西方欲大力复兴核能，但面临工程能力短板

2022年6月24日16:45 CST 更新

几十年前，核电在西方国家曾因安全顾虑而失宠，如今这些国家正大举押注核电项目，只是已不具备建造核反应堆的专业知识。

各国政府希望核能产生的几乎无碳的电力能够帮助应对气候变化，减少对俄罗斯石油和天然气的依赖。美国、法国和中国正在扶持发展新一代反应堆，与早先设计的那些反应堆相比，新反应堆会更容易建造，也更安全。俄罗斯入侵乌克兰激发了各国将新型反应堆投入使用的紧迫感。

这种雄心在西方面临一大障碍。那些掀起核能发展浪潮的国家已连续多年执行废核计划，现在缺乏具有建造反应堆经验的管理人员和熟练工人。美国和欧洲的少数几个核电站虽已开工建设，但也延误了数年，而且超支数以十亿美元计。这些项目已导致一些公司破产，并暴露出美国和欧洲核工程能力上的短板。

在法国，弗拉曼维尔(Flamanville)核电站建设一座先进反应堆的项目旨在提高法国的能源独立性，降低法国对外国能源供应的依赖，根据计划，该反应堆发电的温室气体排放几乎为零。

这座反应堆本应在2012年就绪。但十年后，焊工们仍在修复七年前发现的错误，他们带着电烙铁进入反应堆的管道中作业，还用上了机器人，修复反应堆冷却系统中100多处不合格的焊缝。

法国核能安全署(French Nuclear Safety Authority)副署长Julien Collet说：“项目质量远远低于预期水平。”

佐治亚州电力公司(Georgia Power)正在建造两座反应堆，这是30多年来美国首批破土动工的新核电机组之一。该项目的进度落后于计划，并且实际耗资比其预估成本高出了数十亿美元计。“我们不得不培训焊工和所有这些其他技术工成为核电工人，”在佐治亚州伯克县Vogtle工厂从事施工的工会官员Will Salters说。“我们在国内几乎没有这方面的技术工。过去的核电技术工要么退休了，要么去世了。”

1979年宾夕法尼亚州三里岛核事故和1986年切尔诺贝利核事故发生后，西方国家基本停止了新反应堆的建设。反核情绪，包括与废物储存有关的安全关切，成为了环保运动的一块基石。

2011年的日本福岛核泄漏事件进一步推动各国远离核电。美国收紧了监管规定，德国则决定关闭其所有反应堆——此举将在今年完成。

法国弗拉曼维尔的一家核电站正在建造储水箱。

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位于弗拉曼维尔的反应堆建筑内的工作人员。

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这些担忧现在正给旨在减缓气候变化的努力让路。国际能源署(International Energy Agency)称其预计，全球核电装机容量到2050年必须增加一倍，所谓净零排放才能实现。净零排放是指温室气体排放量非常低，通过以森林和其他自然手段吸收大气中的二氧化碳可被完全抵消。科学家们表示，实现净零排放对履行巴黎气候协定至关重要；该协定要求政府把全球平均气温较工业化前水平升高的幅度控制在1.5摄氏度左右。

英国、波兰、捷克和荷兰都已宣布建造新反应堆的计划，为欧洲有几十年历史的反应堆队伍添砖加瓦。法国正开始就核工业建设的严格规定对大量人员进行培训，这是建造至多14座全尺寸新反应堆以及其他较小型反应堆计划的一部分。法国的发电量已有70%来自核电站。

法国最近关闭了12座反应堆，原因是这些反应堆的管道出现意外腐蚀，这导致在俄罗斯切断流向欧洲的天然气供应之际，法国对燃气发电的依赖反而进一步加重。法国官员正忙着赶在明年冬天到来前找出上述问题的原因。

在美国，去年的基础设施法批准32亿美元用于开发先进的核电站。比尔·盖茨(Bill Gates)创立的公司TerraPower正提议建造一种新型反应堆，该公司称这种反应堆建造起来要简单得多，因为不需要像当前一般的反应堆那样在非常高的压力下运行。

