開發(fā)新一代小型核電站以幫助減少碳排放的美國公司遇到了一個大問題：只有一家公司出售他們需要的燃料，該公司來自俄羅斯。

這就是為什么美國政府正在緊急尋求一些武器級鈾，來為新的先進(jìn)反應(yīng)堆提供燃料，并啟動一個它認(rèn)為對各國實現(xiàn)全球凈零排放目標(biāo)至關(guān)重要的行業(yè)。

“美國能源部（DOE）的一位發(fā)言人說：“生產(chǎn)高純度低濃縮鈾是一項關(guān)鍵任務(wù)，所有增加其產(chǎn)量的努力都可以考慮”。

烏克蘭危機引發(fā)的能源危機重新激發(fā)了人們對核電的興趣。下一代小型化反應(yīng)堆的支持者稱，其效率更高，建造速度更快，并能加速擺脫化石燃料。

但是，如果沒有反應(yīng)堆所需的高純度低濃縮鈾的可靠來源，核電設(shè)備商擔(dān)心他們不會收到工廠的訂單。而且，如果沒有訂單，潛在的燃料生產(chǎn)商不太可能建立和運行供應(yīng)鏈來替代俄羅斯的鈾。

能源部發(fā)言人說：“我們理解需要采取緊急行動，以激勵建立一個可持續(xù)的、由市場驅(qū)動的高純度低濃縮鈾供應(yīng)鏈條”。

該發(fā)言人說，美國政府正在評估其585.6噸高濃鈾庫存中多少可以分配給反應(yīng)堆。

俄羅斯壟斷高濃縮鈾的事實長期以來一直是美國所擔(dān)憂的，但烏克蘭危機改變了游戲規(guī)則，因為政府和開發(fā)新的先進(jìn)反應(yīng)堆的公司都不想依賴莫斯科。

高純度低濃縮鈾的濃縮度高達(dá)20%，而不是為大多數(shù)核電站提供動力的5%左右的鈾。但目前只有隸屬于俄羅斯國有核能公司Rosatom的TENEX公司開展了高純度低濃縮鈾的商業(yè)銷售業(yè)務(wù)。

出于對全球核工業(yè)的重要性，沒有西方國家因烏克蘭問題制裁Rosatom，但X—energy和Terra Power等美國電廠開發(fā)商不希望依賴俄羅斯的供應(yīng)鏈。

“Terra Power公司的外部事務(wù)主管Jeff Navin說：”直到幾個月前，我們才出現(xiàn)燃料問題，該公司董事長是億萬富翁比爾蓋茨?！痹跒蹩颂m危機后，我們不放心與俄羅斯做生意?！?/p>

雞和蛋

目前，核電的發(fā)電量約占全球的10%，許多國家現(xiàn)在正在探索新的核電項目，以改善其能源供應(yīng)和能源安全，并幫助實現(xiàn)減少溫室氣體排放的目標(biāo)。

但是，由于大型項目仍然具有挑戰(zhàn)性，原因包括巨大的前期成本、項目延遲、成本超支以及來自風(fēng)能等廉價能源的競爭，一些開發(fā)商已經(jīng)提出了所謂的小型模塊化反應(yīng)堆（SMR）。

雖然EDF和Rolls—Royce等公司提出的SMR使用現(xiàn)有技術(shù)和與傳統(tǒng)反應(yīng)堆相同的燃料，但華盛頓資助的先進(jìn)反應(yīng)堆中，10個有9個被設(shè)計為使用高純度低濃縮鈾。

支持者稱，這些先進(jìn)反應(yīng)堆只需要更少的燃料補充，效率是傳統(tǒng)模式的三倍。一些分析家說，這意味著它們將最終超越傳統(tǒng)的核技術(shù)，盡管這些設(shè)計還沒有經(jīng)過商業(yè)規(guī)模的測試。

根據(jù)研究機構(gòu)能源創(chuàng)新改革項目的數(shù)據(jù)，先進(jìn)反應(yīng)堆平準(zhǔn)化電力成本為每兆瓦時60美元，而傳統(tǒng)電廠為97美元。

一些分析家說，目前的價格差異可能更小，因為使用高純度低濃縮鈾的小型先進(jìn)反應(yīng)堆還沒有投入大規(guī)模生產(chǎn)，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)尚未體現(xiàn)。

美國和歐洲的公司有計劃以商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)高純度低濃縮鈾，但即使在最樂觀的情況下，他們說從他們決定進(jìn)行生產(chǎn)起至少需要五年時間。

