被动安全设计挂问号,NuScale小型模块化核电厂又面临预算倍增工期延长

第三代核分裂电厂纷纷成为大而无当的钱坑,许多原本计划延役的旧电厂提早停役,许多新电厂计划则面临停摆取消,第四代小型模块化核电厂成为核工产业的一线希望,然而尽管技术百花齐放,商用化脚步却总是只闻楼梯响。新规模电力(NuScale Power)原本于2018年4月底宣布获得美国核能管理委员会第一阶段设计认证审查通过,有望成为打造全美第首个小型模块式核反应炉核电计划的厂商,如今似乎也遇上过去核电预算追加不完、工期不断延长的诅咒。

核能产业界早自1990年代起就一直谈论第四代与小型模块式核反应炉概念,但从来都只是学理或初期研究阶段,新规模电力2018年审核通过,将过去纸上谈兵往前推进一大步,让世人期望10年内实际测试小型模块式核反应炉的商用可行性,2020年8月,更得到美国核能管理委员会(Nuclear Regulatory Commission)完成最后阶段审查,朝实现又迈进一大步。然而,该审查却并未包括系统被动式安全设计等反应炉的安全性问题审核,而是留待10年内处理,留下一个大问号。

新规模电力的合作客户是犹他州联合市政电力系统(Utah Associated Municipal Power Systems),计划于爱达荷州兴建12座50百万瓦(Megawatt)发电容量小型模块式核反应炉,这个计划开始执行后,却面临和过去核电厂相同的诅咒:追加预算、完工延期。原本预计30亿美元预算,已倍增膨胀到61亿美元,原本预期2026年完工,又推迟到2030年。

由于新规模电力提出反应炉设计变更,安全性问题审核将在10年内由客户犹他州联合市政电力系统负责审核,也就是先挂问号,推给日后客户处理。这样便宜行事看似给方便,但却也为计划增加额外的不确定性。若已砸下大笔投资,开发兴建到将近完工,才发现安全性不过关而必须改正,计划将面临巨大亏损。

新规模电力反应炉设计的重点是被动式安全性,也即发生意外时,即使没有任何介入,反应都能自动终止,不会造成炉心熔毁的严重事件。新规模电力的新设计加入可自动循环的硼酸溶液设计,反应炉系统不需要外部动力驱动马达,设计能将硼酸溶液自动引入反应炉,蒸发后会在反应炉围阻体壁上冷却凝结成水,自动流回核心继续协助冷却与停止反应。

(Source:新规模电力)

但核能管理委员会的反应炉安全顾问委员会(Advisory Committee on Reactor Safeguards)专家4月时质疑,蒸发后硼酸会留在原处,水凝结再流下来后是不含硼酸的蒸馏水,可能使部分溶液硼酸不足,不够减慢反应速度。专家于6月向核能管理委员会表示,要确定系统有效,只能反应炉完成后,实地测试反应速度太高时,激活系统是否真能降下反应速度,才能见真章,因此现阶段无法保证安全。

这虽然不影响施工进度,但新规模电力主打的优势之一就是被动性安全,如今被动性安全遭质疑,许多论点也会跟着站不住脚。如新规模电力一直强调既然有被动性安全机制,不会发生炉心熔毁,所以不需要划定事故疏散区域,也不用增加额外安全人员以免核电厂设施遭破坏,因这些措施在在抬高总体核电运营成本。但新规模电力想节省这些成本的想法,在核能安全专家看来可是相当吓人。

新规模电力仍在持续改变设计,也是安全性审查卡关的原因之一,如新规模电力想把反应炉发电容量从50百万瓦提升至60百万瓦,先前送审的50百万瓦设计可能永远不会实际建造,届时60百万瓦的反应炉还要重新送审查一次。尽管反应炉安全顾问委员会大体认同新规模电力的技术安全,剩下一些无法判断的安全性问题可在日后正式运营前测试分析,但又留下很大的不确定性,万一之后这些安全问题没有过关,或是更改设计又要重新审查,都会使计划预算无限增加,工期无限延长。

新规模电力的母公司──美国跨国工程和建筑公司福陆(Fluor),股价过去2年因本身亏损,以及美国联邦调查账务,导致股价大跌八成,使新规模电力的财务稳定性也跟着受质疑。福陆投资新规模电力6.43亿美元,美国能源部则出资3.14亿美元,若要顺利完工,接下来10年内还要募集更多资金。

新规模电力在第四代核电厂创业公司企业中,已是技术发展最成熟、最接近商用化,然而以目前预算计算均化成本,若没有能源部补贴,仍然完全无法与市场批发电价竞争。新规模电力未来若继续更改设计,产生的审查行政程序、时间拖延等,都将进一步抬高成本,如此一来说要减碳,还不如发展可再生能源搭配能源存储更具经济效益。

这也是所有第四代核能的最大问题:其他竞争对手技术已成熟,价格仍在持续下降,新技术却还要经历相当长的摸索期,等到终于能商用化,很可能已在大众市场无商业价值,最后或许只能进攻军事用途等利基市场。

(首图来源:新规模电力)

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