科技巨头开始争先恐后地为人工智能的巨大能源需求寻找新的电力来源,核电技术开发相关的初创企业成为了一些公司的新选择。(首图来自图虫创意)
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如今,科技巨头开始争先恐后地为人工智能的巨大能源需求寻找新的电力来源,而核电技术开发相关的初创企业成为了一些公司的新选择。
例如谷歌最近宣布,计划在2030年之前开始使用Kairos Power公司的小型模块化反应堆提供的电力。亚马逊则投资另一家核电初创公司X-Energy。而微软方面虽然尚未宣布类似的投资计划,但该公司已经在去年发布了一条招聘信息,工作内容之一就是研究下一代核反应堆的“优化整合”。
最新的核技术声称比传统核电站更安全、更可持续。但一些批评者认为,所谓“先进”的核技术并不一定那么先进,而且也不可能按照大科技公司希望的时间表准备就绪。
非营利组织“忧思科学家联盟”(Union of Concerned Scientists)核能安全项目主任埃德-莱曼(Ed Lyman)说:“我认为,这些反应堆的性能极有可能达不到其开发商所承诺的水平。”
X-Energy制造的小型反应堆装满了燃料“鹅卵石”--每个鹅卵石大约有台球那么大,其中包含数千个微小的铀颗粒,每个颗粒都被碳层包围。(这种燃料被称为 TRISO,即 “三结构各向同性”燃料;美国能源部称其为“地球上最坚固的核燃料”,莱曼认为这种说法“夸大其词”)。燃料与吸收热量的氦一起在堆芯中不断旋转,热量将水转化为蒸汽,从而产生电能。该公司称其设计可以“防熔毁”,并表示粒子“在所有可预见的条件下都能保持其完整性”。
莱曼曾在2021年撰写过一份关于下一代核反应堆的详细报告,并密切关注该行业的发展。他认为,现在给出安全定论还为时过早。他说:“X-Energy的这种燃料类型尚未在任何情况下进行过测试。在爱达荷国家实验室的反应堆中测试另一种TRISO燃料时,实验不得不提前停止,因为燃料在特定温度下会释放出高浓度的放射性铯。X-Energy称,其燃料本身非常安全,因此没有必要建造安全壳;莱曼对此并不认同。反应堆可能会受到空气或水泄漏的影响,而且燃料必须按照严格的规格制造,而这些规格尚未得到证实。他说:“他们的所有安全分析仍然基于乐观的假设。”
X-Energy称,反应堆运行效率很高,每块“鹅卵石”中可用铀的利用率超过90%。但莱曼说,与传统核电站相比,它的效率较低,会产生更多的放射性废料。在反应堆60年的寿命期内,乏燃料将被储存在现场,但之后必须将其储存在地质储存库中(到目前为止,这些储存库还不存在,几十年来老式核电站产生的核废料仍在堆积)。
Kairos也使用TRISO燃料,但反应堆类型不同。莱曼认为,这家公司同样面临着其他挑战。比如,该公司使用的冷却剂具有腐蚀性,要为反应堆找到不会被其损坏的材料可能很困难。对此,该公司表示已经进行了数千小时的测试,在正常运行条件下“几乎没有腐蚀”;而莱曼说,现在要知道反应堆的实际表现还为时过早。据悉,Kairos于2024年7月才正式开始在田纳西州橡树岭开始建造核反应堆。
与现有的核电站相比,全规模反应堆还将释放出更多的放射性同位素氚。莱曼认为这会对环境造成危害。对此Kairos公司表示,氚的释放量“不会对公众健康或环境构成重大风险”,并指出地下水中自然存在一定程度的氚,该公司将“进行定期监测和缓解工作,以限制任何氚的释放”。
此外,Kairos公司还将面临采购所需燃料的挑战。该公司所需要的是一种比目前核电厂使用的铀更为浓缩的铀,而当前这种铀的产量不足。但该公司认为,谷歌等客户的需求向生产商“发出了有意义的信号”。
对于科技公司来说,小型模块化反应堆很有吸引力,因为与传统核电站相比,这种规格的反应堆可以建在更靠近电网的地方。它们的建造速度更快,成本更低。亚马逊发言人表示:“我们仍然致力于可再生能源,并已连续四年成为这一领域最大的企业采购商。但我们知道,我们还需要其他可靠的无碳能源,以满足我们业务不断增长的需求。扩大我们的能源投资战略,将包括核能在内的其他形式的无碳能源纳入其中,是帮助弥补这一差距的最可行选择。”
谷歌发言人表示,“核能的‘永远在线’特性非常有价值”,并指出该公司正在继续部署新的风能、太阳能、地热能和电池储能项目。(地热发电与核能一样,也能提供数据中心所需的全天候能源,谷歌最近与一家初创公司合作,帮助部署可在更多地点使用的下一代地热发电厂)。
Kairos Power表示,它有可能很快进入市场。一位发言人说:“传统的核电开发模式时间长、速度慢、资本密集型。Kairos公司正在通过采用快速迭代的方法来颠覆这种模式,这种方法可以加快创新和优化的测试周期”。目前,该公司已经获得了核管理委员会50多年来颁发的首张非传统核反应堆建造许可证。该公司的目标是在2027年开始运行该示范反应堆,并在三年后让谷歌的第一座反应堆投入运行。
莱曼对新工厂能否在本世纪末如期投产持怀疑态度。他说:“科技公司认为自己是有远见的人。他们不喜欢听到反对者的意见。他们认为自己是宇宙的主宰。但事实是,核电的重大改进需要大量的开发工作,而且是一项非常缓慢和艰苦的工作。这不是在车库里用电路板造东西。这些项目还必须获得核管理委员会的监管批准。”(其他重启已关闭的老核电站的尝试,如微软重启三里岛反应堆的计划,也可能面临障碍)。
科技公司在减排方面有着积极的目标,寻找多种新的解决方案也在情理之中。但考虑到数据中心现在急需更多清洁能源,我们不清楚为什么他们不采用更多已经存在的、不会产生核废料的可再生解决方案来填补空白。
莱曼说:“我认为这些时间表都不现实。充其量,他们会得到几个精品反应堆,而这些反应堆的运行成本将非常昂贵,最终可能会让他们头疼不已。”
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