超支的关键问题,以及如果核能开发商未能按时完工,可能出现的退出条款。
即使总市值超过7万亿美元的科技公司也在努力扩大规模,但供应链、成本和新技术本身也给核能复兴的前景带来了压力。
小型先进反应堆使用的冷却系统与传统核电站不同,核管理委员会(Nuclear Regulatory Commission)必须签署安全保证。美国能源部正在向有能力运行先进反应堆示范项目的公司提供数十亿美元的资金。美国能源部授予开发商TerraPower近20亿美元用于其在怀俄明州的Natrium项目,并授予X-energy约12亿美元用于其在华盛顿州的Xe-100反应堆演示。
“就像我们曾经合作过的几乎所有能源技术一样,获得这些首创项目确实需要联邦政府的一些支持,”TerraPower对外事务主管杰夫·纳文(Jeff Navin)说。
纳文说:“我们的目标是建成第一座,证明它是有效的,降低成本,让私营部门继续进行额外投资。”
反应堆退役后重新启动的成本也很高。据《华盛顿邮报》报道,星座能源公司正在寻求16亿美元的联邦贷款担保,以帮助支付三里岛核电站关闭机组的重启费用。
德克萨斯州和俄亥俄州的监管机构已经就公用事业费率设计达成协议,以确保大型数据中心的基础设施升级成本不会由普通公用事业客户承担。
新范式
云计算巨头对大规模能源保障的寻求让许多电力行业措手不及。
十多年来,美国的电力需求几乎持平。现在,为全国各地服务的电网运营商以及NextEra能源和美国电力等主要公用事业公司预计,到2030年,电力需求将创下历史新高。
需求激增正值历史性的能源转型时期。相比之下,低廉的天然气价格以及廉价的太阳能和风能发电的新来源使得烧煤和运行核电站变得不经济。尽管工业倡导者持乐观态度,国会和各州在20年前就努力支持核能,但建造大型现代反应堆的高昂成本阻碍了核能复兴的任何前景。
与此同时,针对煤炭和天然气二氧化碳排放的气候法规引发了人们对未来电力供应来源的担忧。化石燃料工厂继续关闭,可再生能源正在努力填补这一空白。
因此,公用事业业主和科技公司正在重新考虑核电,因为他们正在寻求全天候供电,而不会向大气中排放更多的温室气体。
对核能成为零碳电力的首选表示担忧的活动人士表示,他们怀疑亚马逊的投资能否扭转围绕核能的问题。
忧思科学家联盟(Union of Concerned Scientists)核电安全主管埃德温·莱曼(Edwin Lyman)表示:“任何实验性核技术通往安全可靠的商业运行之路都注定是崎岖不平的,目前几乎不可能估计出发电的最终成本。”
他说,风险将落在纳税人和纳税人身上,“如果他们破产,毫无疑问,他们将被要求纾困。”
其他人指出,无论规模大小,新反应堆的成本和核废料问题都有待解决。
美国环境组织的约翰娜·诺伊曼说,小型模块化反应堆可以在2030年投入使用的说法“与长期以来夸大的核能承诺形成了鲜明对比”。
诺伊曼说:“气候时钟在滴答作响,没有时间对可能会或可能不会按时出现的技术做出虚假承诺。”
比尔·盖茨有远见
微软前首席执行官比尔·盖茨很早就将科技能源需求与核能联系起来。他是先进核能开发公司TerraPower的联合创始人,并投资了超过10亿美元。
泰拉能源公司的纳文说:“在几乎没有人在研究核能的时候,他就在投资和探索,而他却在给予。”“他在雇佣人才,赋予他们权力,让他们探索各种想法,看看能产生什么结果。”
其他科技领袖也在追随盖茨的脚步。最值得注意的是,OpenAI创始人萨姆·奥特曼投资了小型模块化反应堆初创公司Oklo,并随后成为该公司董事长。Oklo最近宣布,在美国能源部签署了燃料制造设施的设计后,该公司在建设第一个反应堆项目上取得了进展。
x能源公司和凯洛斯公司都需要一种特殊类型的燃料,即高含量低浓缩铀(HALEU),这种燃料在俄罗斯以外没有可靠的商业供应商。拜登总统今年签署了一项禁止从俄罗斯进口铀的禁令。
美国能源部最近向国内开发商授予了一份价值27亿美元的铀浓缩合同,但目前尚不清楚这些公司是否准备好及时为先进反应堆的计划启用提供燃料。
盖茨本人也曾尝试解决铀供应问题。去年,TerraPower与高浓铀反应堆开发商Centrus Energy和Framatome North America签署了谅解备忘录,以确保TerraPower计划于2030年开放的先进反应堆能够及时获得燃料供应。
美国国会也已接过振兴核工业的重任。它包括为国内铀供应商提供7亿美元的通货膨胀减少法,以及批准全面立法以加快对下一代反应堆的审查。
尽管做出了这些努力,但近年来围绕核工业的系统性问题仍然导致了令人失望的结果。
2010年代,高昂的运营成本和美国核管理委员会(Nuclear Regulatory Commission)即将到期的安全许可,迫使大型核电站纷纷退役。在过去的十年里,美国有七座核反应堆退役,而只有两座新反应堆投入使用。
甚至在最近,核工业试图推动小型、工厂建造的反应堆作为可能的生命线的努力似乎也在挣扎。去年年底,由于成本和监管方面的考虑,开发商NuScale Power和一些电力公司放弃了在爱达荷州爱达荷福尔斯附近建造首批下一代反应堆的计划。
这些担忧似乎并没有阻止谷歌和微软等大型科技公司转向核能。
Third Way的Ahn表示,行业观察人士并未预料到大型科技公司的突破性核能投资,尽管他们相信核能必须成为解决气候污染问题的能源解决方案的一部分。
他说:“最近的协议是对公众的一个重大声明,是一个明确的信号,表明这些协议可以在经济上取得进展,并具有明显的象征意义。”