美認為小型模塊化反應堆預示核能復興

一、小型核反應堆可用於各種環境好處顯著 

   美國國家利益雜誌5月31日發表擁核文章，稱現代世界面臨一個難題：政策制定者和國家如何才能滿足不斷增長的能源需求，同時保護環境免受溫室氣體排放量增加的影響？Doomberg是一位在能源、重工業、私募股權、硬科學、加密貨幣和許多其他復雜問題上廣為人知的作家和評論員，最近通過直接解決上述問題的聲明引起世人的注意： “如果沒有全球核復興，我們的經濟就沒有顯著脫碳的途徑。”然而，這樣的複興可能正在醞釀之中。今年 3 月初，先進核反應堆的領先開發商 X-energy 和化學及材料科學跨國公司陶氏公司發布新聞稿，陶氏同意將 X-energy 的 Xe-100 小型模塊化反應堆 (SMR) 放置在陶氏位於德克薩斯州的 UCC Seadrift Operations 製造基地。該項目州目標是將 Seadrift 站點的二氧化碳排放量每年減少約 440,000百萬噸，陶氏公司稱其 Seadrift 工廠佔地4,700英畝，每年生產超過1,816噸用於食品包裝、鞋類、電線電纜絕緣、太陽能電池膜和藥品包裝等應用的材料。擁有超過一千名員工的大型設施需要大量能源來提供電力、工藝熱和蒸汽，理想情況下是實現零碳排放。這就是 Xe-100小堆發揮之處，它是一種高溫氣冷 80 MWe反應堆，可擴展為四組320 Mwe核電站。 X-energy和陶氏化學的新合作夥伴關係表明可實施先進的核技術來減少工業部門的碳排放量，傳統能源很難減少重工業中較高的碳排放量。如果成功，這將是兩家私營公司之間的第一個項目，在政府的一些援助下，開發和展示“北美第一個電網規模的下一代工業核反應堆”。 

   陶氏和 X-energy正向美國核管會(NRC)提交施工許可申請，但監管障礙仍然張錯綜複雜，官僚惰性造成延誤，迫使紐約和新英格蘭的公用事業公司繼續燃燒更多的天然氣、煤炭和石油來發電。陶氏/X-energy 項目可能不會成為克服NRC拖延的例外；獲得建築許可估計要到2026年，整個項目預計將在本十年末完成。儘管存在這種障礙，核能仍處於可用清潔能源選擇的最前沿。正是出於這個原因，美國能源部不僅推動此項目，而且還給予資助。Xe-100 是選定的兩個下一代反應堆設計之一，美國能源部在 2020 年分別獲得 8000 萬美元，用於“初始成本分攤資金，用於建造一座可在七年內運行的先進反應堆示範工廠”。自獲獎以來，X-energy 已完成工程，開始反應堆的初步設計，並與 NRC 以及州和地方當局合作，在田納西州橡樹嶺的燃料製造設施的許可和開發方面進行合作。與此相關的是，根據兩家公司最近達成的協議，美國能源部將陶氏命名為次級獲獎者，其他公司已注意到這種將先進核反應堆與其他難以緩解的行業相結合的新模式。例如，美國最大的鋼鐵製造商 Nucor 現在正在考慮使用 NuScale Power 的 SMR 為其廢鋼電弧爐鋼廠提供動力。政策制定者也越來越認識到 SMR 的可行性，美國國會正在考慮通過加速部署多功能先進清潔能源核能法案，以支持這些項目和未來項目，該法案將促進下一代先進核反應堆的發展。專注於開發 SMR 的公司有意證明可以建造一個新的核電站，這些核電站更小、更容易融資和建造。如果成功，X-energy/Dow 項目和其他類似項目將表明這些反應堆可用於從工業場所到偏遠軍事設施的各種環境。就其本身而言，如果 Seadrift 項目一切順利，陶氏公司設想淘汰其在現場的燃氣燃燒和蒸汽輪機。這將是一個驚人的發展，並將向更廣泛的經濟體發出信號，表明應該大規模採用 SMR，未來美國完全有可能實現能源過剩。隨著 Xe-100 和其他處於開發和諒解備忘錄階段的項目，這對美國核經濟來說是一個激動人心的時刻。 

