隨著清潔能源的呼聲越來越高，核能再次成為人們的關(guān)注點。在這種情況下，核能初創(chuàng)企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn)，它們通過各種各樣的創(chuàng)新設(shè)計解決諸如放射性廢料、熔毀、核擴(kuò)散和高運營成本等眾所周知的核能問題。早在2009年，紐約投資經(jīng)理Simon Irish就發(fā)現(xiàn)了自認(rèn)為可以改變世界的機(jī)會，當(dāng)然在此過程中，也能夠?qū)⒚涝D(zhuǎn)化為財富。
關(guān)鍵問題在于，“我們能否做得比60年前商業(yè)化的傳統(tǒng)反應(yīng)堆做得更好？”愛爾蘭回憶道， “答案是，‘絕對會’。”
愛爾蘭認(rèn)為，全球各國需要建設(shè)數(shù)量驚人的清潔能源項目，從而取代化石燃料的能源基礎(chǔ)設(shè)施，只有這樣才能為那些快速發(fā)展的國家不斷增長的需求提供足夠的能源。他意識到，依賴風(fēng)力和太陽能發(fā)電的可再生能源要達(dá)到這一目標(biāo)過于困難。而且他也知道，核電作為唯一可以填補(bǔ)空白的現(xiàn)有清潔能源形式，實在是太昂貴了，根本無法與石油和天然氣相競爭。
但是，在2011年的一次會議上，他遇到了一位工程師，后者設(shè)計了一個用熔鹽冷卻的核反應(yīng)堆。愛爾蘭認(rèn)為，如果這一計劃成功，它不僅可以解核能老化的問題，還可以為全世界棄用化石燃料提供一條現(xiàn)實途徑。
關(guān)鍵問題在于，“我們能否做得比60年前商業(yè)化的傳統(tǒng)反應(yīng)堆做得更好？”愛爾蘭回憶道， “答案是，‘絕對會’。”
愛爾蘭非常確信這個新的反應(yīng)堆是一項偉大的投資，他把他的整個職業(yè)生涯都押在了上面。近十年后，愛爾蘭成為了總部位于紐約市的Terrestrial Energy公司的首席執(zhí)行官，該公司預(yù)計將在2030年之前建成一個熔鹽反應(yīng)堆。
當(dāng)然，在這個行業(yè)，Terrestrial Energy公司遠(yuǎn)非孤軍奮戰(zhàn)。為了解決眾所周知的核能問題——放射性廢料、熔毀、核擴(kuò)散和高運營成本，美國全國各地涌現(xiàn)了數(shù)十家核初創(chuàng)企業(yè)。
這個行業(yè)有很多奇思妙想。有的反應(yīng)堆可以使用核廢料。有些反應(yīng)堆旨在破壞可以制成武器的同位素。有些小型反應(yīng)堆可以在工廠里進(jìn)行低成本建造。這么多想法！
對于Terrestrial Energy公司顧問、前能源部長歐內(nèi)斯特?莫尼茲(Ernest Moniz)來說，這種感覺就好像正在發(fā)生新的事情。“我從未在這個行業(yè)看到過這種創(chuàng)新，”他說， “這真的令人興奮。”
其他反應(yīng)堆，如Terrestrial Energy公司的熔鹽冷卻反應(yīng)堆設(shè)計也具有創(chuàng)新性。如果反應(yīng)堆過熱，就會自動冷卻。傳統(tǒng)的反應(yīng)堆主要通過流經(jīng)的水以防止過熱，但如果有什么東西停止水的流動——就像福島的地震和海嘯——水就會沸騰，也就沒有任何東西可以阻止反應(yīng)堆的熔毀。
愛爾蘭說，與水不同的是，熔鹽不會沸騰，所以即使操作人員關(guān)掉安全系統(tǒng)并走開，鹽也會使系統(tǒng)保持冷卻狀態(tài)。鹽不斷加熱和膨脹，推動鈾原子分開并減緩反應(yīng)(鈾原子離得越遠(yuǎn)，飛行中的中子就越不可能把它們分開，也就無法觸發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的下一個環(huán)節(jié))。
愛爾蘭說:“這就像你在煮意大利面時把鍋放在爐子上一樣。”不管你的爐子有多熱，除非水已經(jīng)沸騰了，否則你的意大利面永遠(yuǎn)不會超過100攝氏度。然而，當(dāng)你用液態(tài)鹽代替水時，你必須達(dá)到1371攝氏度才能使冷卻液蒸發(fā)。
