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國際核新聞
美智庫建議核能復興五個步驟
時間:2023年12月28日 來源:中核智庫 點擊量: 分享:

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2023年9月14日,智庫機構(gòu)美國第一政策研究所發(fā)布《通往美國核能復興的五個步驟》報告,指出核能發(fā)電是一種安全的成熟技術(shù),能夠以可靠的方式提供負擔得起的電力,低碳排放且不會造成環(huán)境污染,美國應(yīng)當成為全球核能發(fā)展的領(lǐng)導者。但核電發(fā)展在聯(lián)邦監(jiān)管層面受到過時法規(guī)制約,面臨五大挑戰(zhàn)。報告針對這些挑戰(zhàn)提出了應(yīng)對建議。

1.相關(guān)背景

美國能源政策正處于十字路口。為降低碳排放,美國近年來大力推進風能和太陽能電廠建設(shè),可再生能源發(fā)電量因此快速增加。這導致電網(wǎng)可靠性大幅下降,主要原因有兩個:一是這些能源受天氣條件影響較大,屬于間歇性能源;二是缺乏大規(guī)模儲能設(shè)施。在最近的國會聽證會上,聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會半數(shù)委員警告稱,美國電網(wǎng)正面臨可靠性危機。一旦發(fā)生大規(guī)模停電,后果將非常嚴重。2021年2月冬季風暴烏里導致的大面積停電,造成200多人死亡和數(shù)十億美元經(jīng)濟損失。全球變暖可能導致更頻繁的極端天氣,電力供應(yīng)對可再生能源的依賴也在增加,這可能會讓美國陷入一場本可以避免的災難。

這種災難可以通過培育具有競爭力的能源產(chǎn)業(yè)來避免。在這個產(chǎn)業(yè)中,各種電力技術(shù)能夠在公平的市場條件下競爭,而不受政府支持或補貼的影響。市場力量可以根據(jù)氣候條件、資源稟賦和消費需求,推動相關(guān)技術(shù)發(fā)展。為確保公平競爭,有必要仔細分析現(xiàn)行監(jiān)管政策,消除可能對某些技術(shù)(如核電)的不合理限制。

核能發(fā)電是一種安全且成熟的低碳排放基荷電力技術(shù)。美國曾為推動全球民用核能發(fā)展作出重要貢獻,未來也應(yīng)繼續(xù)發(fā)揮全球領(lǐng)導作用。雖然美國目前的核能發(fā)電量超過風能和太陽能發(fā)電量的總和,但核能發(fā)展受到一些過時的聯(lián)邦法規(guī)制約。尤其是對先進核反應(yīng)堆技術(shù),這些法規(guī)阻礙了相關(guān)供應(yīng)鏈建設(shè)、國內(nèi)應(yīng)用和對外出口。有必要修改這些過時法規(guī),為核能技術(shù)創(chuàng)新和先進反應(yīng)堆商業(yè)化應(yīng)用掃清障礙。這不僅有利于美國核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,也有助于提升美國在全球核能領(lǐng)域的影響力。

2.核能優(yōu)勢

相對于其他電力技術(shù),核能發(fā)電有以下顯著優(yōu)勢:一是核電廠可長時間持續(xù)穩(wěn)定運行,是一種可靠的基荷電力來源,不受天氣等外部條件影響;二是成本穩(wěn)定且可預測,核燃料價格相比煤炭和天然氣等化石燃料價格波動幅度小,可為電力生產(chǎn)提供穩(wěn)定的投入成本;三是環(huán)境友好,核電廠不排放二氧化碳,并嚴格管理其產(chǎn)生的放射性廢物,不會大規(guī)模排放到環(huán)境中;四是安全性好,60多年的商業(yè)運營歷史證明,就人身傷害率而言,核電生產(chǎn)安全性優(yōu)于所有其他發(fā)電技術(shù),包括可再生能源。

