《先进小型组合式反应堆(SMRs)》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2018-11-21
  • 先进的小型模块化反应堆(SMRs)是该部发展安全、清洁和可负担得起的核电选择目标的关键部分。目前正在美国开发的高级SMRs代表了各种大小、技术选项和部署场景。这些先进的反应堆,预计大小从几兆瓦到数百兆瓦不等,可用于发电、工艺加热、脱盐或其他工业用途。SMRs可以使用轻水作为冷却剂或其他非轻水冷却剂,如气体、液体金属或熔融盐。

    先进的SMRs提供了许多优势,例如相对较小的规模、减少的资本投资、能够在大型核电站无法选址的地点选址,以及增加电力供应。SMRs也提供了独特的保障、安全和防扩散优势。

    美国能源部早就认识到,先进的SMRs可以为美国的经济、能源安全和环境前景提供转型价值。因此,该部为开发轻型水冷式核反应堆提供了大量支持,该反应堆正在接受核管理委员会(NRC)的许可审查,可能在未来10-15年内部署。该部还对开发使用非传统冷却剂(如液态金属、盐和氦气)的SMRs感兴趣,因为它们提供了安全、操作和经济效益。

    美国工业有机会发展先进的核技术

    能源部最近发布了一项多年成本分担融资机会,以支持创新的、国内核工业驱动的概念,这些概念有很大潜力改善美国核电的总体经济前景。这一融资机会将使现有的、新的和下一代反应堆设计,包括SMR技术的开发成为可能。

    融资机会的范围非常广泛,需要参与最终确定最成熟的SMR设计的活动;发展制造能力和技术以提高核设施的成本和效率;开发工厂结构、系统、部件和控制系统;解决监管问题;(四)行业认定的其他技术需求。这一融资机会将提供规模和量身定制的奖项,以解决一系列阻碍先进反应堆开发进展的技术和监管问题。

    关于FOA和即将到来的信息网络研讨会的信息可以在这里找到。

    高级SMR许可技术支持计划

    SMR许可技术支持(LTS)计划于2012财年启动,与行业合作伙伴、研究机构、国家实验室和学术界合作,加速国内先进SMR设计的认证、许可和选址,并减少其部署的经济、技术和监管障碍。2017财年是该项目计划资金的最后一年,但随着认证和许可工作的完成,活动将在未来几年完成。