而這種雞和蛋的難題正在使高純度低濃縮鈾供應(yīng)的順利發(fā)展變得復(fù)雜。

美國核燃料供應(yīng)商Centrus Energy Corp的首席執(zhí)行官Daniel Poneman說：“沒有人愿意在沒有燃料源的情況下訂購10個反應(yīng)堆，也沒有人愿意在沒有10個反應(yīng)堆的情況下投資燃料源。

對于對新的先進(jìn)反應(yīng)堆感興趣的公司，如華盛頓州的公共事業(yè)公司Energy Northwest，燃料供應(yīng)當(dāng)然是決策過程中的一個問題。

該公司在一份電子郵件聲明中說：“可靠的高純度低濃縮鈾供應(yīng)是正在考慮的許多因素之一。”

替代供應(yīng)

美國政府多年前就認(rèn)識到，俄羅斯對HALEU的壟斷可能會阻礙其希望在國內(nèi)提供低碳能源并向歐洲和亞洲市場出口的先進(jìn)反應(yīng)堆的發(fā)展。

政府在2019年將一份分?jǐn)偝杀镜暮贤谟枇薈entrus公司，該公司是目前俄羅斯以外唯一一家擁有HALEU生產(chǎn)許可證的公司，負(fù)責(zé)建造一個示范設(shè)施。

Centrus公司說，雖然該設(shè)施原定于今年開始生產(chǎn)高純度低濃縮鈾，但生產(chǎn)已被推遲到2023年，部分原因是疫情期間，由于供應(yīng)鏈問題，存儲容器供應(yīng)延遲。

一旦設(shè)施啟動和運行，將需要五年時間，Centrus才能開始每年生產(chǎn)13噸HALEU。但這只是美國能源部預(yù)計到2030年美國反應(yīng)堆所需數(shù)量的三分之一。

例如，Terra Power公司說，它的先進(jìn)反應(yīng)堆的第一個燃料負(fù)載將需要15噸高純度低濃縮鈾。

其他潛在的高純度低濃縮鈾生產(chǎn)商則更加落后。

法國國有鈾礦開采和濃縮公司Orano表示，它可以在5到8年內(nèi)開始生產(chǎn)高純度低濃縮鈾，但只有在擁有長期合同的客戶后才會申請生產(chǎn)許可證。

在回應(yīng)美國能源部關(guān)于如何建立一個支持高純度低濃縮鈾生產(chǎn)的計劃的請求時，Orano說，應(yīng)該由美國政府來啟動這個行業(yè)。

該公司在其網(wǎng)站上的一份聲明中說：“Orano公司的評估表明，能夠取得成功的唯一最重要因素是能源部保證一定的需求量”。

與此同時，歐洲鈾濃縮公司Urenco表示，它正在考慮在美國和英國選址生產(chǎn)高純度低濃縮鈾，但還沒有申請許可證。

時間在流逝

對于分別在美國懷俄明州和華盛頓州計劃開展項目的Terra Power和X-energy來說，時間正在流逝。

華盛頓州授予他們在2028年之前建造兩個示范反應(yīng)堆的合同，并分?jǐn)傎M用。但是，如果沒有俄羅斯的燃料，這個最后期限將遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于任何替代性商業(yè)供應(yīng)商的啟動和運行。

雖然高純度低濃縮鈾的20%濃縮水平遠(yuǎn)低于武器所需的大約90%的水平，但公司需要特殊的許可證來生產(chǎn)它。對于燃料的生產(chǎn)基地、包裝和運輸，也需要額外的安全和認(rèn)證要求。

為了加快這一進(jìn)程并打破僵局，美國政府正在尋求對其庫存的武器級高濃縮鈾進(jìn)行“稀釋”，盡管這也需要時間。

美國政府在2016年稱，從2013年9月30日至2016年3月31日期間已經(jīng)稀釋了7.1噸。本月被問及這一過程是否加快，能源部說?！跋♂屄室恢痹谠u估，以尋找加速的機會?！?/p>

美國總統(tǒng)喬拜登在8月簽署的減少通貨膨脹法案提供7億美元，以確保政府和與能源部合作的財團(tuán)提供高純度低濃縮鈾，用于先進(jìn)反應(yīng)堆和研究。

9月，白宮要求國會在一項臨時政府資金法案中再提供15億美元，以促進(jìn)國內(nèi)低濃鈾和高濃鈾的供應(yīng)，以解決在獲得俄羅斯燃料方面的潛在困難。

出于對成本的擔(dān)憂，立法者將該措施從法案中刪除，盡管它仍然是拜登的一些官員，包括能源部長珍妮弗—格蘭霍姆的優(yōu)先事項。

根據(jù)美國能源信息署的數(shù)據(jù)，去年，美國的核電站從俄羅斯進(jìn)口了大約14%的鈾，以及28%的濃縮服務(wù)。