隨著科技進步,新型反應(yīng)堆技術(shù)正在不斷涌現(xiàn),將推動核能為保障全球能源供應(yīng)安全和實現(xiàn)氣候目標作出更大貢獻。從歷史上看,核電廠是造價高昂的大型發(fā)電裝置,主要在擁有大容量電網(wǎng)的地區(qū)建設(shè)。隨著模塊化小堆(裝機容量低于30萬千瓦)和微堆(裝機容量低于10萬千瓦)、高溫堆、熔鹽堆、鈉冷快堆等先進核反應(yīng)堆技術(shù)實現(xiàn)商業(yè)部署,核能將擁有更廣闊的應(yīng)用前景:一是可在更廣泛地域部署,小堆微堆裝機容量小,固有安全性高,造價低,可用于滿足沒有外部電網(wǎng)的偏遠地區(qū)和海島的能源需求;二是許多先進反應(yīng)堆可以提供高溫工藝熱,能夠替代化石燃料裝置為能源密集型企業(yè)提供熱能;三是與可再生能源形成互補,傳統(tǒng)核電廠通常長時間滿負荷運行,未來核電廠將具備調(diào)峰運行能力,能夠在電網(wǎng)需求低時將堆芯能量用于生產(chǎn)氫等其他產(chǎn)品。四是部分反應(yīng)堆設(shè)計可與閉式燃料循環(huán)匹配,大幅提高燃料利用率。

綜上所述,核能是一種清潔、安全且經(jīng)濟性可承受的基荷能源。隨著新技術(shù)的發(fā)展,核能應(yīng)用前景更加廣闊,能夠在保障能源供應(yīng)安全和實現(xiàn)碳中和目標方面發(fā)揮重要作用。

3.聯(lián)邦監(jiān)管挑戰(zhàn)及其應(yīng)對方案

美國核科技水平全球領(lǐng)先,天然鈾資源也較為豐富,在推進核能發(fā)展方面擁有良好基礎(chǔ)。但是一些過時的聯(lián)邦監(jiān)管法規(guī)在核燃料供應(yīng)、反應(yīng)堆許可、初創(chuàng)企業(yè)監(jiān)管費用負擔、核管會使命以及核出口等五個方面對核能發(fā)展形成了制約。

3.1 加強國內(nèi)核燃料供應(yīng)能力

核燃料供應(yīng)鏈是一個復雜的多環(huán)節(jié)過程,包括鈾礦開采、水冶、轉(zhuǎn)化、濃縮和燃料制造等。美國在核燃料供應(yīng)鏈上存在明顯短板,特別是在鈾礦開采和濃縮環(huán)節(jié)。2020年,美國天然鈾產(chǎn)量僅為8噸,而全球總產(chǎn)量為4.73萬噸。根據(jù)經(jīng)合組織核能機構(gòu)與國際原子能機構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的新版鈾紅皮書《2022年鈾:資源、生產(chǎn)和需求》,美國已探明鈾資源量為11.22萬噸鈾,因此資源短缺并非產(chǎn)量低的原因。美僅有一座商業(yè)鈾濃縮廠,其產(chǎn)能僅可滿足全國約1/3的需求。由于國內(nèi)供應(yīng)不足,美民用核電廠運營商2022年采購的鈾產(chǎn)品中,12%來自俄羅斯。每年與俄羅斯的濃縮鈾交易額達10億美元。這對美國經(jīng)濟和國家安全構(gòu)成威脅。

全面改革許可制度,將有助于增強美國國內(nèi)核燃料供應(yīng)能力,特別是在鈾開采和濃縮環(huán)節(jié)。其中一項關(guān)鍵舉措是優(yōu)化《國家環(huán)境政策法》環(huán)境評估流程。該流程已成為美國資源開發(fā)的主要障礙。提高環(huán)境審批效率和可預測性,既能保護環(huán)境,又能釋放資源潛力,增強美國核燃料供應(yīng)鏈競爭力。2020年一份關(guān)于美國核供應(yīng)鏈的報告指出,鈾礦開發(fā)項目必須在多個聯(lián)邦機構(gòu)間經(jīng)歷復雜的許可和審批程序。濃縮設(shè)施建設(shè)也可能面臨許可障礙和訴訟拖延。例如,核管會2021年6月批準在俄亥俄州派克頓建設(shè)高豐度低濃鈾生產(chǎn)示范設(shè)施,但隨后關(guān)于這一許可是否符合《國家環(huán)境政策法》的訴訟卻持續(xù)了17個月。問題不在于環(huán)境影響評估本身,而在于執(zhí)行過程中的官僚作風、效率低下、不確定性和訴訟濫用。關(guān)鍵是提高決策透明度,防止訴訟濫用。

3.2 優(yōu)化反應(yīng)堆許可審批程序

美國當前反應(yīng)堆許可審批程序是針對傳統(tǒng)大型輕水堆設(shè)計的。小堆、微堆以及先進非輕水反應(yīng)堆擁有與傳統(tǒng)大型輕水堆截然不同的技術(shù)特點,不能簡單套用現(xiàn)有程序。為此,美國2019年頒布《核能創(chuàng)新和現(xiàn)代化法》,要求核管會在2027年年底前建立技術(shù)包容性監(jiān)管框架,以鼓勵先進反應(yīng)堆領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。

2023年3月,核管會發(fā)布了先進反應(yīng)堆監(jiān)管框架實施草案,其中包含了兩種替代監(jiān)管程序。但是,由于核管會內(nèi)部不愿重新審視其長期堅持的輻射安全理念,《核能創(chuàng)新和現(xiàn)代化法》促進先進反應(yīng)堆部署的初衷面臨阻礙?,F(xiàn)有監(jiān)管框架和核管會擬議框架都堅持合理可行盡量低(ALARA)原則。這一原則基于長期的科學認知,即累積輻射劑量與不良健康影響(如癌癥)之間存在線性關(guān)系。但是,在低劑量輻射領(lǐng)域,ALARA的適用性仍存在爭議。批評者認為,ALARA追求無休止地降低輻射劑量,而不是設(shè)定劑量限值,會導致開發(fā)商合規(guī)成本大幅增加,但健康影響改善卻微乎其微。

為消除《核能創(chuàng)新和現(xiàn)代化法》初衷與核管會擬議框架之間的鴻溝,2023年7月多位國會議員向核管會發(fā)出聯(lián)名信,強調(diào)擬議框架的多項不足,包括將ALARA作為設(shè)計要求。全面改革反應(yīng)堆許可審批程序,可能還需要國會采取進一步行動。

3.3 減輕初創(chuàng)企業(yè)監(jiān)管費用負擔

核管會現(xiàn)行監(jiān)管費用收取方式主要針對大型設(shè)施的建設(shè)和運營企業(yè)。這些企業(yè)不僅需要支付高額年費,還需要支付按小時計算的審查評估費。鑒于核管會收費結(jié)構(gòu)不夠透明,《核能創(chuàng)新和現(xiàn)代化法》要求其接受聯(lián)邦監(jiān)督,特別是年費收取須與監(jiān)管服務(wù)成本“合理相關(guān)”。

盡管在收費透明度方面有所改進,但核管會對小企業(yè)收取年費的方式仍顯缺乏彈性和過時。核管會根據(jù)許可證類別為小企業(yè)設(shè)立年費上限。2023財年,核管會根據(jù)過去5年平均年收入,將非制造業(yè)小企業(yè)分為兩類:年收入低于55.5萬美元和年收入在55.5萬至800萬美元之間。對于研發(fā)和資本密集型的核電企業(yè),這些門檻都較低。相比之下,聯(lián)邦小企業(yè)管理局的小企業(yè)認定標準更高:年收入低于3500萬美元的污水處理廠是小企業(yè),年收入低于4500萬美元的石油和天然氣管道建設(shè)公司也是小企業(yè)。

國會有權(quán)要求核管會改變小企業(yè)的年費收取方式,將年費上限提高到與石油和天然氣管道建設(shè)業(yè)等類似行業(yè)相當?shù)乃?,以減輕初創(chuàng)企業(yè)的監(jiān)管費用負擔。設(shè)置小企業(yè)年費上限不會讓企業(yè)免費獲利,因為核管會仍可按小時收取審查評估費。

3.4 推動核管會支持行業(yè)發(fā)展

作為一個重要聯(lián)邦監(jiān)管機構(gòu),核管會扮演著國內(nèi)核能發(fā)展的守門員角色,能夠推進或制約核工業(yè)發(fā)展。在設(shè)立核管會的法律——1974年《能源重組法》中,國會宣布“出于公共利益、共同防務(wù)和安全考量,需要采取有效行動,以開發(fā)所有能源并提高效率和可靠性”。該法律還詳細列出了核管會的具體許可和監(jiān)管職責。但是,核管會目前僅關(guān)注其許可和監(jiān)管職責,而未考慮國會“提高效率和可靠性”這一初衷。

