微软于 9 月 20 日宣布，已达成一项为期 20 年的协议，从一座休眠核电站购买能源，该核电站将恢复运行。不仅仅是任何核电站：位于宾夕法尼亚州伦敦德里镇的三英里岛核电站，1979 年发生了美国历史上最严重的核事故，其中一座反应堆发生部分熔毁。
此举象征着科技巨头需要为其日益增长的人工智能 (AI) 努力提供动力，但也引发了人们对如何安全重启关闭的核电站的疑问，尤其是因为三哩岛核电站并不是唯一一个从退役状态中恢复过来的核电站。
帕利塞兹核电站是密歇根州科弗特的一座 805 兆瓦核电站，于 2022 年 5 月关闭。但拥有该电站的能源公司、总部位于佛罗里达州朱庇特的 Holtec International 计划重新开放该电站。美国能源部 (DoE) 承诺将核电站视为低碳电力来源，并承诺提供 15 亿美元的有条件贷款，以帮助该国实现其雄心勃勃的目标。气候目标。Palisades 工厂有望于 2025 年底重新开业。
美国核管理委员会 (NRC) 伊利诺伊州内珀维尔地区办事处反应堆安全部门主任杰森·科扎尔 (Jason Kozal) 表示，这是世界范围内第一次尝试类似的事情。监督 Palisades 重启的监管小组联合主席。
在这里，《Nature》杂志与核专家讨论了如何重新启动这些核电站，以及随着世界对人工智能需求的增长是否会启动更多核电站。
自 2012 年以来，美国已有十几座核电站被关闭，其中一些核电站是由于不利的经济状况而关闭的。在电力市场管制放松且价格差异较大的州，成本效益较低的电厂（例如只有一个运行反应堆的电厂）难以保持盈利。位于马里兰州巴尔的摩的公用事业公司星座能源旗下的三英里岛就是一个典型的例子。如今，美国有 54 座工厂仍在运行，总共运行 94 座反应堆。
核能约占世界电力的 9%，在国际上有所复苏，但也与包括可再生能源在内的其他能源展开竞争。2011 年福岛第一核电站灾难后，日本暂停了所有剩余 48 座核电站的运行，但这些核电站正在逐渐恢复运行，部分原因是为了减少对天然气进口的依赖。相比之下，德国于 2011 年宣布逐步淘汰其核电站，并于 2023 年关闭最后三座核电站。
在美国，随着科技公司竞相建造巨大的、消耗能源的数据中心来支持其人工智能系统和其他应用，同时以某种方式履行其气候承诺，核能的命运可能会发生转变。例如，微软承诺到 2030 年实现负碳排放。
马萨诸塞州先进核能系统中心主任 Jacopo Buongiorno 表示，它进一步证实了核能的价值，而且，如果这笔交易是正确的，如果价格合适，那么它也具有商业意义。剑桥理工学院。这并不是美国第一次让关闭的反应堆恢复运行。例如，1985 年，联邦政府拥有的电力公司田纳西河谷管理局将其位于阿拉巴马州雅典的布朗斯费里核电站的反应堆关闭。经过多年整修后，它们重新投入运行，最后一个反应堆于 2007 年重新启动。
然而，帕利塞兹和三哩岛的情况有所不同。当这些工厂关闭时，它们当时的所有者做出了法律声明，表示这些设施将被关闭，尽管它们的运营许可证仍然有效。根据提议的重启计划，三哩岛将更名为克瑞清洁能源中心，并于 2019 年关闭了其唯一剩余的功能反应堆。
由于工厂原定关闭，安全检查因此停止，监管机构和公司现在必须通过复杂的许可、监督和环境评估流程来扭转工厂退役的局面。
需要进行安全检查，以确保在更换反应堆中的铀燃料棒后，工厂能够安全运行。Palisades 重启小组联合主席兼 NRC 副主任杰米·佩尔顿 (Jamie Pelton) 表示，当这些核电站退役后，其放射性燃料将被移除并储存，因此这些设施不再需要遵守许多严格的技术规范。位于马里兰州罗克维尔的核反应堆监管办公室。
恢复这些安全法规将是一项不小的壮举：为了满足标准，需要仔细检查基础设施。据 Buongiorno 称，工厂中自停工以来已腐蚀的任何金属部件，包括仪器和控制装置中使用的电线和电缆，都需要更换。
工厂的涡轮发电机也将得到仔细观察，涡轮发电机利用工厂燃料棒加热水时产生的蒸汽来发电。休眠多年后，涡轮机的轴内可能会出现缺陷，叶片可能会出现腐蚀，需要翻新。就 Palisades 而言，NRC 于 9 月 18 日宣布，在 Holtec 进行检查后，工厂的蒸汽发生器需要进一步测试和维修。
随着核电站临近重启日期，其运营商还必须应对即使全面运行的核电站也面临的挑战：需要采购新鲜核燃料。美国核公用事业公司长期以来一直指望从国际市场购买大量必需的黄饼铀原料以及分离和浓缩铀235（核反应堆燃料棒中使用的同位素）的服务。俄罗斯一直是这些服务的主要国际供应商，即使在该国 2022 年入侵乌克兰之后也是如此，因为美国和欧洲的制裁并未针对核燃料。但为了尽量减少对俄罗斯的依赖，美国正在建立自己的供应链，美国能源部提供 34 亿美元购买国内浓缩铀。
然而，即使对低碳电力的需求增长，美国可能也不会重启太多的封存核电站。并非所有已关闭的美国工厂都处于良好状态，可以轻松翻新，而重新开放其中一些工厂的想法会遇到太多阻力。Buongiorno 举了纽约印第安角能源中心的例子，该中心于 2021 年关闭。这些靠近纽约市的工厂长期以来一直引起核安全倡导者的批评。
但这并不意味着所有这些网站都将保持未使用状态。一种选择是在旧核电站曾经所在地建造先进的反应堆，包括具有升级安全功能的大型反应堆和具有创新设计的小型模块化反应堆，以利用现有的输电线路和基础设施。Buongiorno 补充道，我们可能会看到美国有兴趣建造更多此类大型反应堆，无论是由数据中心还是其他一些应用提供燃料。公用事业公司和客户目前正在探索这一点。
本文经许可转载，首次发表于 2024 年 9 月 30 日。