這些東西聽起來像科幻小說——但它是真實存在的。自2016年以來，俄羅斯一直在用一個先進(jìn)的反應(yīng)堆發(fā)電，這個反應(yīng)堆可以燃燒放射性廢料。中國也建造了一個“卵石床”反應(yīng)堆，能夠?qū)⒎派湫栽劓i在球桿大小的石墨球內(nèi)。
2015年，中間派智庫“第三條道路”(Third Way)開始繪制全美所有先進(jìn)核項目的地圖，追蹤那些致力于為低碳能源提供更安全、更廉價、更清潔核能的初創(chuàng)企業(yè)和公共部門項目。第一張地圖上有48個點，現(xiàn)在有75個點，就像糖果色的斑點一樣在地圖上蔓延開來。
“第三條道路”(Third Way)清潔能源工作負(fù)責(zé)人瑞安·菲茲帕特里克（Ryan Fitzpatrick）指出，就項目數(shù)量，工作人數(shù)以及私人融資金額而言，目前的核能發(fā)展形勢無與倫比，除非你回到20世紀(jì)60年代。
當(dāng)時，華特·迪士尼(Walt Disney)發(fā)行了電影《我們的朋友，原子》(Our Friend the Atom)廣為宣傳核能，業(yè)內(nèi)稱未來的電力會“太便宜到不用計量”，電力公司計劃在美國各地建造數(shù)百座反應(yīng)堆。
為什么這一切都發(fā)生在現(xiàn)在？畢竟，自冷戰(zhàn)開始以來，科學(xué)家們一直在研究這些替代類型的反應(yīng)堆，但它們從未流行起來。先進(jìn)反應(yīng)堆的實驗歷史也充滿了各種各樣的失敗。 1954年，熔鹽冷反應(yīng)堆首次成功運行，但美國選擇專注于水冷反應(yīng)堆，并削減了其他設(shè)計的資金。
但基本層面已經(jīng)發(fā)生了變化：以前，由于傳統(tǒng)反應(yīng)堆是有利可圖的，因此核公司沒有必要通過聯(lián)邦監(jiān)管程序的層層審批獲得新設(shè)計，在此過程中還要花掉數(shù)十億美元。那不再是現(xiàn)實了。
愛爾蘭說：“半個世紀(jì)以來，現(xiàn)在的核電運營商首次陷入財務(wù)困境。”
最近，美國對傳統(tǒng)水冷反應(yīng)堆的賭注以非常昂貴的方式開始慢慢惡化。2012年，南卡羅萊納電力天然氣公司(South Carolina Electric & Gas)獲準(zhǔn)建造兩座大型常規(guī)反應(yīng)堆，發(fā)電量為2200兆瓦，足以為180萬戶家庭供電，并承諾將在2018年的某個時候投入使用。當(dāng)電力用戶看到他們的賬單上漲了18%來支付建設(shè)費用時，這一工程很快就遭到了推遲。去年，在向該項目投入90億美元后，該公司最終放棄了這一項目。
美國麻省理工學(xué)院先進(jìn)核能系統(tǒng)低碳能源中心的聯(lián)合主席約翰·帕森斯（John Parsons）表示，美國最近建造的核電項目是一場災(zāi)難，主要原因是現(xiàn)場施工過程中開支陡增。
類似的情況也在國外不斷上演。在芬蘭，Olkiluoto發(fā)電廠的新反應(yīng)堆建設(shè)比原計劃晚了8年，超出預(yù)算65億美元。
作為回應(yīng)，這些核創(chuàng)業(yè)公司正在設(shè)計他們的業(yè)務(wù)，以避免可怕的成本超支。許多人計劃在工廠建造標(biāo)準(zhǔn)化的反應(yīng)堆部件，然后像在建筑工地拼搭樂高積木一樣將它們組裝在一起。“如果你可以將工程搬到工廠，你可以大幅降低成本，”帕森斯說。
新反應(yīng)堆也可以通過更安全的方式來降低成本。傳統(tǒng)反應(yīng)堆有發(fā)生熔毀的基本風(fēng)險，很大程度是因為起初這種反應(yīng)堆是被設(shè)計用于為潛艇提供動力。愛爾蘭解釋說，當(dāng)它在水下時很容易用水來冷卻反應(yīng)堆，但當(dāng)我們將這些反應(yīng)堆提升到陸地上時，我們不得不開始用水泵抽水來冷卻它們。“這要確保水泵系統(tǒng)永遠(yuǎn)不會出問題，或者永遠(yuǎn)不會發(fā)生像福島那樣的破壞性事故。在建設(shè)過程中，你需要安全系統(tǒng)之上的安全系統(tǒng)，冗余之上的冗余。“
