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帕利塞兹与三里岛机组重启在即,更多退役反应堆能否跟进?

Constellation Energy计划于2028年重启三里岛1号机组,Holtec International则有望在2025年10月重启帕利塞兹核电站。这些项目面临巨额投资、严格监管和复杂工程挑战。行业专家指出,美国可行的重启候选机组可能仅为个位数,经济性与机组状态是关键决定因素。

2024-10-224阅读
帕利塞兹与三里岛机组重启在即,更多退役反应堆能否跟进?

上月,Constellation Energy宣布计划于2028年重启其已关闭的三里岛1号(TMI-1)核电站,这一消息成为全美头条新闻。这座位于宾夕法尼亚州的835兆瓦机组,加入了Holtec International旗下800兆瓦帕利塞兹核电站的行列——后者可能于明年10月在密歇根州重新启用。这两座机组位列一份虽短但不断增长的、近期退役后计划重返服务的核反应堆名单之中。NextEra首席执行官John Ketchum在7月表示,其公司正在考虑重启位于爱荷华州的601兆瓦Duane Arnold能源中心。

Constellation计划为TMI-1重启项目投入约16亿美元,公司在一份9月20日的投资者演示中表示,这将涉及对主要电厂系统的“重大投资”、与美国核管理委员会(NRC)为期三年的重新许可流程,以及同步进行的、涉及PJM互联和联邦能源管理委员会的三年并网申请与研究过程。

根据该投资者演示,Constellation已对TMI-1的关键电力系统部件进行了检查,启动了培训模拟器的修复工作,并已开始采购核燃料及长周期材料和设备。未来的主要活动包括额外检查、测试与修复工作、安装电厂主电力变压器以及劳动力开发。

帕利塞兹核电站帕利塞兹核电站。Holtec International预计于2025年10月恢复该电厂运营。

图片由Holtec International授权

周三,路透社报道称,Constellation已为TMI-1重启订购了一台价值约1亿美元的电力变压器。Constellation发言人告诉Utility Dive,该报道中的费用包含间接成本,如升级一座桥梁,以及沿变压器运输路线拆卸并重新组装一处安检点。

该公司的计划揭示了重启一座核电厂所需面临的巨大技术、监管和财务要求,即使该电厂在可靠运行45年后刚刚退役。Constellation正寻求为TMI-1重启预计花费的全部16亿美元争取联邦贷款担保,《华盛顿邮报》本月早些时候报道。但发言人表示,“Constellation仍在审查其融资选项,尚未获得任何贷款担保,且该项目推进并不需要贷款担保。”

与此同时,州和联邦机构已承诺为帕利塞兹项目投入近20亿美元。帕利塞兹于2022年退役——比TMI-1晚三年——且在Holtec决定重启之前仅进行了有限的退役工作。Holtec International计划自掏腰包最多5亿美元用于帕利塞兹重启,其政府事务与沟通总监Patrick O’Brien表示。

多少退役核电厂可能重新投运?

核工业咨询公司Studsvik Scandpower的首席商务官Keith Drudy表示,在过去50年关闭的二十多座美国核反应堆中,帕利塞兹、TMI-1和Duane Arnold是最明显的重新投运候选者。

“这是我们听到公开讨论的仅有的三座,而且很可能也是最容易操作的,”Drudy说。“如果资金充足,可能还有一两座其他机组,比如南加州的2.2吉瓦圣奥诺弗雷核电站,但它们成功的可能性很小。”

“我认为你谈论的不是在美国重启20座电厂。”

——Patrick White,核创新联盟研究总监

重启帕利塞兹、TMI-1和Duane Arnold将为电网带来2,236兆瓦的常规核电容量,以满足数据中心、高科技制造业和电动交通日益增长的电力需求。Drudy指出,微软购电协议支撑了三里岛重启,其发电定价“可能比批发市场预期高出两位数百分比”,这表明一些工业和科技电力消费者愿意为可靠、低碳电力支付溢价。

但正如帕利塞兹和TMI-1重启项目数十亿美元的预算所示,推动核电行业重新兴趣的顺风可能很快遭遇经济现实。根据世界核协会的数据,在日本,2011年福岛第一核电站事故后暂时停运的八家核电企业业主,在随后六年内每座反应堆花费高达10亿美元,总计约170亿美元用于重启。NextEra的Ketchum在7月表示,其公司只有在“能够以基本无风险、且有充足缓解措施的方式”下才会重启Duane Arnold,“我们还需要解决一些事项”。

核创新联盟研究总监Patrick White表示,考虑到重新投运即使近期退役反应堆的物理和经济现实,美国可行的反应堆重启候选数量可能仅为个位数。“我认为你谈论的不是在美国重启20座电厂,”他说。

Drudy解释说,随着退役过程推进,逆转工作的成本会上升。“在某个时点,你把电厂拆得足够散,以至于重建它就不经济了,”他说。

O’Brien表示,这正是Holtec现在拥有并正在退役的其他三座核电站的情况,包括新泽西州的636兆瓦Oyster Creek核电站、马萨诸塞州的677兆瓦Pilgrim核电站以及纽约州的2,083兆瓦Indian Point能源中心。尽管Holtec正在考虑在Oyster Creek新增小型模块化反应堆容量,但O’Brien表示,这三座电厂的传统发电资产已完成太多退役工作,使得帕利塞兹式的重启不可行。“你已经过了重启那些电厂的时间点……除非在反应堆容器中放入新反应堆,”他说。

重启退役核电厂涉及什么?

