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美国本世纪首座核反应堆即将建成投产

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    美国本世纪建成的第一座商业核反应堆将降生在田纳西州瓦茨巴(Watts Bar)核电站。这座核反应堆全寿命期的发电量将超过六座新的天然气复合循环电厂,或者五座新的燃煤发电站,又或者30座全世界最大的太阳能光伏电站,再或者1万台大型兆瓦级风力发电机。

    新核反应堆的碳排放极低,未来的发电成本可能低至每千瓦小时6美分。

    田纳西河流域管理局(Tennessee Valley Authority)最近宣布,在完全组装的反应堆容器8月份安装完成之后,瓦茨巴2号反应堆目前已完成超过90%。该核电站将于明年底并网发电,从而成为继1996年并网发电的瓦茨巴1号反应堆之后,美国投入使用的首座核反应堆。这座反应堆的建成也将收回多年以来被认为是无法收回的原始成本。

    1988年,由于经济衰退导致电力需求下降,瓦茨巴2号反应堆和绝大多数新规划的反应堆一同遭到停工。近年来,由于对无碳能源的需求激增,田纳西河流域管理局决定完成2号反应堆的建设。该管理局发言人斯科特·布鲁克斯(Scott Brooks)称:“此项投资能够满足未来40年对(低碳)能源的需求。”

    美国环境保护署(EPA)署长吉娜·麦卡锡(Chief Gina)明确指出,鉴于绝大部分低碳电力来自于核电,制定新建电厂碳排放规则的首要目标就是为了推动美国核电行业。要求增加核能的诉求得到多位前政府高官的响应,比如曾担任奥巴马政府能源与气候变化政策办公室(Office of Energy and Climate Change Policy)主任以及克林顿政府环保署署长的卡罗尔·布朗恩(Carol Browner)、曾担任布什政府环保署署长的克里斯汀·托德·怀特曼(Christine Todd Whitman)。

    为了降低碳排放、满足新增电力需求以及减少对煤炭的使用,田纳西河流域管理局决定建成瓦茨巴2号反应堆。就能源资源对自然环境和人体健康的负面影响而论,煤炭排第一,其次为石油和天然气;但目前煤炭仍然是美国基本电力的主要构成。和对可再生能源和天然气的利用一样,核电作为新能源是替代煤电的最佳来源,也是在本世纪中期美国电力实现可持续低碳构成的坚实基础。

    数据

    目前,田纳西河流域管理局所生产的电能,43%来自煤炭,36%来自核能,12%来自水电,9%来自天然气,一小部分来自石油,而通过非水力可再生资源产生的电能不足1%。天气异常变暖、大萧条的影响挥之不去,加之雄心勃勃的能效管理和节能计划,令田纳西河流域管理局的电力需求增长放缓。

    但是,随着多座运转多年的煤电站关停,有预测显示,到2019年,田纳西河流域管理局需要新增9600兆瓦的发电能力,发电量需要增加280亿千瓦时;而该两项数据在2029年时,将分别增加到1.55万兆瓦及450亿千瓦时。

    尽管可再生能源飞速增长,但是依然无法像储量日渐减少的煤炭一样,提供足够的能量,而天然气价格昂贵且难以进行运输。

    瓦茨巴2号核反应堆的年发电量超过90亿千瓦时,因而,仅依靠该核反应堆就可满足新增的电能需求。还没有其他选项能够达到如此的效果。目前,田纳西河流域管理局还在修建新的天然气发电厂,其建造成本较核电厂低,但运营成本则较核电厂高出许多。

    在最初设计完成并经过多次系统更新及升级后,这座核反应堆将具备1150兆瓦的发电能力,反应周期超过60年,作业的额定功率超过90%,总计可产出大约7000亿千瓦时的电能。将建设费用(包括之前已投入的)、燃料费用、运行及维修费用加在一起(现在已经十分明了),按照2014年的价格水平测算,该反应堆在全寿命期内的总成本为390亿美元。

    照此计算,这座反应堆每1千瓦时电力的生产成本将为6美分,且二氧化碳的排放量很低。但就算其二氧化碳的排放量较高,这一成本也十分惊人。一旦执行碳额度(carbon credits)政策,或者在未来出现碳排放权的交易,只会让它的发电成本更低。这也是为什么田纳西河流域管理局决定,完成核电站的建设是满足其日益增长的电能需求最具成本效益的方式。

    瓦茨巴2号反应堆配备了最新的技术以及在9·11事件和日本海啸之后所研发的各种安全防护设备,特别是,在其内部安装了多套备用冷却系统,能有效应对核电站最易令人担忧的问题。相比美国其他所有发电厂,瓦茨巴2号的先进之处在于,配有众多的应急设备,诸如柴油驱动水泵,为通风扇、通风孔、设备部件、电缆以及通讯设备供电的发电机等。

    完工后,瓦茨巴2号核反应堆将拥有卫星通信设施、可携式发电机、可携式水泵、比其他反应堆更多的消防喉与消防配件,还有可携式蓄电池、备用电气设备(电缆、断路器、绝缘子)、应急工具以及大量辐射监控装置。

    核电厂将配备3兆瓦的柴油发电机,作为现有柴油发电机的后备设施,还有一台15万瓦特的柴油发电机可为核电厂的后备电池组充电。此外,淬化的建筑群里还有多套后备系统。

    发电厂能抵挡该区内可能发生的任何地震,经受可能淹没该区的大型决堤,还能禁得起剧烈的龙卷风(即便龙卷风的强度能够以360英里每小时的速度卷起4,000磅的导弹,卷起汽车和电线杆)。甚至飞机失事撞向核电厂也不是问题。另外,预计田纳西州至少200万年都不会出现海啸。

    当这一浩大的工程完工时,田纳西流域管理局将于2030年完成构建更优化能源结构的漫长计划,满足我们的能源需求,同时还能在短时间内尽可能完成多个环境目标。

    更多资讯请参阅www.theglobalmining.com

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