核电站能运行多久？监管者考虑运行100年

核电站能运行多久？监管者考虑运行100年

美国核电站的运行寿命问题正在引发广泛关注。今年秋天，伊利诺伊州的德累斯顿核电站将在运行51年后退役，成为美国商业核反应堆中寿命最长的核电站之一。然而，核监管机构、工业团体和核电站所有者已经开始讨论是否有可能将这些创纪录的运行时间翻一番，并让一些美国核电站运行长达100年。

今年秋天，Exelon计划在伊利诺伊州的德累斯顿核电站运行超过51年后退役，这是迄今为止商业核反应堆寿命最长的核电站之一。该国唯一一个运行较老的动力反应堆，位于埃克塞隆九英里角核电站的1号机组，于1969年上线，比德累斯顿两个机组中的老一个早了几个月。

现在，核监管机构、工业团体和核电站所有者已经开始讨论是否有可能将这些创纪录的运行时间翻一番，并让一些美国核电站运行长达100年。

在2019年和2020年，美国核管理委员会批准了佛罗里达州和宾夕法尼亚州第一批运行80年的反应堆许可证，这本身就是一个前所未有的里程碑。据业内专家称，随着各州政府、公用事业公司和企业在未来20至30年内制定减排目标，核工业正面临着压力，必须尽早解决延长寿命方面的技术挑战。

许多净零排放目标“要到2050年及以后”。事实是，如果不超过80年，一些反应堆将在2050年关闭保留现有资源始终是第一选择，而不是将其替换。”

例如，杜克能源公司承诺到2050年实现净零排放。杜克位于南卡罗来纳州的三反应堆Oconee核电站为2500兆瓦，是杜克发电组合中最大的单一发电厂，占杜克能源卡罗莱纳州自有发电能力的12%以上。杜克大学已经宣布，它打算要求核管理委员会延长核电站60年的许可证，使其能够运行80年，但如果获准，这些新的许可证将在2053年到期奥科尼的两个反应堆和2054年到期的第三个。

由于高昂的成本和来自其他能源的竞争压力，在核电站的许可证到期之前更换核电站可能根本不在考虑之列。美国南方公司位于乔治亚州的沃格特尔核电站（Vogtleplant）在建的新机组，将是美国30年来建造的第一座新的核电站，但经过8年的建设、多次延误和数十亿美元的成本超支，目前仍不完整。

专家们说，尽管企业和政府的一些碳减排目标需要很长的时间，但这些挑战迫切需要保持现有核电站的运转。

清洁空气特别工作组核创新主管Brett Rampal表示，尽早弄清楚现有核电站是否可以获得许可证，在2050年代之后运营，这一点非常重要。”在未来的15年里对我们的电网进行脱碳是一个巨大的提升。现有核电占美国清洁电力的一半以上，我不想就没有这些现有核资产的清洁电网提出问题。”

美国核管理委员会在今年1月的一次会议上首次公开讨论了核电站100年运行许可的可能性。工作人员在征求意见书中询问，是否应“开始考虑潜在的技术问题和制定指导文件，以支持许可证续期，以授权运营长达100年，如果是，何时开始。”工作人员仍在审查会议的反馈意见，尚未作出任何决定，NRC发言人ScottBurnell说。

从80到100？

美国核管理委员会（NRC）一直在围绕核反应堆部件的长期老化处理技术问题和研究，作为审查核电站运行80年要求的一部分。美国核工业主要倡导组织核能研究所（NEI）首席核官道格•特鲁尔（DougTrue）表示，如果任何核电站试图运行100年，“我认为这将是这些核电站中的一些子集”，它们已经获得或正在申请80年许可证的批准。

四个反应堆——两个在NextEra能源子公司佛罗里达电力照明公司的Turkey Point工厂，两个在Exelon位于宾夕法尼亚州的Peach Bottom工厂——已经获得了NRC的批准，可以运行80年，还有6家公司——4家位于弗吉尼亚州的Dominion Energy NorthAnna和Surry工厂，2家位于威斯康星州的NextEraEnergyPointBeach工厂——要求将许可证延长至80年。

但所有这些核电站，如奥科尼，将不得不在2050年初退休，如果核管理委员会不允许运行超过80年。根据美国能源信息署的数据，包括奥科尼在内的这些反应堆总计约为11.4千兆瓦，占美国总核容量的11%以上。

另一种替代退役核能力的方法是建造新型反应堆，如小型模块化反应堆、熔盐反应堆或其他被归为“先进反应堆”的技术，这些反应堆有可能比传统的大型核装置（如福格特尔核电站）更便宜、更容易建造。

但是，这些先进的设计方案还没有获得许可证，基于这些技术的“一流”工厂还需要数年的时间，完全商业化的“第n种”设计还需要更久的时间。

未知的未知

如果核管理委员会决定推进制定100年许可证的指导方针，那么必须解决的一些最复杂的问题就是核电站如何在高龄时安全运行。美国电力研究所（EPRI）一直在研究进入核电站的所有东西，包括电缆、管道、混凝土和无数其他组件，在长期辐射下如何保持，以及核电站操作员如何知道组件何时需要更换。

EPRI创新总监Heather Feldman）表示，100年的安全问题与80年运行的安全问题没有实质性区别，事实上，EPRI在核电站老化研究中“消除了人为的时间约束”。

费尔德曼将其比作汽车机油更换：许多驾驶员不是每三个月更换一次机油，而是在某个参数发生变化时更换机油，比如由于汽车行驶了一定的里程数，机油的状况已经恶化。将该示例应用于核电站部件，与其建议按照特定时间表更换核电站中的电缆，不如仅在出现某些退化迹象时才更换电缆。

然而，另一些人则怀疑，如果监管机构着眼于未来，他们会如何看待安全问题。”你能坐上一架有100年历史的747吗？”艾莉森•麦克法兰问道，他曾在2012年至2014年担任NRC主席，现在领导不列颠哥伦比亚大学公共政策与全球事务学院。她担心的是“未知的未知因素”（监管机构和核电站运营商甚至都不知道的安全问题可能会带来问题）的数量，这些因素可能会随着核电站的部分部件暴露在前所未有的辐射下而浮出水面。麦克法兰说，举例来说，一座核电站通常有数英里长的埋地电缆和管道，检查它们可能会很困难，因为挖掘这些电缆和管道的成本很高。

NEI的Doug True说，美国核管理委员会正在考虑对超过80年的核电站重新发放许可证，因为监管机构“认识到，这些核电站是强健的，可以运行那么长时间。他说：“没有理由说80年就要结束了。”但工厂所有者是否会选择申请100年的许可证，目前还不清楚，主要是经济原因，而不是安全或技术问题。

中间派智库Third Way负责气候和能源项目的高级副总裁Josh Freed表示，尽管这些重新获得或不获得许可的决定可能需要数年时间才能做出，但潜在的气候效益现在已经不容忽视了。他说：“现在推测核反应堆现有寿命的终结还为时过早。”让我们有选择。我们将在时机成熟时找出哪些可行，哪些不可行。气候风险太大，无法排除任何可能性。”