二、美國高溫氣冷堆的發展

   X-energy公司位於馬里蘭州羅克維爾郊外，該公司研發的高溫氣冷堆Xe-100與中國的HTR-PM原理一樣，構造也類似，但Xe-100冷卻爐心的氦氣送至蒸汽產生器再將高溫蒸汽送至汽輪機發電，而HTR-PM則是將冷卻爐心的氦氣直接送去推動轉子發電。兩種反應堆的功率不同，美國的尺寸及重量較小。球床式高溫氣冷堆的爐心不會熔化。Xe-100 是一種先進的模塊化反應堆，每個單元設計用於產生約76MW的電力。反應堆堆芯由石墨製成，填充有 15.5% 的濃縮燃料球。每個鵝卵石燃料丸包含數千個經過特殊塗層的三結構各向同性 (TRISO) 鈾燃料顆粒，這些顆粒幾乎堅不可摧。TRISO 塗層在鈾核周圍形成氣密密封。這有助於保留在操作過程中產生的裂變產物和氣體，並允許在距離工廠或市區 500 米的範圍內建造該工廠，因此緊急計畫區很小，發電站用地小。新鮮的鵝卵石連續裝入反應器內，氦氣通過鵝卵石床向下泵送，將熱量提取到產生電力的蒸汽發生器中。反應堆通過每天在頂部添加新鮮的鵝卵石來不斷補充燃料，因為舊的鵝卵石從核心底部排出。每顆鵝卵石在堆芯中停留三年多一點，並在堆芯中循環多達六次以實現完全燃燒。然後將乏燃料直接放入乾燥桶中並就地儲存——無需臨時或主動冷卻。Xe-100 設計用於在高溫下運行以更高效地發電，高溫氦氣還可用於目前依賴化石燃料的能源密集型工藝，例如製氫和石油精煉。這種反應堆概念還可以設計成在氦冷卻劑損失的情況下通過自然傳導、熱輻射和對流進行被動冷卻——這意味著它不必依賴大型本地水源、泵或安全系統來防止燃油損壞。優點有能夠負載跟隨可再生能源在使電網保持穩定負載。可持續添加鈾燃料和現場燃料儲存，提供高可用性 (93-95%)，同時確保電廠彈性。建設時間短（300 MWe 電廠只需2.5~4年）。通過美國能源部的先進反應堆示範計劃， X-energy 獲得了 8000 萬美元的初始資金，用於在未來七年內示範一個四單元、320 MWe 的工廠。 

   X-energy公司是目前唯一一家積極生產TRISO燃料的美國公司，並獲得了美國能源部的額外援助，以設計商業規模的“TRISO-X”燃料製造設施。X-energy公司成立於 2009 年，與美國的傳統技術選擇相比，Xenergy 致力於開發利用“本質安全且抗擴散的 TRISO 燃料”的球床式高溫氣冷堆。美國X-energy公司與英國卡文迪許核能公司發布聯合聲明稱，擬在英國高溫氣冷堆部署項目中展開合作。卡文迪許核能公司將為英國大堆、小型堆（SMR）和先進堆（AMR）項目開發提供支持，其中包括主要用於工業供熱和製氫的高溫氣冷堆項目。X-energy公司研發的Xe-100堆型是獲得美國先進堆發展計劃支持的兩種小型堆設計之一，該公司計劃最早於2027年在華盛頓州建設一座包含4台機組的Xe-100電廠。此外，加拿大安大略發電公司也選擇其為潛在技術，並擬於2028年實現Xe-100機組投運。2021年12月，英國能源大臣格雷格·漢茲宣布選定高溫氣冷堆作為先進堆研發和示範項目的首選技術，並最遲在本世紀30年代初實現1台示範機組投運。美國能源部撥款4000萬美元，以完成高溫氣冷反應堆的基本設計，據稱這有助於為 X-energy 的數十億美元鋪平道路。X-energy 目前正向美國核管會 (NRC) 申請反應堆設計許可。該公司的 TRISO-X 子公司在橡樹嶺的 Horizon Center 工業園區選址建造燃料製造廠，預計最快在 2025 年進行調試和啟動。它計劃在華盛頓州的一個地點建造四單元 Xe-100 核電站的第一個反應堆，到 2028 年投入運營。 

三、台灣非核家園的悲哀 

    蔡政府非常認真的執行非核家園政策，結果核能確實是廢了!但是綠能卻跳票了!台灣將面臨缺電、限電、電價上漲及產業外移的困境，天然氣發電配比規劃高達50%，在中共封鎖台灣時將面臨馬上斷氣斷電的國安問題，且天然氣接收站及貯氣槽都是軍事攻擊的好目標。台灣的政界多是學法律或醫學出身，根本不懂科技的重要性更遑論小型核反應堆。最近想選台灣總統的幾位人物中，柯文哲原本堅持反核，但政治敏感性讓其覺得民進黨的非核政策將造成缺電失去民眾支持，遂投機性的提出延役核二、三廠主張，但其實對核能並無正確認知。賴清德是民進黨提名人，蔡英文2024卸任後可將缺電問題拋給賴，賴深知問題嚴重對廢核政策產生鬆動，但無法擺脫廢核錯誤政策的政治責任。國民黨提名人侯友宜一向以反核著稱，他不准核一及核二使用用過鈾燃料乾貯場，不但缺乏核能常識還讓台電損失慘重，影響核一除役，現在為選總統也開始改口，但其實缺乏正確能源觀念。幾位總統參選人中唯有郭台銘了解現代科技，他提出的多建小型堆供電符合世界潮流。