Oklo是一家硅谷初創(chuàng)公司，其反應(yīng)堆設(shè)計基于不易發(fā)生熔毀的原型。 “當(dāng)工程師關(guān)閉所有冷卻系統(tǒng)時，它會自行冷卻，然后重新啟動并在當(dāng)天晚些時候正常運行，”Oklo聯(lián)合創(chuàng)始人卡洛琳·科克倫(Caroline Cochrane)說。如果這些更安全的反應(yīng)堆不需要備用冷卻系統(tǒng)和混凝土密封罩，那么公司就可以用更少的錢來建造核電站。
在取得成功之前，技術(shù)往往會經(jīng)歷很長一段時間的失?。涸诘谝粋€電燈問世和托馬斯·愛迪生發(fā)明白熾燈之間進(jìn)行了45年的修修補(bǔ)補(bǔ)。工程可能需要幾十年才能趕上想法。帕森斯說，其他人過去曾嘗試過各種先進(jìn)核能的想法。 “但科學(xué)已經(jīng)在向前發(fā)展，”他說，“你有比幾十年前更好的材料。這讓這些事情變得可行。”
非營利機(jī)構(gòu)“能源創(chuàng)新改革項目”(Energy Innovation Reform Project)最近的一項研究估計，最新一批核電初創(chuàng)企業(yè)每兆瓦的發(fā)電成本在36美元至90美元之間。這使其與任何使用天然氣（運行價格在42美元至78美元之間）的發(fā)電廠相比都具有競爭力，并將提供一種替代化石燃料的可行方案。
在最好的情況下，核電甚至可能更便宜。但像核能初創(chuàng)企業(yè)這些類似的研究可以通過創(chuàng)新設(shè)計來削減建設(shè)成本，但無法預(yù)見革命性的進(jìn)步。
“希望這些設(shè)計師能夠進(jìn)一步降低成本——你希望能夠讓更多的人能夠獲得更多的能源——因此即便沒有煤炭等化石燃料，核能也會成為一種可以擊敗天然氣的廉價替代品，”帕森斯說，“這只是一個希望，但這就是企業(yè)家應(yīng)該做的事情。”
哈佛大學(xué)(Harvard)的核能專家馬修?邦恩(MATTHEW BUNN)則表示，如果核能在應(yīng)對氣候變化方面發(fā)揮作用，這些先進(jìn)的核電公司將不得不迅速擴(kuò)大規(guī)模。 “為了在2050年之前提供我們所需的十分之一的清潔能源，我們每年必須向電網(wǎng)增加30千兆瓦的電能，”他說。
這意味著世界將需要建造10倍于2011年福島災(zāi)難之前的核電站。這現(xiàn)實嗎？
“我認(rèn)為我們應(yīng)該嘗試——但我不樂觀，”邦恩說，并指出我們建造太陽能和風(fēng)能發(fā)電站來取代化石燃料同樣困難重重。
巨大的障礙仍然阻礙著核能復(fù)興。在一家公司開始建設(shè)之前，測試原型和獲得聯(lián)邦監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)需要數(shù)年時間?！睹绹鴩铱茖W(xué)院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)本月早些時候發(fā)表的一項研究顯示，“為了讓先進(jìn)的核技術(shù)在未來幾十年的深度脫碳過程中發(fā)揮作用，”美國將需要徹底改革核技術(shù)的推廣方式。
專家指出，為了給先進(jìn)的核反應(yīng)堆提供一個公平競爭的機(jī)會，許多方法都是一致的:讓監(jiān)管更有利于創(chuàng)新，而不是偏愛傳統(tǒng)的反應(yīng)堆。鼓勵公用事業(yè)公司購買低碳能源。還有提供更多的資金。
新一代核電公司背后的人們則認(rèn)為，只要有正確的幫助，他們就能更快地進(jìn)入市場。 Oklo正準(zhǔn)備在2025年之前建成一座商用反應(yīng)堆。
“我們可以用核能快速擺脫化石燃料嗎？法國做到了，這是可以做到的，“來自O(shè)klo的科克倫說。“我們的反應(yīng)堆比最新的傳統(tǒng)反應(yīng)堆小500倍，它們具有所有這些固有的安全特性，并且可以消耗核廢料。我們的申請流程會更短嗎？“
