被動安全設計掛問號,NuScale 小型模組化核電廠又面臨預算倍增工期延長

作者 | 發布日期 2020 年 11 月 09 日 8:15 | 分類 核能 , 電力儲存 Telegram share ! follow us in feedly


第三代核分裂電廠紛紛成為大而無當的錢坑,許多原本計劃延役的舊電廠提早停役,許多新電廠計畫則面臨停擺取消,第四代小型模組化核電廠成為核工產業的一線希望,然而儘管技術百花齊放,商用化腳步卻總是只聞樓梯響。新規模電力(NuScale Power)原本於 2018 年 4 月底宣布獲得美國核能管理委員會第一階段設計認證審查通過,可望成為打造全美第首個小型模組式核反應爐核電計畫的廠商,如今似乎也遇上過去核電預算追加不完、工期不斷延長的詛咒。

核能產業界早自 1990 年代起就一直談論第四代與小型模組式核反應爐概念,但從來都只是學理或初期研究階段,新規模電力 2018 年審核通過,將過去紙上談兵往前推進一大步,讓世人期望 10 年內實際測試小型模組式核反應爐的商用可行性,2020 年 8 月,更得到美國核能管理委員會 (Nuclear Regulatory Commission)完成最後階段審查,朝實現又邁進一大步。然而,該審查卻並未包括系統被動式安全設計等反應爐的安全性問題審核,而是留待 10 年內處理,留下一個大問號。

新規模電力的合作客戶是猶他州聯合市政電力系統(Utah Associated Municipal Power Systems),計劃於愛達荷州興建 12 座 50 百萬瓦(Megawatt)發電容量小型模組式核反應爐,這個計畫開始執行後,卻面臨和過去核電廠相同的詛咒:追加預算、完工延期。原本預計 30 億美元預算,已倍增膨脹到 61 億美元,原本預期 2026 年完工,又推遲到 2030 年。

由於新規模電力提出反應爐設計變更,安全性問題審核將在 10 年內由客戶猶他州聯合市政電力系統負責審核,也就是先掛問號,推給日後客戶處理。這樣便宜行事看似給方便,但卻也為計畫增加額外的不確定性。若已砸下大筆投資,開發興建到將近完工,才發現安全性不過關而必須改正,計畫將面臨巨大虧損。

新規模電力反應爐設計的重點是被動式安全性,亦即發生意外時,即使沒有任何介入,反應都能自動終止,不會造成爐心熔毀的嚴重事件。新規模電力的新設計加入可自動循環的硼酸溶液設計,反應爐系統不需要外部動力驅動馬達,設計能將硼酸溶液自動引入反應爐,蒸發後會在反應爐圍阻體壁上冷卻凝結成水,自動流回核心繼續協助冷卻與停止反應。

(Source:新規模電力

但核能管理委員會的反應爐安全顧問委員會(Advisory Committee on Reactor Safeguards)專家 4 月時質疑,蒸發後硼酸會留在原處,水凝結再流下來後是不含硼酸的蒸餾水,可能使部分溶液硼酸不足,不夠減慢反應速度。專家於 6 月向核能管理委員會表示,要確定系統有效,只能反應爐完成後,實地測試反應速度太高時,啟用系統是否真能降下反應速度,才能見真章,因此現階段無法保證安全。

這雖然不影響施工進度,但新規模電力主打的優勢之一就是被動性安全,如今被動性安全遭質疑,許多論點也會跟著站不住腳。如新規模電力一直強調既然有被動性安全機制,不會發生爐心熔毀,所以不需要劃定事故疏散區域,也不用增加額外安全人員以免核電廠設施遭破壞,因這些措施在在墊高總體核電營運成本。但新規模電力想節省這些成本的想法,在核能安全專家看來可是相當嚇人。

新規模電力仍在持續改變設計,也是安全性審查卡關的原因之一,如新規模電力想把反應爐發電容量從 50 百萬瓦提升至 60 百萬瓦,先前送審的 50 百萬瓦設計可能永遠不會實際建造,屆時 60 百萬瓦的反應爐還要重新送審查一次。儘管反應爐安全顧問委員會大體認同新規模電力的技術安全,剩下一些無法判斷的安全性問題可在日後正式營運前測試分析,但又留下很大的不確定性,萬一之後這些安全問題沒有過關,或是更改設計又要重新審查,都會使計畫預算無限增加,工期無限延長。

新規模電力的母公司──美國跨國工程和建築公司福陸(Fluor),股價過去 2 年因本身虧損,以及美國聯邦調查帳務,導致股價大跌八成,使新規模電力的財務穩定性也跟著受質疑。福陸投資新規模電力 6.43 億美元,美國能源部則出資 3.14 億美元,若要順利完工,接下來 10 年內還要募集更多資金。

新規模電力在第四代核電廠新創企業中,已是技術發展最成熟、最接近商用化,然而以目前預算計算均化成本,若沒有能源部補貼,仍然完全無法與市場批發電價競爭。新規模電力未來若繼續更改設計,產生的審查行政程序、時間拖延等,都將進一步墊高成本,如此一來說要減碳,還不如發展可再生能源搭配能源儲存更具經濟效益。

這也是所有第四代核能的最大問題:其他競爭對手技術已成熟,價格仍在持續下降,新技術卻還要經歷相當長的摸索期,等到終於能商用化,很可能已在大眾市場無商業價值,最後或許只能進攻軍事用途等利基市場。

(首圖來源:新規模電力

研身閱讀: