制裁俄罗斯引发美国核电问题

开发新一代小型核电站以帮助减少碳排放的美国公司遇到了一个大问题：只有一家公司出售他们需要的燃料，该公司来自俄罗斯。

这就是为什么美国政府正在紧急寻求一些武器级铀，来为新的先进反应堆提供燃料，并启动一个它认为对各国实现全球净零排放目标至关重要的行业。

（来源：微信公众号“嘿嘿能源heypower” 作者：heypower）

“美国能源部（DOE）的一位发言人说：“生产高纯度低浓缩铀是一项关键任务，所有增加其产量的努力都可以考虑”。

乌克兰危机引发的能源危机重新激发了人们对核电的兴趣。下一代小型化反应堆的支持者称，其效率更高，建造速度更快，并能加速摆脱化石燃料。

但是，如果没有反应堆所需的高纯度低浓缩铀的可靠来源，核电设备商担心他们不会收到工厂的订单。而且，如果没有订单，潜在的燃料生产商不太可能建立和运行供应链来替代俄罗斯的铀。

能源部发言人说：“我们理解需要采取紧急行动，以激励建立一个可持续的、由市场驱动的高纯度低浓缩铀供应链条”。

该发言人说，美国政府正在评估其585.6吨高浓铀库存中多少可以分配给反应堆。

俄罗斯垄断高浓缩铀的事实长期以来一直是美国所担忧的，但乌克兰危机改变了游戏规则，因为政府和开发新的先进反应堆的公司都不想依赖莫斯科。

高纯度低浓缩铀的浓缩度高达20%，而不是为大多数核电站提供动力的5%左右的铀。但目前只有隶属于俄罗斯国有核能公司Rosatom的TENEX公司开展了高纯度低浓缩铀的商业销售业务。

出于对全球核工业的重要性，没有西方国家因乌克兰问题制裁Rosatom，但X—energy和Terra Power等美国电厂开发商不希望依赖俄罗斯的供应链。

“Terra Power公司的外部事务主管Jeff Navin说：”直到几个月前，我们才出现燃料问题，该公司董事长是亿万富翁比尔盖茨。”在乌克兰危机后，我们不放心与俄罗斯做生意。”

鸡和蛋

目前，核电的发电量约占全球的10%，许多国家现在正在探索新的核电项目，以改善其能源供应和能源安全，并帮助实现减少温室气体排放的目标。

但是，由于大型项目仍然具有挑战性，原因包括巨大的前期成本、项目延迟、成本超支以及来自风能等廉价能源的竞争，一些开发商已经提出了所谓的小型模块化反应堆（SMR）。

虽然EDF和Rolls—Royce等公司提出的SMR使用现有技术和与传统反应堆相同的燃料，但华盛顿资助的先进反应堆中，10个有9个被设计为使用高纯度低浓缩铀。

支持者称，这些先进反应堆只需要更少的燃料补充，效率是传统模式的三倍。一些分析家说，这意味着它们将最终超越传统的核技术，尽管这些设计还没有经过商业规模的测试。

根据研究机构能源创新改革项目的数据，先进反应堆平准化电力成本为每兆瓦时60美元，而传统电厂为97美元。

一些分析家说，目前的价格差异可能更小，因为使用高纯度低浓缩铀的小型先进反应堆还没有投入大规模生产，规模经济效应尚未体现。

美国和欧洲的公司有计划以商业规模生产高纯度低浓缩铀，但即使在最乐观的情况下，他们说从他们决定进行生产起至少需要五年时间。

而这种鸡和蛋的难题正在使高纯度低浓缩铀供应的顺利发展变得复杂。

美国核燃料供应商Centrus Energy Corp的首席执行官Daniel Poneman说：“没有人愿意在没有燃料源的情况下订购10个反应堆，也没有人愿意在没有10个反应堆的情况下投资燃料源。

对于对新的先进反应堆感兴趣的公司，如华盛顿州的公共事业公司Energy Northwest，燃料供应当然是决策过程中的一个问题。

该公司在一份电子邮件声明中说：“可靠的高纯度低浓缩铀供应是正在考虑的许多因素之一。”

替代供应

美国政府多年前就认识到，俄罗斯对HALEU的垄断可能会阻碍其希望在国内提供低碳能源并向欧洲和亚洲市场出口的先进反应堆的发展。

政府在2019年将一份分摊成本的合同授予了Centrus公司，该公司是目前俄罗斯以外唯一一家拥有HALEU生产许可证的公司，负责建造一个示范设施。

Centrus公司说，虽然该设施原定于今年开始生产高纯度低浓缩铀，但生产已被推迟到2023年，部分原因是疫情期间，由于供应链问题，存储容器供应延迟。

一旦设施启动和运行，将需要五年时间，Centrus才能开始每年生产13吨HALEU。但这只是美国能源部预计到2030年美国反应堆所需数量的三分之一。

例如，Terra Power公司说，它的先进反应堆的第一个燃料负载将需要15吨高纯度低浓缩铀。

其他潜在的高纯度低浓缩铀生产商则更加落后。

法国国有铀矿开采和浓缩公司Orano表示，它可以在5到8年内开始生产高纯度低浓缩铀，但只有在拥有长期合同的客户后才会申请生产许可证。

在回应美国能源部关于如何建立一个支持高纯度低浓缩铀生产的计划的请求时，Orano说，应该由美国政府来启动这个行业。

该公司在其网站上的一份声明中说：“Orano公司的评估表明，能够取得成功的唯一最重要因素是能源部保证一定的需求量”。

与此同时，欧洲铀浓缩公司Urenco表示，它正在考虑在美国和英国选址生产高纯度低浓缩铀，但还没有申请许可证。

时间在流逝

对于分别在美国怀俄明州和华盛顿州计划开展项目的Terra Power和X-energy来说，时间正在流逝。

华盛顿州授予他们在2028年之前建造两个示范反应堆的合同，并分摊费用。但是，如果没有俄罗斯的燃料，这个最后期限将远远早于任何替代性商业供应商的启动和运行。

虽然高纯度低浓缩铀的20%浓缩水平远低于武器所需的大约90%的水平，但公司需要特殊的许可证来生产它。对于燃料的生产基地、包装和运输，也需要额外的安全和认证要求。

为了加快这一进程并打破僵局，美国政府正在寻求对其库存的武器级高浓缩铀进行“稀释”，尽管这也需要时间。

美国政府在2016年称，从2013年9月30日至2016年3月31日期间已经稀释了7.1吨。本月被问及这一过程是否加快，能源部说。“稀释率一直在评估，以寻找加速的机会。”

美国总统乔拜登在8月签署的减少通货膨胀法案提供7亿美元，以确保政府和与能源部合作的财团提供高纯度低浓缩铀，用于先进反应堆和研究。

9月，白宫要求国会在一项临时政府资金法案中再提供15亿美元，以促进国内低浓铀和高浓铀的供应，以解决在获得俄罗斯燃料方面的潜在困难。

出于对成本的担忧，立法者将该措施从法案中删除，尽管它仍然是拜登的一些官员，包括能源部长珍妮弗—格兰霍姆的优先事项。

根据美国能源信息署的数据，去年，美国的核电站从俄罗斯进口了大约14%的铀，以及28%的浓缩服务。