美国和欧洲的其他公司正提议建造小型模块化反应堆，以降低核电建设成本。支持者表示，这些反应堆将更易建造，因为可以在工厂的受控环境中组装，有助于避免一些困扰必须就地建造的较大反应堆的制造问题。

新的反应堆设计还旨在通过比现有反应堆更有效地利用铀来产生更少废物。

这些先进反应堆的设计还没有得到监管机构的批准。而且要想真正应用起来，还需要大量高技能的核领域从业人员以及开发一种新的、被称为高纯度低浓缩铀的核燃料，这种燃料还从未在商用领域被规模使用过。

TerraPower发言人Jeff Navin表示：“我们面临的最大风险是供应链问题。”他说：“我们将需要熟练的工人，比如焊工和一般建筑商。其中的一些工人将需要特殊培训。这当然是个令人关切的问题。”

风力涡轮机、太阳能面板和其他可再生技术的发电成本下降，已经引发了有关核电是否值得投资的疑问。至于在缺乏风能和光能时用来储存电力的电池，这方面已具有商业可行性，但供应链问题在最近阻碍了这种电池的布局。

斯坦福大学(Stanford University)的土木与环境工程教授Mark Jacobson表示：“可再生能源更安全、更便宜，而且建设速度更快，那为什么不干脆开发更多的可再生能源呢？这简直说不通。”他说：“存储会增加成本，但相对于新的核电，存储成本可算是微不足道。”

2019年，在佐治亚州Vogtle工厂，一个穹顶被安降到一个核安全壳建筑上。

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在美国，Vogtle电厂的反应堆计划可以追溯到2008年，当时南卡罗来纳州和佐治亚州决定使用Westinghouse的新技术AP1000来建造反应堆。Westinghouse表示，由于采用了被动系统，这种反应堆将更加安全。被动系统在发生事故时会依靠重力和其他自然力量来冷却堆芯。此外，与过去的反应堆相比，这种新反应堆阀门、管道和泵的数量也有所减少。

南卡罗来纳州的公用事业公司为V.C. Summer电厂订购了两个反应堆，而乔治亚州电力公司为Vogtle电厂订购了两个。为了降低成本、提高质量，Westinghouse及其合作伙伴Shaw Group Inc.决定在核电建设中采用一种新的策略：在工厂里锻造反应堆的零部件，然后在工厂现场进行组装。

根据计划，这项制造工作本应在路易斯安那州查尔斯湖的一家Shaw的工厂内完成，当时该州的石油和天然气行业正在蓬勃发展。曾在Shaw核电部门负责质量控制的Christopher Hartz说，该工厂的许多工人在核电焊接方面没有经验，很难达到行业的严格标准。

Hartz说：“他们焊接的第一批模块看起来就像一块块椒盐饼。”

2010年，Hartz带领一个包括V.C. Summer和Vogtle电厂高管的团队去查尔斯湖工厂进行审核。他说，他们发现制造质量下降了，于是投票决定停止工作。Hartz说，当他把这个决定告诉工厂的一位经理时，这位经理朝他扔了一把拆信刀，差点打到他。几个月后，Hartz辞职了。

监管机构和工会管理人员称，该工厂最终发往Vogtle的锻件做得很差。

“焊缝不符合标准。活儿做得太糙，” 佐治亚州工会管理人员Salters说。“我们工会的焊工不得不把他们做的所有东西都磨掉，完全重做，因此工作进度从一开始就落后了。”

Shaw不予置评。该公司的所有者和管理层已经变更。

在美国，Westinghouse不堪Vogtle和V.C. Summer核电站建设成本超支的重压，于2017年宣布破产。为V.C. Summer核电站订购相关反应堆的南卡罗来纳州公用事业公司Santee Cooper和Scana Corp.于当年晚些时候取消了该项目。

