据MIT科技评论报道,美国最大核电运营商Constellation本周宣布,计划斥资超过43亿美元,对分布在6座核电站的11台现有机组实施升级,新增发电容量接近1吉瓦。此前,美国能源部于10月5日向Vistra提供42亿美元贷款,用于该公司三座核电站早前公布的升级项目。这些新增电力将主要面向数据中心等快速增长的用电需求。
这类改造在业内被称为“功率提升”(power uprate)。其原理通常是让反应堆使用富集度更高的燃料或更多新燃料,从而产生更多蒸汽驱动汽轮机发电;为承受额外能量,主汽轮机以及泵、电机、发电机、变压器等设备也需同步升级。美国运营商自20世纪70年代起就在做这类改造,但近年因电力需求趋于平稳、廉价天然气对核电形成财务压力而减少:2001年至2010年,美国核管理委员会批准了80多项功率提升申请,2011年至2020年这一数字降至33项。
改造幅度差异较大。部分提升只涉及仪表设定值调整或计算方式变更,而大幅改造可将反应堆功率提高最多20%,须更换设备。美国最近一次获批的大型功率提升是阿拉巴马州Browns Ferry核电站的三台机组,该项目耗资4.75亿美元,在2018年至2019年间将电站容量扩大14%。
Constellation此次计划中的改造,新增电量足以供应约70万户美国家庭。据MIT科技评论报道,推动项目落地的是大型科技公司的资金:谷歌同意从这些电站购电,这份为期20年的协议是促成改造的重要因素。Constellation首席执行官Joe Dominguez对《纽约时报》表示:“坦率地说,这些是资本密集、劳动密集的项目,需要不同于市场交易价格的价格点。”
Vistra在宾夕法尼亚州和俄亥俄州的升级项目将新增433兆瓦容量,Meta已签署长期协议购买这些电站的电力。成本方面,按每千瓦计算,Constellation的项目比新建反应堆便宜,但仍高于新建配套储能的公用事业规模太阳能电站或联合循环天然气电厂。
即便成本不低,功率提升需求依然旺盛。美国核电总装机容量目前约为98吉瓦,各方对可提升潜力的估计在3至8吉瓦之间。核管理委员会预计,到2032年将收到新增2.4吉瓦容量的申请。与此同时,覆盖美国东海岸大部分地区的电网运营商PJM预计,到2030年仅人工智能带来的峰值需求就将增加约30吉瓦,全国范围内所有可能的核电功率提升加起来也只能覆盖其中一部分。此外,Palisades、Three Mile Island等已关闭电站正寻求重启。