Holtec的情况凸显了潜在重启项目赞助商面临的关键风险决定因素:退役机组的状态。商业保险与风险咨询公司Marsh McLennan的全球核能负责人Kate Fowler表示,自关闭以来经过的时间是机组状态评估的一个因素,但更大的问题是电厂在此期间维护得如何。

NRC要求在恢复业主运营授权前进行广泛的系统和设备检查与测试,即使是近期退役的设施也可能存在延迟维护问题。例如,今年早些时候对帕利塞兹蒸汽发生器的检查发现“需要现场和外部专家进行额外维护活动”,Holtec于9月18日表示。

“每个人都在观望帕利塞兹会发生什么。”

——Patrick O’Brien,Holtec International政府事务与沟通总监

Fowler表示,另一个重要考虑是在设施能够安全且合法重启之前,主要电厂部件和系统需要完成多少工作。与仅需翻新的设施相比,需要大量新设备或大规模重建的核电站的风险溢价可能更高。“问题是它看起来更像一个建筑项目,还是一次延长换料停堆,”她说。

White表示,这可能取决于电厂运营商的退役策略。一些已退役的美国核电厂在关闭后迅速进入“实质拆除模式”,而其他则选择了SAFSTOR。根据NRC的说法,处于SAFSTOR(有时称为“延迟拆除”)的电厂“以允许放射性衰变的条件进行维护和监测,之后电厂被拆除,场地去污”。White表示,由于电厂在多年内基本保持完整,重启它可能涉及较少的重建工作。

从这个角度看,Studsvik Scandpower的Drudy表示,帕利塞兹是三个最有可能重启候选者中“最接近终点线”的。“在他们认真开始做任何退役工作之前,他们意识到可能想要重启它。”

这反映在帕利塞兹压缩的重新投运时间表上。Holtec于2022年6月从Entergy购买了帕利塞兹,于2023年初向美国能源部贷款项目办公室申请重启相关融资,并于2023年10月正式启动NRC许可流程。Holtec现在有七项许可申请正在NRC审查中,其中大部分预计在1月前完成。O’Brien表示,帕利塞兹仍有望在2025年10月恢复运营。

Constellation预计重新投运TMI-1将花费稍长时间——大约四年。但即使帕利塞兹的努力也比一次长时间换料停堆复杂得多。O’Brien表示,Holtec已经重建了设施的控制室模拟器(用于人员培训),现在正转向诸如翻新涡轮励磁机(为期一年的过程)和冲洗主冷却系统等项目。

Drudy表示,特定场地的技术挑战可能使任何退役核设施的重启工作复杂化。例如,他说,Duane Arnold的沸水反应堆可能需要具有该技术专长的“不同参与者”,而不是帕利塞兹和TMI-1的压水反应堆。他补充说,风暴损坏的冷却塔——这迫使电厂提前两个月永久关闭——是Duane Arnold的另一个不确定因素。

White表示,即使电网对更多核电的支持在增加,基本电厂经济性仍然重要。多机组和较大的单机组电厂比小型单机组电厂具有更好的规模经济,后者“即使有联邦支持,经济性可能仍然具有挑战性”。而且,根据电厂当前NRC运营许可证剩余时间,项目赞助商需要准备申请续期,就像Holtec在帕利塞兹所做的那样,White说。

完成工作还是从头开始?

美国核工业委员会董事会主席Jeff Merrifield表示,美国没有核反应堆在开始退役工作后成功重启过,而且“每个人都在观望帕利塞兹会发生什么”。但TVA的1,150兆瓦Watts Bar 2号机组在中断建设20年后于2016年成功开始运营。这引发了在V.C. Summer核电站恢复建设两座1,100兆瓦AP1000压水反应堆的可能性,Merrifield说。

在南卡罗来纳州电力与天然气公司和Santee Cooper于2017年在西屋电气(工程-采购-施工承包商)破产程序中放弃建设之前,施工人员已完成基础工作并在其他现场基础设施上取得进展,“因此重启运营当然是可能的,尽管需要大量工作来实现”,他说。但Merrifield表示,与许多近期退役的核电厂一样,V.C. Summer现场也进行了大量拆除工作,这可能增加重启的成本和复杂性。而且“围绕场地所有权和州政府关切存在一系列其他问题”,这将进一步复杂化这项努力,他补充道。“我个人认为那些反应堆停止建设是一个遗憾,”Merrifield说。

三里岛核电站三里岛核电站。Constellation Energy于9月宣布计划于2028年重启1号机组。

图片来自Marque1313(维基共享资源)

一个州核咨询小组访问了V.C. Summer现场,发现该场地“实际上状况良好”,小组成员Jim Little本月向南卡罗来纳州立法机构表示。但Little承认,在联邦许可证终止后重启核电站建设没有监管先例,《南卡罗来纳每日公报》于10月15日报道。电厂所有者Dominion Energy的一位发言人告诉《公报》,“没有计划重启额外机组的建设”。

Marsh的Fowler表示,重启V.C. Summer的工作显然属于“建筑项目”而非翻新项目。但今天一个有利因素是,七年前建设停止时不存在——即数千名帮助在邻近佐治亚州Vogtle 3号和4号机组建造AP1000反应堆的人员的运营经验。“现在美国有人将这项技术投入运营,这对V.C. Summer来说是一个优势,”她说。

Fowler和Drudy表示,强大且活跃的劳动力不仅对当前和未来的重新投运项目至关重要,也对从零开始建造更多核反应堆的努力至关重要。在高峰期,Vogtle项目雇用了数千名施工人员,这一壮举需要在未来几十年内以一定规模重复,才能显著扩大美国核舰队。重启涉及的数字可能较小,但帕利塞兹的劳动力已从约220人的低点增加了一倍多,达到约450人,根据O’Brien的说法。“任何能让我们保持劳动力参与的核资产都很重要,”Fowler说。