美國能源部核能辦公室2022年12月30日宣布了美國民用核工業(yè)領(lǐng)域在2022年的11件大事。

1、歷史性氣候法案支持核電發(fā)展

總統(tǒng)拜登8月簽署《2022年通脹削減法案》，使該法案正式生效。該法將通過增加公司稅收等方式創(chuàng)造7390億美元的財(cái)政收入，并將其中3690億美元用于能源安全和氣候投資。這是美國有史以來最大的一筆氣候投資。根據(jù)該法，未來美國政府將采取多項(xiàng)措施支持核能發(fā)展，包括：為現(xiàn)有核電機(jī)組提供每千瓦時0.015美元的生產(chǎn)稅抵免；為高豐度低濃鈾國內(nèi)供應(yīng)鏈建設(shè)提供7億美元資助；為能源部核能辦公室撥款1.5億美元，加強(qiáng)國家實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，支持核能研發(fā)。

2、代阿布洛峽谷核電廠將在政府支持下延長運(yùn)行壽期

能源部11月宣布將在民用核能信貸計(jì)劃下為代阿布洛峽谷核電廠提供總額達(dá)11億美元的貸款，支持其延長運(yùn)行壽期。代阿布洛峽谷是加利福尼亞州唯一核電廠，擁有兩臺110萬千瓦壓水堆機(jī)組，分別于1984年11月和1985年10月首次并網(wǎng)，發(fā)電量占加州總發(fā)電量的近9%，占加州低碳能源總發(fā)電量的17%，原計(jì)劃在現(xiàn)有運(yùn)行許可證有效期結(jié)束時分別于2024年和2025年永久關(guān)閉。太平洋燃?xì)怆娏荆≒G&E）曾于2009年向核管會（NRC）提交將這兩臺機(jī)組延壽20年的申請，后于2018年撤回了該申請，主要原因是兩臺機(jī)組的持續(xù)運(yùn)行面臨激烈的市場競爭。在加州議會2022年9月通過相關(guān)法案，準(zhǔn)許該核電廠持續(xù)運(yùn)行至2030年，并授權(quán)為太平洋燃?xì)怆娏咎峁┛傤~達(dá)14億美元的貸款。太平洋燃?xì)怆娏?0月向核管會致函，正式要求恢復(fù)對代阿布洛峽谷兩臺機(jī)組延壽申請的審批。

3、沃格特勒3號機(jī)組完成首次裝料

沃格特勒3號機(jī)組10月完成首次裝料，目前正在開展測試工作，預(yù)計(jì)將于2023年第一季度投運(yùn)。沃格特勒4號機(jī)組12月完成冷態(tài)水壓試驗(yàn)，也將于2023年投運(yùn)。沃格特勒是美國近30年來正式啟動建設(shè)工作的首個核電建設(shè)項(xiàng)目，正在建設(shè)兩臺西屋公司（Westinghouse）設(shè)計(jì)的111.7萬千瓦AP1000機(jī)組，即3號和4號機(jī)組，分別于2013年3月和11月啟動建設(shè)。

4、多個小堆建設(shè)項(xiàng)目取得重要進(jìn)展

多家模塊化小堆技術(shù)開發(fā)商正在穩(wěn)步推進(jìn)小堆建設(shè)項(xiàng)目，并取得重要進(jìn)展。

美國核管會宣布將為紐斯凱爾電力公司（NuScale Power）模塊化小堆發(fā)布最終規(guī)則，確認(rèn)這種反應(yīng)堆通過設(shè)計(jì)認(rèn)證。

美國田納西流域管理局（TVA）與通用電氣-日立核能公司（GEH）8月宣布簽署合作協(xié)議，將聯(lián)合在田納西州橡樹嶺（Oak Ridge）克林奇河（Clinch River）開展模塊化小型沸水堆BWRX-300的建設(shè)規(guī)劃和初步取證工作?？肆制婧訐碛泻斯軙襻槍π《杨C發(fā)的唯一早期廠址許可（ESP）。

X能源公司與陶氏集團(tuán)（Dow）8月宣布簽署合作意向書，將聯(lián)合部署Xe-100，為陶氏集團(tuán)在美國墨西哥灣沿岸的一座工廠提供無碳工藝熱和電力，助力碳減排。該反應(yīng)堆預(yù)計(jì)將在2030年前后投入運(yùn)行。