在智囊機(jī)構(gòu)Breakthrough Institute研究核電的杰西卡洛弗林（Jessica Lovering）表示，此前政府常常會挑選一個有前途的想法，像對待一個有特權(quán)的孩子一樣照顧它，這就是我們過去對待傳統(tǒng)核能的方式。而降低這些障礙要便宜得多。
“我們可以選擇一個想法，花很多錢幫助它變得商業(yè)化，然后為每個項目提供更多的資金補(bǔ)貼，”洛弗林說， “或者，我們可以讓整個創(chuàng)新體系投入更少的資金。”
加州大學(xué)伯克利分校研究清潔能源的丹·卡門(Dan Kammen)說，盡管如此，先進(jìn)的核項目很可能需要長達(dá)30年的時間才能通過監(jiān)管審查，解決在漫長過程中出現(xiàn)的各種意外問題，并證明它們有市場競爭力。到那時，卡門認(rèn)為競爭中還會有其他選擇：電力存儲正在變得更好，核聚變技術(shù)可能會有所突破。
卡曼說:“最終，在一個擁有100億人口的星球上，一定數(shù)量的大型、方便、負(fù)擔(dān)得起、安全的基載電力——就像我們從核裂變或核聚變中獲得的電力一樣——將是非常有益的。而在太陽能發(fā)電方面也會有進(jìn)展。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，或許就會像科幻小說中所描述的那樣，每扇窗戶上都覆蓋著太陽能薄膜。那樣一個世界也可以正常運轉(zhuǎn)。”
在歷史的此時此刻，一切都是遠(yuǎn)景，皆有可能。我們必須在發(fā)展中完全取代我們現(xiàn)有的能源系統(tǒng)。為此，人們種植了許多不同的種子。收獲時間還有很長一段時間，但我們看到花園里有些地方已經(jīng)涌出了新芽。
核能的創(chuàng)新性使得年輕人興奮不已，他們將核能視為擺脫化石燃料的一種方式。大學(xué)生正在被于核工程專業(yè)所吸引。當(dāng)核工業(yè)在20世紀(jì)70年代瀕臨崩潰時，研究這個問題的學(xué)生數(shù)量逐漸減少，但自21世紀(jì)初以來，它一直在穩(wěn)步攀升。
其中一些學(xué)生正將創(chuàng)辦自己的先進(jìn)核公司。紀(jì)錄片制片人大衛(wèi)·舒馬赫(David Schumacher)遇到了一些年輕人，他們的熱情感染了舒馬赫，于是他制作了一部關(guān)于他們的紀(jì)錄片《新火》(The New Fire)，該片于去年上映。
“他們是真正具有理想主義的年輕人，他們試圖通過做一些非常重要但并不受歡迎的事來拯救地球，“舒馬赫說，“他們可能在其他地方賺了很多錢，雖然知道自己會受到非議，但他們正在創(chuàng)辦這些核公司。”
這是在Terrestrial Energy公司奮斗的愛爾蘭所熟知的感覺。“關(guān)于核問題的看法是如此消極，”他說，“最大的勝利就是說服忙碌的人們能夠認(rèn)真傾聽。”
雖然Terrestrial Energy公司還在與公眾輿論作斗爭，但愛爾蘭表示他的公司一直在按時完成每一個階段性的目標(biāo)。加拿大監(jiān)管機(jī)構(gòu)去年宣布，Terrestrial Energy公司已經(jīng)完成了設(shè)計審查的初始階段工作——這是該國批準(zhǔn)建設(shè)核電站的第一步。愛爾蘭已經(jīng)在安大略省選擇了Terrestrial Energy公司可以建造第一座反應(yīng)堆的地點。
雖然愛爾蘭對Terrestrial Energy公司的其他工作表示沉默，但他確實描述了一種經(jīng)歷，他說這使他對公司的前景更有信心，迄今為止比任何其他成就都更有信心。
去年8月，他身處紐約一名著名投資者的辦公室，后者也是環(huán)保組織的主要貢獻(xiàn)者。 參加這次會議是一個挑戰(zhàn)，是因為圍繞核問題的爭議。 但到最后，愛爾蘭成功說服了這位商人，讓他明白可再生能源和核能不僅只是共存，而是互相促進(jìn)。
在愛爾蘭的講述中，他正在解釋Terrestrial Energy公司的反應(yīng)堆設(shè)計，當(dāng)時這名男子攔住他并說：“等一下，這可以帶來熱量！” 工業(yè)部門需要熱量，但風(fēng)能和太陽能根本沒有起到任何作用。
“就他而言，”愛爾蘭說，“這才是他最大的缺憾。”