相关报告
  • 《美国为先进反应堆技术提供资金》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2017-11-16
    • 2017年10月23日 美国能源部(DOE)已经宣布了高达2000万美元的资助项目,以确定和开发更低成本和更安全的先进核反应堆的创新技术。这笔资金是高级研究计划(arpa - e)倡议下的一项新计划的一部分。 的操作和维护成本较高,美国当前的操作的轻水反应堆——供应全国近20%的电力,意味着现在有一个“引人注目的机会”利用新的制造工艺和技术提高核电的竞争力,美国能源部说。arpa - e的modelling -增强创新,开拓性的核能振兴(MEITNER)计划将专注于新的,创新的支持技术,旨在帮助实现“步行”安全、安全的运营,极低的建筑资本成本,以及对下一代核电站的建设和调试时间的大幅缩短。 arpa - e代理主任Eric Rohlfing在10月20日说:“当arpa - e检查了核能面临的挑战时,我们发现了一个重要的机会,可以支持先进的反应堆设计社区,以早期技术,可以开发更安全、更便宜的核电站。”“MEITNER项目正在开发能够加速制造和测试的技术,使建筑更便宜,同时整合高水平的自动化和内置的安全措施,以降低运营成本。” 资金机会将鼓励来自不同组织、科学领域和技术部门的科学家、工程师和实践者之间的跨学科合作,形成多样化和经验丰富的项目团队。能源部说,这样的合作将能够促进科学和技术的发现,单靠一个群体是无法实现的。 先进的建模和仿真工具将用于改进和验证MEITNER项目项目,项目团队将能够访问来自核和非核学科的主题专家。一个由arpa - e提供的资源团队将为建模和模拟、技术经济分析和主题专业知识协调子团队。项目团队将利用这些资源进行建模和仿真支持、高级技术信息、设计协助以及有关领域的艺术状态的信息。 根据arpa - e的说法,MEITNER鼓励“在开发能够使这些核电站可行的技术时,重新思考核反应堆系统的碎片如何组合在一起”。在建筑阶段,这可能意味着通过模块化和先进的制造技术节省成本。该组织称,机器人技术、先进的传感技术、基于模型的故障检测和安全网络,能够实现自主控制,可以降低操作成本,并有助于提高被动安全性。 arpa - e成立于2009年,是为了推进对私营部门投资过早进行的高潜力、高影响力的能源技术。该机构为来自学术界、私营行业、国家实验室、初创公司和小型企业的创新理念提供了研发资金,专注于能够从根本上改变能源发电、使用和存储的早期技术。项目团队在几年内获得平均2 - 3百万美元的奖励。截至今年2月,该机构已资助了580多个能源技术项目。 有关各方必须在12月4日之前提交概念文件,以便在美特纳方案下审议。
  • 《小型模块化核反应堆是AI的“能源救星”吗》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-11-07
    • 人工智能(AI)的蓬勃发展离不开能源的支持。对此,一些科技公司试图让传统的大型核电站重焕生机,以满足AI产业对能源的需求。还有一些公司另辟蹊径,如谷歌、亚马逊先后宣布将推动建设小型模块化核反应堆(SMR)。 英国《自然》杂志网站在近日的报道中指出,相较于传统核电站,SMR的体型更小、成本更低、安全性更高,且部署速度更快。但其安全性和建设成本是否真正优于传统核电站,也受到不少专家的质疑。 比较优势显著 数据显示,在AI领域,仅仅一个ChatGPT查询所消耗的能源,就几乎是谷歌搜索的10倍。而那些更复杂的生成式AI应用耗费的能源更多。 AI科技公司已在风能和太阳能领域投入了大量资金。然而,这些能源目前难以保证稳定的电力供应。 谷歌公司能源和气候高级总监迈克尔·特雷尔坦言,核能提供了一种清洁且全天候的电力解决方案,能够帮助AI公司以无碳的形式,稳定可靠地满足其电力需求。 美国核能办公室网站发表的一篇文章中指出,核能的容量系数高达92.5%,这意味着其能在92%以上的时间内,以最大功率运行。 目前,大多数核电站设施规模庞大,可提供1000兆瓦或更多的电力。但它们的规划和建设往往需要数年时间,且投资金额大,风险不容小觑。 与大型传统核电站不同,SMR的尺寸更小,不仅能在一定程度上降低反应堆建设成本,还能大大缩短建造时间,并能部署在更多地方。 美国“数字现实”公司首席技术官克里斯·夏普表示,数据中心耗电量巨大,而SMR能够直接建设在数据项目内,或有望为其稳定供能。 10月14日,谷歌与核能初创公司Kairos电力公司签署了一项协议,后者将建造七个SMR,为谷歌数据中心提供约500兆瓦的无碳电力。 10月16日,亚马逊公司宣布了其在SMR领域的布局。该公司与美国华盛顿州西北能源公共事业联盟签署了协议,拟为四座SMR的开发、许可和建设提供资金。预计该项目第一期装机容量为320兆瓦,第二期可能扩建到960兆瓦。亚马逊还计划与弗吉尼亚州道明尼能源公司携手开发一座SMR,为其云计算平台供能。 另外,比尔·盖茨也向Terra电力公司投资逾10亿美元,而该公司正与沃伦·巴菲特旗下的太平洋电力公司合作开发SMR。OpenAI 创始人萨姆·阿尔特曼也投资了一家核能初创公司Oklo。 安全性等仍存争议 有观点认为,与传统核电站相比,SMR的安全性更胜一筹。美国忧思科学家联盟核电安全主任埃德温·莱曼表示,从理论上来说,更小的核反应堆可能拥有更高的被动安全性。X-energy公司也声称,其核反应堆设计无需加压,即使没有泵的助力,冷却液也能自如循环。 但也有不少专家对SMR的安全性提出了质疑。就冷却技术而言,Kairos公司的“氟化物盐冷高温反应器”反应堆使用氟化锂和氟化铍熔盐冷却;X-energy公司的Xe-100使用氦气冷却。尽管两种技术都被认为相对成熟,但迄今并未得到商业性验证。 大多数现有核反应堆使用的是铀-235丰度约为5%的低浓缩铀,X-energy和Kairos公司的设计则依赖于高纯度低浓缩铀(HALEU),铀-235的丰度高达10%—20%。 莱曼与氢弹设计专家理查德·加温等人在《科学》杂志撰文警告称,尽管HALEU被划为低浓缩铀燃料,但他们研究发现,仅需几百公斤HALEU就可能造出一枚炸弹,且无需进一步浓缩。 加拿大不列颠哥伦比亚大学公共政策与全球事务学院院长、美国核管理委员会前主席阿里森·麦克法兰及其合作者在2022年的研究中也指出,较小的反应堆也可能产生更多核废料,并降低燃料的使用效率,而且这个问题可能普遍存在于大多数SMR中。 去年底,SMR开发商NuScale Power就因“明显的成本超支和建设进度延迟”,取消了位于美国的SMR项目。 与大型核电站相比,SMR是否更具成本优势,目前仍存在争议。