Georgia Power及其母公司Southern Co.则继续推进Vogtle的两个反应堆的建设。这两家公司称，其目标是在明年第一季度将第一个反应堆投入使用。

“我们知道，建造美国30多年来的首批新核电机组将是一个挑战，” Georgia Power表示。

弗拉芒维尔核电站的新反应堆项目是由法国政府控股的核工程公司阿海珐(Areva S.a., ARVCY)牵头财团开发的，被称为欧洲压水反应堆(European Pressurized Reactor, EPR)，按照设计能够更有效地使用铀燃料，并具备新的安全功能，以减轻公众对核电的恐惧，比如该反应堆带有一个系统，当堆芯熔化穿透反应堆容器时，该系统可以用水来冷却堆芯。

国有电力公司法国电力(Electricite de France, EDF.FR)在2004年向弗拉芒维尔核电站下了采购订单。一年前，一个由芬兰公司组成的财团订购了这种新反应堆，计划用在芬兰西部奥尔基洛托的一个现有核电站。

2016年，芬兰西部的奥尔基洛托核电站。

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芬兰核安全局副局长Tapani Virolainen说，这个芬兰核电站在反应堆建造完工后不久就开始出现问题。支撑该核电站的一块近10英尺厚的新混凝土板缺乏足够的水密性。安全壳结构内的金属衬里本应让反应堆拥有良好的气密性，但却焊接错误。

Virolainen说，这个核电项目中制造质量最好的部分不是来自欧洲，而是出自一个日本财团，该财团为这座核电站铸造了460吨的反应堆容器。

芬兰的这座核反应堆于今年3月开始少量发电，比预期的投入运营时间晚了近13年。一个芬兰财团已为这座反应堆花费了超过57亿欧元（约合61亿美元），而最初估算的花费为30亿欧元。阿海珐已计入超过55亿欧元的损失。

在法国，最初的目标是使反应堆能够在2012年开始发电。但2015年仍未完成，当时分包商指出一些冷却系统的焊缝存在问题。法国电力用了一年半的时间才发现问题很严重，需要通知法国的核安全监管机构。该机构展开了调查，发现了110个不合格的焊缝。

监管机构和法国电力高管说，一些有问题的焊缝是由分包商没有拿到正确的设计规格所致。官员和法国电力高管说，其他问题则纯粹是因为缺乏必要专业知识的焊工出现了失误。

“我们缺少在这种规模和这种要求下进行焊接的习惯，因为我们的队伍是很久以前建立的，”法国电力负责焊接的主管Majorie Hazeveld说。“从事核电的人员只做维护工作。”

弗拉曼维尔的反应堆建筑内。

图片来源：BENJAMIN GIRETTE/BLOOMBERG NEWS

1月，法国电力将向弗拉曼维尔反应堆装载燃料的日期推迟到2023年中期，比最初的预期晚了十年多。该公司将成本估算提高到127亿欧元，几乎是最初估算成本的四倍。

Areva和法国政府最终为芬兰和法国的成本超支埋了单。2016年，当该公司因为这些损失摇摇欲坠时，法国政府对其进行了重组，法国电力控制了Areva的反应堆建设业务。

2016年，法国电力管理层推进了一个规模更大的新项目：在英国欣克利角建造两座反应堆，预计造价为180亿英镑（约合225亿美元）。

因为这一加大核能投资的决定，董事Gerard Magnin从法国电力辞职。Magnin是一名非营利组织高管，因在可再生能源方面具有专长被政府任命为该公司董事。他在接受采访时说：“鉴于可再生能源成本大幅下降，今天的核能决策存在着在技术和经济方面过时的风险。”

三年后，法国电力将该项目的成本估算提高到215亿-225亿英镑，称基坑工作发现这一场地的地基不如之前预期的稳定，需要更多加固。

今年5月，法国电力再次将该成本估算上调，至260亿-270亿英镑，并将启动日期推迟至2027年6月。该公司警告称，项目可能会进一步推迟。