避开绿色能源之路上的阻碍

许多年前我就对洗涤器进行了了解。虽然熟悉燃煤发电站的人都了解洗涤器技术，但我们这些非电力行业从业者通常并不知晓。所以，我惊讶地发现，为了净化燃煤电厂排放的污染物而增加的洗涤器设施通常比原来的燃煤电厂还要大。洗涤器利用细小的水滴云与粉碎的石灰石混合，在燃煤电厂废气进入大气之前对其进行脱硫。

显然，安装洗涤器的成本很高，这也许能解释为什么目前运营的 240 家美国燃煤电厂中，只有 30% 配备了洗涤器。但是回报丰厚：洗涤器烟囱排出的基本上只是无污染的蒸汽。

遗憾的是，洗涤器无法去除排放物中的二氧化碳。您担心的温室气体排入大气问题确实存在。因此，许多美国燃煤电厂计划在几年内退役，且过去几年已有约 157 家燃煤电厂退役。

这种大规模退役显然让美国能源部提出了一个方案：他们研究了将关闭的燃煤电厂改造为小型模块化核反应堆 (SMR) 和先进的非轻水核反应堆 (AR) 的可行性。

（图片来源：Crouzet Controls）

这两种技术都已经过数十载的研究。它们采用无需人工干预即可运行的被动安全措施，展现出了诱人的前景，并已经吸引到了私人投资 — 就连微软创始人比尔盖茨也资助了一家 SMR 初创公司。此外，许多这样的小型反应堆被设计在地下，能够抵御恐怖主义威胁。研究表明，它们不必像大型反应堆那样需要许多安全措施，这在很大程度上要归功于它们的表面积与体积比（及堆芯热量）较高。

美国能源部研究人员表示，将这些新反应堆设计在退役燃煤电厂所在处的一个有利因素是，燃煤电厂一般规模较小 — 90% 以上的燃煤电厂发电量低于 500 MWe，有些甚至低于 50 MWe。SMR 通常为 300 MWe 或更低，约为传统核反应堆发电量的三分之一，占地面积也小得多。此外，核电厂项目还有助于保留退役燃煤电厂周围社区现有的经验丰富劳动力；许多燃煤电厂的老员工已经具备相应的技能和知识，可供在核电厂工作时派上用场。

美国能源部还发现，若利用现有燃煤电厂基础设施建造新的 AR，则可以节省 15% 到 35% 的建设成本。通过重新利用现有的电网连接、办公楼、输电连接和开关站等电气设备以及民用基础设施，前期累计节省资金可达数百万美元。

这些听起来很不错，但将 SMR 和 AR 设计在旧燃煤电厂场所的主要理由似乎是重新利用电网连接。快速能源政策评估和分析工具包 (REPEAT) 最近进行的一项分析可能会给您留下这样的印象。REPEAT 是普林斯顿大学的杰西·詹金斯教授领导的一个项目。此项分析着眼于最近通过的联邦立法，即《通货膨胀削减法案》(IRA)，特别是该法案中针对清洁能源生产的部分。

REPEAT 最初估计，该法案批准的投资将使净排放量在 2005 年的水平上减少 42%，而如果按照现行政策，这一比例则为 27%。但最近 REPEAT 发现，如果美国继续像过去 10 年那样，以每年约 1% 的缓慢速度修建输电线路，将会导致 2030 年的排放量可能与未颁布 IRA 时并无太大差异。这是因为 IRA 包含对电动汽车和其他电气化模式的激励措施，这将增加对电力的需求。

REPEAT 预测，如果输电线路的扩张速度限制在每年 1%，那么到 2030 年，天然气使用量将在 2021 年的基础上增长 4%，并在 2035 年之前一直保持较高增长水平。到 2030 年，与未颁布 IRA 的情况相比，美国将额外消耗超过 1.1 亿吨煤炭。为了避免出现这种情况，美国必须将其电网基础设施建设速度提高一倍以上，而这几乎不可能发生。

对于那些将 IRA 的颁布视为一种气候友好姿态的人来说，这些预测可能有点令人难堪。但 REPEAT 最新报告中公布的数据和证据中也隐藏了一些好消息：看看该小组的发电量预测图，您会发现截至 2035 年，核能发电量没有增长，而且实际上在某些情况下还有所下降。显然，他们的预测中没有考虑 AR 或 SMR 的兴起。

同时也有机会：在解决排放和电网基础设施问题方面，新的核能技术的潜力多少有些出乎意料。