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

(資料圖)

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，加強國家實驗室的基礎(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行壽期

能源部11月宣布將在民用核能信貸計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%，原計劃在現(xiàn)有運行許可證有效期結(jié)束時分別于2024年和2025年永久關(guān)閉。太平洋燃?xì)怆娏?PG&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)計將于2023年第一季度投運。沃格特勒4號機(jī)組12月完成冷態(tài)水壓試驗，也將于2023年投運。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)項目，正在建設(shè)兩臺西屋公司(Westinghouse)設(shè)計的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)計將在2030年前后投入運行。

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)》的報告。報告指出，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。

BWX技術(shù)公司(BWX Technologies)12月宣布啟動“貝利”項目(Project Pele)下首批TRISO燃料的生產(chǎn)?！柏惱表椖坑蓢啦繎?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·阿拉莫斯國家實驗室(LANL)簽署合作協(xié)議，將在該實驗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，計劃于2026年在橡樹嶺建成投運，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)荷國家實驗室能力建設(shè)取得突破

愛達(dá)荷國家實驗室(INL)2月在“微型反應(yīng)堆應(yīng)用、研究、驗證與評估”(MARVEL)項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)荷國家實驗室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現(xiàn)實時數(shù)據(jù)共享)建立了“微堆敏捷非核實驗測試平臺(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

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)的泰拉能源實驗室合作建成全球規(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驗堆(MCRE)的設(shè)計和開發(fā)。

9、阿貢建成鈉冷快堆研究裝置

阿貢國家實驗室(ANL)5月宣布建成一座可供開展鈉冷快堆研究的試驗裝置即熱工水力實驗測試裝置(THETA)，并已啟動該裝置的首次試驗。此次試驗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，能夠為研究人員提供關(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)計劃。在該計劃下，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)計首臺機(jī)組將于2026年啟動建設(shè)，2033年投運。西屋公司和波蘭核電廠公司(PEJ)將在核電廠的建設(shè)、運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)。

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·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)國家點火裝置(NIF)首次實現(xiàn)了聚變點火。該裝置在近期的受控聚變實驗中，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。