泰拉能源公司（TerraPower）和太平洋電力公司（PacifiCorp）10月宣布將合作研究2035年底前在太平洋電力服務(wù)區(qū)建設(shè)5座“Natrium反應(yīng)堆-儲能系統(tǒng)”核電廠的可行性。

5、研究發(fā)現(xiàn)大部分燃煤電廠適用于建設(shè)核電廠

美能源部9月發(fā)布題為《將已關(guān)閉燃煤電廠改建為核電廠的益處與挑戰(zhàn)》的報(bào)告。報(bào)告指出，美國80%的燃煤電廠適于建設(shè)核電廠。將燃煤電廠改建為核電廠，能夠使美國核電裝機(jī)容量增加超過2.5億千瓦。報(bào)告還以在燃煤電廠建設(shè)紐斯凱爾小堆電廠為例指出：在已關(guān)閉的燃煤電廠建設(shè)核電廠，可將核電廠隔夜造價降低約15%～35%，并在本地區(qū)增加超過650個永久性工作崗位。

6、在先進(jìn)反應(yīng)堆燃料方面取得進(jìn)展

多家企業(yè)在先進(jìn)反應(yīng)堆燃料供應(yīng)方面取得重要進(jìn)展。

X能源公司（X-energy）10月在田納西州橡樹嶺（Oak Ridge）啟動美國首座高豐度低濃鈾燃料商業(yè)制造廠的建設(shè)。該燃料廠將于2025年投入運(yùn)行，制造三元結(jié)構(gòu)各向同性（TRISO）燃料，最初的產(chǎn)能為每年8噸燃料。

泰拉能源公司和環(huán)球核燃料-美洲公司（GNF-A）10月宣布就建設(shè)鈉冷快堆Natrium燃料設(shè)施達(dá)成協(xié)議。這座設(shè)施將建在環(huán)球核燃料-美洲公司位于威爾明頓（Wilmington）的一個現(xiàn)有場區(qū)內(nèi)，于2023年啟動建設(shè)，使用高豐度低濃鈾制造燃料。

超安全核公司（USNC）8月宣布，位于橡樹嶺的全陶瓷微封裝（FCM）燃料中試制造設(shè)施正式投運(yùn)。

BWX技術(shù)公司（BWX Technologies）12月宣布啟動“貝利”項(xiàng)目（Project Pele）下首批TRISO燃料的生產(chǎn)?！柏惱表?xiàng)目由國防部戰(zhàn)略能力辦公室于2019年啟動，目標(biāo)是開展軍用移動式微堆的研發(fā)和示范工作。國防部戰(zhàn)略能力辦公室2022年6月授予BWX技術(shù)公司總價值約3億美元合同，開展首座移動式微堆的建設(shè)。

卡伊洛斯電力公司（Kairos Power）12月與洛斯·阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室（LANL）簽署合作協(xié)議，將在該實(shí)驗(yàn)室的低濃鈾燃料制造設(shè)施（LEFFF）生產(chǎn)供赫爾墨斯（Hermes）示范堆使用的TRISO燃料顆粒。赫爾墨斯是卡伊洛斯電力推出的14萬千瓦氟化鹽冷卻高溫堆（KP-FHR）的示范版本，熱功率為3.5萬千瓦，計(jì)劃于2026年在橡樹嶺建成投運(yùn)，將示范低成本核能供熱能力。

能源部12月與森圖斯能源公司（Centrus Energy）簽署協(xié)議，將為森圖斯提供1.5億美元資助，推進(jìn)高豐度低濃鈾的示范性生產(chǎn)。

7、愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室能力建設(shè)取得突破

愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室（INL）2月在“微型反應(yīng)堆應(yīng)用、研究、驗(yàn)證與評估”（MARVEL）項(xiàng)目下建成了一座全尺寸、電加熱的原型裝置。該裝置名為“一回路冷卻劑測試臺”（PCAT）高3.6米（12英尺），重900千克（2000磅），依靠外部供電加熱，由多個不銹鋼設(shè)備組成，包括四臺斯特林電機(jī)。

愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室7月宣布首次完成模擬微堆的數(shù)字孿生技術(shù)示范。此次成功示范意味著愛達(dá)荷在遠(yuǎn)程監(jiān)測、自主控制和工況預(yù)測的能力建設(shè)方面取得顯著進(jìn)步。研究人員利用傳感器數(shù)據(jù)和開源技術(shù)（用于創(chuàng)建一致的信息流并實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)共享）建立了“微堆敏捷非核實(shí)驗(yàn)測試平臺（MAGNET）”的虛擬模型。這一數(shù)字孿生體能夠幫助研究人員測試、評價和預(yù)測微堆在各種運(yùn)行工況下的性能。

8、全球最大氯化物熔鹽測試設(shè)施建成投運(yùn)

泰拉能源公司和南方公司（Southern Company）10月宣布在位于華盛頓州埃弗雷特（Everett）的泰拉能源實(shí)驗(yàn)室合作建成全球規(guī)模最大的氯化物熔鹽設(shè)施即綜合效應(yīng)測試設(shè)施（IET）。綜合效應(yīng)測試設(shè)施是一座多回路非核測試設(shè)施，使用外部電源加熱，將用于驗(yàn)證和完善熔鹽堆系統(tǒng)的熱工水力和安全分析程序和相關(guān)研究結(jié)果，并支持氯化物熔鹽實(shí)驗(yàn)堆（MCRE）的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

9、阿貢建成鈉冷快堆研究裝置

阿貢國家實(shí)驗(yàn)室（ANL）5月宣布建成一座可供開展鈉冷快堆研究的試驗(yàn)裝置即熱工水力實(shí)驗(yàn)測試裝置（THETA），并已啟動該裝置的首次試驗(yàn)。此次試驗(yàn)由阿貢與鈉冷快堆開發(fā)商奧克洛公司（Oklo）合作開展。該裝置位于阿貢的工程測試回路（METL）設(shè)施內(nèi)，主體是一個450升的池式液態(tài)鈉容器，包括浸沒在鈉池中的一回路系統(tǒng)和位于鈉池之外的二回路系統(tǒng)，擁有鈉冷快堆的所有主要部件，配備了光纖溫度傳感器，可以在特定流場配備數(shù)千個測溫點(diǎn)，能夠?yàn)檠芯咳藛T提供關(guān)于冷卻劑流動的高分辨率和高質(zhì)量數(shù)據(jù)，支持?jǐn)?shù)字模型建設(shè)，進(jìn)而支持鈉冷快堆研發(fā)和取證。

10、國際核電市場開拓取得突破

美國和波蘭兩國政府11月宣布建立戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，并啟動波蘭的核電建設(shè)計(jì)劃。在該計(jì)劃下，西屋將幫助波蘭在波美拉尼亞省盧比亞托沃-科帕利諾（Lubiatowo-Kopalino）建設(shè)3臺AP1000機(jī)組。預(yù)計(jì)首臺機(jī)組將于2026年啟動建設(shè)，2033年投運(yùn)。西屋公司和波蘭核電廠公司（PEJ）將在核電廠的建設(shè)、運(yùn)營和退役方面開展合作。

11、能源部加大對大學(xué)核能研究的支持

6月，能源部建立“職業(yè)初期杰出人員培養(yǎng)計(jì)劃”，目標(biāo)是使核能領(lǐng)域最優(yōu)秀的處于職業(yè)初期的教師能夠開展創(chuàng)新研究，以支持核能辦公室的使命。2022年共有5名處于職業(yè)初期的教師獲得資助，涉及的研究領(lǐng)域從機(jī)器人輔助在線監(jiān)控系統(tǒng)到機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。

圖片

除了上述11件大事，美國2022年在慣性約束聚變領(lǐng)域的研究取得重大突破。能源部12月宣布，勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）國家點(diǎn)火裝置（NIF）首次實(shí)現(xiàn)了聚變點(diǎn)火。該裝置在近期的受控聚變實(shí)驗(yàn)中，激光器給靶腔輸入了2.05兆焦能量，產(chǎn)生了3.15兆焦的聚變能量，首次證實(shí)了慣性約束聚變能的科學(xué)基礎(chǔ)。這是慣性約束聚變研究領(lǐng)域取得的一個重大里程碑。

來源丨中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院

作者丨伍浩松 孟雨晨