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能源化工

别浪费减碳工具 美国核工业讨论「核电厂运作100年」

来源:旺报2021-04-09 11:32324

美国伊利诺州的德勒斯登核电厂是美国最古老的核电厂之一,其1号机1960年运转,1996年退役。现在运转的是1970年完成的2号机、3号机,他们可能在今年秋秋天讨论是否退役,但是2机其实在法规上还可运转10年。 (图/Exelon )

愈来愈多国家已经订下「2030碳排减半、2050全国零碳排」的目标,因此有愈来愈多国家冷静分析现有的无碳能源有哪些,核能被视为最稳定与最重要的,然而许多国家的核电厂是在1960~1970年代兴建,因此在2050年之前,都面临使用许可证到期的问题,于是美国核能管理机构,开始讨论「核电厂能否运转100年」。

位在美国伊利诺州的德勒斯登核电厂(Dresden nuclear power plant )的2号机与3号机,从1970年开始运转,如今已达到51年,是美国运作最久的反应炉之一,负责营运的艾索隆电力公司(Exelon Corporation)计划在今年秋天将2部机组退役,但是已经有一股声音,建议该电厂持续运转,因为「每失去1座反应炉,就等于失去1座有效的减碳工具」。

Utility Dive报导,核能工业分析公司UxC的总裁乔纳森·辛泽(Jonathan Hinze)表示,多数国家已有「2050年零碳排」的计画目标,但现实的情况是,许多核电厂在2050年之前,就面临使用执照到期可能关闭,然而目前面临的是零碳能源仍然不足,要是这些老核电厂无法持续运作,我们的减碳目标只会更加遥远。

他说:「在经济学上,把握现有的资产永远是最优先选择,而不是拿新的资产取代它们。」

根据能源行业专家的说法,许多州政府、公用事业单位都决定在未来20~30年内,要达到明显的减碳目标,核电就成为抢手的洁净电力,也因此,核电厂必须尽快解决使用执照到期的问题。

2019~2020年间,美国核管会(Nuclear Regulatory Commission,NRC)首次批准佛罗里达州、宾夕法尼亚州的核电厂运转许可80年,此举得到能源行业的普遍肯定,视为重要的法令里程碑。

接着,杜克能源公司(Duke Energy)承诺到2050年,实现「零碳排」的目标,他们拥有欧康尼核电厂(Oconee Nuclear Station),装置容量为2500百万瓦,是杜克公司最大的单一发电厂。因此杜克公司已经计画争取延役60年许可证,使这座核电厂至少可以运作到80年。

但即使如此,到2053、2054年,欧康尼的2号机、3号机仍面临许可证到期的问题。

所以,才会有些能源公司开始讨论「核电厂直接使用100年」的可能性。

最近20年,新核电厂的兴建计划,都面临进度落后、建造成本高涨的麻烦,比如乔治亚州的沃格泰尔核电厂(Vogtle Electric Generating Plant)在添加新的机组,这是30年来,美国新建的第1具新核电,但经过8年的建设,无数的延误、数十亿美元的成本超支,仍未完成。

专家说,尽管公司、政府的某些减碳时时间表看似很长,但是新核电厂的兴建都遇到落后的问题,更突显现有核电厂变得更重要,延役也更迫在眉睫。

美国核监管委员会NRC,在今年1月份的一次会议上,首次公开讨论了「为核电厂颁发100年运转许可证」的可能性。征询在实际的物理状态下,能否保持安全性,目前仍在收意见,尚未做出任何决定。

NRC主要讨论的是核反应炉组件长期运作,是否有机件老化的技术问题,哪些设备可以用更新的方式改善?电力研究所(EPRI)其实一直在研究类似问题,包括核电厂内部的电缆、管线、混凝土建筑,和无数其他组件,在长时间的辐射轰击下能否保持住强度。以及电厂如何知道何时组件需要更换。

EPRI创新总监希瑟‧费德曼(Heather Feldman)表示,「100年的安全性问题,其实与80年运作安全性,没有实质性差异。」

费德曼(Feldman)以汽车更换机油为例子,她说:「有些人换机油,看的是时间,比如每3个月更换一次、但另一种做法是看里程数。这两种做法都不算错,核电厂能否持续运作也是相似的道理,有些组件是定期更换,有些是出现NN 某些退化迹象,再进行更换即可长保如新。」

然而,有些人对此看法表示不放心,比如艾莉森·麦克法伦(Allison Macfarlane),她曾于2012年至2014年担任NRC主席,现职为英属哥伦比亚大学公共政策与全球事务学院的负责人。她说:「你会想搭乘1架100年历史的747飞机吗?会觉得安全吗?」

她担心的是「未知的未知数」,是否核电厂的某些部分,暴露于长时间的辐射下出现问题,而没有被营运单位查觉到,她认为核电厂的管线很多很复杂,甚至长达数英里,有些管线埋藏的地点很角落,检查它们可能很困难,那些地方真的能够长保良好运作吗?

另一名曾经任职NRC的道格·特鲁(Doug True)则认为,多数核电厂过去在兴建时,就有考虑到坚固性和使用寿命可以长久,因此纠结在80年的上限年份,其实也没什么道理。以美国的核电厂为例,多数机组的停机,主要取决于经济原因,而不是安全或技术问题。

取代退役核电厂的另一种方式,当然是建造新型反应炉,例如小型模组化反应炉(SMR)、熔融盐反应炉(MSR),或其他技术。据说,SMR与传统的大型反应相比,可以更便宜,更容易建造。

但是,基于这些技术还在草创阶段,首座SMR电厂至少还需再等5年,因此对现有的老核电厂,确实不应轻言放弃。

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