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【导言】东芝财务严重亏损风波后，美国业界针对核能发展展开了激烈讨论。本文作者针对Shellenberger所总结的核能发展危机，给出了不一样的论点。 原文作者︱Josh Freed, Todd Allen, Ted Nordhaus, Jessica Lovering 在Michael Shellenberger先生关于东芝核能部门严重亏损的一篇文章中［点击文末左下方阅读原文可查看］，他认为目前核能发展正处于危机之中，原因有三点：民众盲目反核、监管过度以及工程师太过激进。他坚称，上世纪70年代的轻水堆没有任何问题，至少没有撤回NRC的监管并进行标准化设计和部署不能解决的问题。事实上，他还进一步指出，后来所有商业化所谓经济性更好、更易运行和建造的新型反应堆的工作实际上起到了反作用，恰恰阻碍了已经被证明行之有效的核能发展途径，即大型轻水堆的标准化部署。
首先不得不说Shellenberger就美国和欧洲建造新反应堆的努力所面临的挑战编制了很好的报告，尽管大部分基于匿名采访，而且他非常及时地注意到核工业目前在发达国家所面临的危机，以及这种危机对全球经济向清洁能源转型所带来的后果。但是，他从近期东芝的严重亏损以及近几十年来核能在发达经济体中所历经的长期斗争中总结的教训是错误的。核工业在美国及其他发达经济体中所面临的窘境其原因是创新太少，而不是创新太多。
本文，我们将解释Shellenberger所分析的东芝在美国建设的两台AP1000为何造价昂贵，以及从这些经验中所能吸取的教训。在随后的文章中，我们将谈到Shellenberger给出的关于如何拯救核工业的建议。   核能成本的来源  Shellenberger的很多说法是不符合事实的。 1 AP1000代表的是轻水堆设计的进步，而非Shellenberger宣称的背道而驰 AP1000相关的燃料、冷却剂、材料甚至基础设计相较于之前的轻水堆设计没有任何的背离。AP1000的主要设计创新之一就是将冷却水池布置于反应堆上方，这使得在失电事故情况下冷却剂可以自然循环，可以非能动保持冷却压力。安全壳系统的一系列部件都是模块化的，有利于非现场建造。
这些创新均具节省建造、运行成本和提高安全性的潜力，但是它们都不属于我们所认知的激进创新。相反，它们仅仅是一种反应堆设计及运行的渐进式创新，正如Shellenberger在别处提到的，这些是降低核能成本关键因素。 2 标准化很重要但不是包治百病 Shellenberger认为建造标准化的轻水堆是降低成本的关键。然而在多数情况下，在同一场址建造多台标准化机组反而使成本上升，而非下降。比如，在多机组轻水堆设计和部署标准化和经济化方面颇具代表性的法国，就发现随着时间的推移，相关成本上升，而非下降。韩国有成本下降的例子，部分原因在于标准化，但是值得注意的是，韩国起始建造成本相对较高。随着时间推移，成本得到了下降，然而韩国最近兴建的两波核电站与法国的情况一样，出现随时间推移而成本上升的现象。 3 美国新核电站的建造成本上升、建造延期的原因绝大部份应归咎于30年来美国建设核电站的空档期，而不是AP1000的创新设计 在美国30年未建设新的核电站之后，任何新的核电站的建设所面临的绝大多数实际问题都将是同类首个的。相关公司和供应商均面临没有建设核电站经验的问题。而核供应链不得不从头开始重建。建造美国现有的核电站的大多数熟练的施工和建设人员均早已退休。基于此，没有理由认为若南方电力公司选择建设第二代核电站而非AP1000，则不会面临这么多的挑战。 4 正如Shellenberger所言，合理的监管改革可能不会大幅减少新的轻水堆成本 NRC的改革可能使得新反应堆更容易获得许可，也易于灵活处理建设过程中所出现的必要变更。但没有理由认为即便是最积极的改革者会主张布置安全壳穹顶，或者增加冗余备份冷却系统以应对轻水堆的失电或冷却剂丧失事故，当然也不会认为这种变更这是合理的。这些正是核电站建设的主要成本所在［ii］，监管改革当然不会触及这些底线。 吸取正确的经验教训 如果要从美国和欧洲近期兴建核电站所面临的延期和成本超支中总结教训，那就是在发达国家建造大型轻水堆机组群的时代已经结束。就应对气候变化和清洁能源的角度而言，维持现有反应堆尽可能长期运行就非常关键了。由于发达国家电力市场需求放缓，100亿美元成本、60年周期的未来电力市场需求投资对于公共事业、投资方和地方税务来说没有吸引力。
电力市场自由化只会进一步加剧这些投资的风险。传统的轻水堆属于资金密集、周期长的基础设施，需要集中规划、廉价资本和长寿期运行以收回成本，而这些要素都不存在于自由市场。常规轻水堆标准化设计或监管改革都不能解决这些问题，而这些正是核能投资所面临的核心挑战。 集中建设大型标准化轻水堆群一直处于国家、地方先导和地缘政治优先项 事实上，可以说没有一座核电站是在历来主导美国和欧洲的自由经济和制度环境下建设的。事实上所有建成的商用核电站都是由国有公用事业单位或由受服务成本模式支配的私营企业建造，保证投资回报率和廉价资本。
实际上，大型标准化轻水堆发展中的每一个实例都是受国家支配并受主要地缘政治主导的——70年代石油短缺和化石燃料匮乏的法国、瑞典、日本，以及国内经济的快速增长、化石燃料资源有限、面临空气质量问题的中国和韩国，出于冷战所需的美国和前苏联等。
如果没有这些政策环境，没有人相信大型轻水堆对于公用事业或投资者来说是特别可行的选择。这也会导致大型反应堆数目大大减少。标准化和从实践中进步是核能经济可持续发展的关键要求。但只有这些准则并不足以使新的大型反应堆技术成为经济合理的选择。无论是第二代还是第三代核电站，经验的积累和规模化经济性都需要足够多的重复建设才能降低成本。但是对于反应堆这种动辄1GW、数十亿美元的东西，这种大规模复制是不太可能延续下去的，至少对于美国和西欧如此。
当今的轻水堆技术来源于美国海军军事应用，在化石燃料被认为稀缺、电力需求预计数十年增长的时候实现了商业化。这些基本上为公共事业单位所有，或服务成本模式的私营企业。而这些条件，现在都不已复存在。
核能技术的路径依赖特性证明了业界所看到的轻水堆设计的创新都只是渐进式创新，很难适合现有环境。正如我们后续将会讨论的，要复兴核工业就必须彻底打破轻水堆技术格局，并确保我们必须在未来数十年内拥有廉价的和可规模化应用的核技术来实现真正的全球经济低碳化。 [i] Lovering, J. R., Yip, A. & Nordhaus, T. Historical construction costs of global nuclear power reactors. Energy Policy 91, 371–382 (2016). [ii] Ganda, F., Hansenb, J., Kima, T. K., Taiwoa, T. A. & Wigeland, R. Reactor Capital Costs Breakdown. in ICAPP 2016 (2016). |
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