日前，中國(guó)核電技術(shù)公司重組的消息，再度引發(fā)業(yè)界對(duì)2015年核電加速的猜想。從全球來看，當(dāng)今31個(gè)國(guó)家都在利用核能發(fā)電，約提供全球5.7%的能源和13.0%的電力。美國(guó)是全世界最早開始利用核能(包括軍用和民用)的國(guó)家，也是當(dāng)前全球核電技術(shù)最先進(jìn)、核電裝機(jī)最多的國(guó)家，其發(fā)展歷程對(duì)于中國(guó)的核電發(fā)展有著重要的參考意義，本期數(shù)說能源從不同側(cè)面帶您認(rèn)識(shí)美國(guó)核電的過去、現(xiàn)在和未來。

核電在美國(guó)能源中的地位舉足輕重

美國(guó)當(dāng)前共有100臺(tái)核電機(jī)組，夏季凈裝機(jī)容量約為0.99億千瓦。歷史上核電機(jī)組數(shù)量最多的年份是1990年，達(dá)到了112臺(tái)。夏季凈裝機(jī)容量最多的年份是2012年，達(dá)到了1.02億千瓦。上世紀(jì)70～90年代是美國(guó)核電的快速增長(zhǎng)期，1990年之后，核電占總發(fā)電量的比例維持在18%～21%，占一次能源消費(fèi)總量的比例維持在7%～9%。

美國(guó)核電站分布

目前，美國(guó)有19家企業(yè)和聯(lián)合體正在研究、申請(qǐng)?jiān)S可或建造超過30個(gè)核反應(yīng)堆。美國(guó)核能管理委員會(huì)正在審核14個(gè)核電廠的9個(gè)聯(lián)合許可證。

美國(guó)的100臺(tái)核電機(jī)組分布在31個(gè)州，由30個(gè)不同的企業(yè)運(yùn)營(yíng)。其中有65個(gè)是壓水反應(yīng)堆，35個(gè)是沸水反應(yīng)堆。這些核電機(jī)組幾乎都是在1967～1990年間建造的。

美國(guó)的大部分核電站都分布在密西西比河?xùn)|岸。伊利諾伊州共有11臺(tái)核電機(jī)組，是全美擁有核電機(jī)組最多和裝機(jī)容量最大的州;南卡羅萊納州次之，共有9臺(tái)核電機(jī)組。

全美最大核反應(yīng)堆是位于密西西比州吉布森港的大海灣核電站，凈裝機(jī)容量為1350兆瓦;最小的核反應(yīng)堆位于內(nèi)布拉斯加州卡爾洪堡，凈裝機(jī)容量為478兆瓦。

美國(guó)與其它核電大國(guó)比較

美國(guó)的核電發(fā)電量排名全球第一，2013年的發(fā)電量達(dá)到了7890億千瓦時(shí)，約占全球總量的1/3。

法國(guó)、俄羅斯、韓國(guó)、中國(guó)分列2～5位。日本的核電裝機(jī)容量在全球排名第三，在2011年福島核泄漏事故之前，核電提供了30%的電力。事故之后，日本關(guān)閉了54座核電站，2013年的發(fā)電量只有139億千瓦時(shí)，提供了1.7%的電力，但目前已經(jīng)陸續(xù)重新開啟了48座核電站。法國(guó)的核電發(fā)電量占全國(guó)發(fā)電總量的比例排名全球第一，達(dá)到了73.3%。中國(guó)目前共有23臺(tái)核電機(jī)組，但核電占總發(fā)電量的比例只有2.1%，發(fā)展核電的潛力很大。

美國(guó)的鈾燃料來自哪里?

2013年，美國(guó)的核電廠共購(gòu)買了5700萬(wàn)磅鈾燃料。其中，只有17%由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，83%從國(guó)外進(jìn)口。其中，35%來自于哈薩克斯坦、俄羅斯和烏茲別克斯坦等前蘇聯(lián)國(guó)家，19%來自大洋洲的澳大利亞，15%來自馬拉維、納米比亞、尼日爾和南非等非洲國(guó)家，14%來自北美的鄰國(guó)加拿大，1%來自巴西、中國(guó)、捷克、德國(guó)、匈牙利、和葡萄牙等國(guó)家。

美國(guó)的核廢料處理

核燃料循環(huán)包括開采、研磨、轉(zhuǎn)化、濃縮、加工、發(fā)電、乏燃料儲(chǔ)存、乏燃料后處理、核廢料處理等環(huán)節(jié)。

核燃料循環(huán)中產(chǎn)生的廢物可按其輻射量分為高、中、低放射性廢物，一般的處理方式參。

從核電站中取出的乏燃料，有高溫、強(qiáng)放射性等特點(diǎn)，無(wú)法立即處理。目前通行的做法是在核電站里建造一座乏燃料水池，將剛?cè)〕龅姆θ剂蟽?chǔ)存在水池中冷卻。隨著長(zhǎng)時(shí)間的衰變，核廢料放射性會(huì)減少，如果處置得當(dāng)并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。

截至2013年年底，美國(guó)的乏燃料儲(chǔ)存在38個(gè)州，100多個(gè)臨時(shí)儲(chǔ)存點(diǎn)。

美國(guó)民眾對(duì)核電的態(tài)度

美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，到2040年美國(guó)的電力需求增幅將達(dá)到28%，這意味著需新建數(shù)百座發(fā)電廠。如果要保持核電占發(fā)電總量20%的水平，需要在2040年前新建20～25個(gè)新的核電反應(yīng)堆。

長(zhǎng)期來看，美國(guó)民眾對(duì)核電的支撐程度越來越高。1990年代之前，美國(guó)民眾對(duì)核電的態(tài)度幾乎是對(duì)半分。隨后，支持核電的比例逐漸成為社會(huì)主流，支持與反對(duì)的比例分別維持在70%和30%左右。2013年9月的調(diào)查結(jié)果顯示，70%的美國(guó)民眾認(rèn)為全美在運(yùn)的核電機(jī)組的安全性高，15%的民眾給出了安全性低的評(píng)價(jià)，另外15%則給出了安全性中的評(píng)價(jià)。

美國(guó)核電的未來

在技術(shù)路線上，美國(guó)主推的是壓水堆和沸水堆路線。近年來，美國(guó)開發(fā)了數(shù)種先進(jìn)的機(jī)型技術(shù)，包括沸水堆方向的ABWR(唯一商運(yùn)的三代技術(shù))、ESBWR(號(hào)稱三代+技術(shù)), 以及AP1000等。在壓水堆領(lǐng)域，主要是APWR技術(shù)。

第四代核電技術(shù)由美國(guó)能源部發(fā)起，聯(lián)合法國(guó)、英國(guó)、日本等9個(gè)國(guó)家共同研究，目前仍處于開發(fā)階段，預(yù)計(jì)可在2030年左右投入應(yīng)用。2000年5月，由美國(guó)能源部建議、美國(guó)阿貢實(shí)驗(yàn)室安排的全世界約100名教授進(jìn)行了研討，提出了第四代核電站14項(xiàng)基本需求。