國會初衷與當前核管會使命之間的脫節(jié),可以從核管會與私營企業(yè)的互動中明顯看出。許多許可證申請者反映,核管會員工聲稱,作為獨立監(jiān)管機構(gòu),其在向申請者解釋法規(guī)和提供指導時會受到限制,因為核管會不能促進核能或作為“顧問”行事。但是,幫助申請者理解和滿足復雜的法規(guī)要求是核管會應(yīng)盡的義務(wù),其不應(yīng)以獨立監(jiān)管機構(gòu)的身份來推脫。保障安全和支持行業(yè)發(fā)展這兩個目標并不相互矛盾,且與國會初衷一致。國會可以通過重申核管會的核能促進職能來推進其初衷。例如,核管會可以設(shè)立一個專門負責與公眾和私營企業(yè)溝通的辦公室,以承擔促進核能發(fā)展的使命。

3.5 修訂限制核出口的過時法規(guī)

國際核電市場競爭激烈。俄羅斯國家原子能集團公司已成為全球最大核反應(yīng)堆出口商。美國企業(yè)的國際競爭力受制于民用核出口的各種法規(guī)。例如,如果涉及披露專有或敏感信息,美能源部可以禁止本國企業(yè)參與國外項目投標。此外,核技術(shù)或材料的出口在很大程度上受制于核管會的出口許可規(guī)定??捎糜谲娛履康牡暮思夹g(shù)出口還受商業(yè)部工業(yè)和安全局的進一步監(jiān)管。

美國核出口還必須符合1954年《原子能法》第123條規(guī)定,即在出口前,美國與進口國必須正式簽訂民用核合作協(xié)議(簡稱“123協(xié)議”),以確認進口國采取了健全的防擴散措施。雖然這一規(guī)定在制定時很合理,但在其他國家能夠從俄羅斯等國獲得核技術(shù)和材料的今天,這一規(guī)定在防核擴散方面的效果已大打折扣。此外,這一制定于幾十年前的規(guī)定已與美國其他外交政策出現(xiàn)不協(xié)調(diào)。美國迄今已與47個國家簽訂123協(xié)議,但這些協(xié)議與美國更廣泛的外交關(guān)系并無關(guān)聯(lián)。例如,關(guān)系密切的馬其頓、阿爾巴尼亞等美國盟國尚未簽署該協(xié)議,而與美國關(guān)系較為疏遠的俄羅斯和印度卻已簽署。這種差異令人費解。

為消除這種不協(xié)調(diào),國會可以修訂1961年《對外援助法》,自動授權(quán)指定的“重要非北約盟國”能夠根據(jù)123協(xié)議接收美國出口的民用核技術(shù)、核設(shè)備和核材料。這不會影響有關(guān)部門規(guī)管核出口的權(quán)限,但可以使核出口管制更符合外交政策,也為美國核企業(yè)打開更廣闊的國際市場。

4.結(jié)語

鑒于全球變暖可能導致極端天氣頻發(fā),且間歇性可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中的份額持續(xù)上升,美國國家電網(wǎng)亟需可靠、經(jīng)濟的低碳基荷能源。為以高效方式獲得理想的電力結(jié)構(gòu),美國應(yīng)為各種電力技術(shù)建立公平的市場競爭環(huán)境。為此,需要仔細研究阻礙每種能源技術(shù)發(fā)展和競爭力的政策法規(guī)。

報告認為,作為一種安全、可靠且具有經(jīng)濟競爭力的低碳排放基荷能源,核能可以在美國未來電力結(jié)構(gòu)中繼續(xù)占有重要份額。但美國核能發(fā)展受到過時聯(lián)邦監(jiān)管法規(guī)制約,面臨五大挑戰(zhàn),報告為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)提出了建議,包括加強核燃料供應(yīng)鏈建設(shè),優(yōu)化核反應(yīng)堆許可審批程序,減輕初創(chuàng)企業(yè)監(jiān)管費用負擔,提升核管會對核能發(fā)展的支持度,以及修訂限制核出口的過時法規(guī)。盡管這些建議無法保證美國核能復興,但無疑可以助力實現(xiàn)監(jiān)管環(huán)境的公平性,發(fā)揮美國創(chuàng)新能力,推動美國成為全球民用核能發(fā)展的領(lǐng)導者。


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