不管喜欢与否,新的核反应堆即将来到美国海滨

在接下来的十年里,战略、经济和环境问题的结合将把现代的第四代核反应堆带到海滨。 美国港口和船舶运营商今天开始为美国核电建设滨水区——培养一支训练有素的核能就绪劳动力队伍,并为核船舶和支持基础设施制定运营协议——将享有巨大的竞争优势。

今天,新的模块化核反应堆设计正在超越美国当前核电站使用的大型千兆瓦“模块化”加压或沸水反应堆,提供更小、可扩展的尺寸和安全选项。 区别很明显——在佐治亚州,Vogtle 发电厂正准备调试两个新的大型反应堆,并成为一个巨大的四反应堆、5000 兆瓦的区域发电中心,而模块化反应堆启动 NuScale电源 提供相对小型的四反应器模块组,能够产生高达 308 兆瓦的功率。

小型、可扩展的想法“第四代” 核反应堆可以在占地面积小得多的设施中提供低风险的反应堆设计,这推动了对新模块化反应堆技术的广泛投资。

这些新的反应堆设计发展到“海运就绪”并能够满足美国海滨未来岸上和海上发电需求只是时间问题。

美国军方可以成为海上核技术的重要推动者

美国最大的船舶运营商美国海军已经将更多的核能运往海滨。 海军核反应堆为美国的 68 艘核动力潜艇和 XNUMX 艘航空母舰舰队提供动力。 该服务正忙于现代化,并且各种迹象表明海军服役的核反应堆数量将会增加。 然而,尽管海军正在做着伟大的事情,但它可以利用核能做更多的事情。

海军的水面作战团体——操作常规燃料巡洋舰和驱逐舰的水手——可能也需要核能。 海军战士对额外的漂浮功率有着永不满足的胃口——新的电磁战技术、激光和现代传感器都需要同样的东西——电力。 再加上后勤方面对海军向舰队供应常规石化燃料的长期能力的担忧,核能为海军提供了一个可行且具有战略意义的替代方案。

在美国海军中,传统的冷战时期智慧认为在水面战舰上使用核动力要么太危险要么太昂贵——而且进一步配备了难以找到和难以留住的专家,提供更少的推广渠道未经核认证的水面战军官。

在航空母舰之外,美国在 1999 年取消了核动力水面战舰,当时冷战后的成本削减迫使美国最后一艘现役核动力水面战舰,纽波特纽斯建造的 USS 南卡罗来纳 (CGN-37),停止服务。 水面战界很高兴摆脱了海军核官僚机构昂贵、耗时和安全第一的束缚,再也没有回头。

但今天,恰好是美国第一艘核动力船 USS 诞生 68 年后 鹦鹉螺 (SSN 571),表示“正在进行核动力”,原子能对于常规水面海军来说太重要了,不能忽视。 新的反应堆技术,加上海运业努力采用几种不完美的低排放“替代”燃料中的一种,正在为将核能用于所有类型的水面舰艇的想法注入新的活力。

让美国海军的水面社区硬着头皮引领这一发展可能是有利可图的。

新核技术面临一场艰苦的战斗

但是让海军接受更广泛地使用核能将是困难的。 海军仍沿冷战路线组织,并因长期存在的军种内部竞争而四分五裂,只要缺乏能够推动重大变革的充满活力的 Rickover 式领导者,就不适合在短期内采用新的推进技术。

海军将核能视为一个独立的世界,作为一个独立的“海军反应堆”社区。 海军的四星级海军核推进计划主任是海军核技术的守门人,作为保守的、规避风险的官僚机构的领导人,这位领导人不太可能支持海军更广泛地采用热门的和新的核技术技术。

由于任务繁多,海军反应堆可能只是太忙了,无法真正专注于新事物。 已经受到美国大型潜艇资本重组计划的压力——并受到澳大利亚、英国和美国努力将核动力潜艇纳入澳大利亚海军的 AUKUS 的进一步压力——新技术可能会摧毁该服务。

但分裂的官僚机构根深蒂固。 一位获得核认证的海军上尉在 2019 年美国海军学院论文集中写道 刊文,“受过核训练的军官为两个主人服务——他们的上级战争社区和海军反应堆”,并且必须离开传统的水面战晋升途径,在航空母舰上从事与核相关的工作。 他担心,随后缺乏对常规海军水面战舰的熟练程度,将使获得核认证的水面战军官在海上处于劣势,而获得海上熟练度的努力将使获得核认证的军官远离核推进系统。

除了海军在训练和人事管理方面面临的挑战外,美国海军对商船的体制偏见可能会使海军忽视在海军庞大的辅助舰队中使用核动力的有趣机会。 在冷战期间,有抱负的水面海军领导人经常被要求指挥原本不起眼的油轮和辅助舰船——前海军作战部长海军上将迈克马伦经常回忆说,他曾经指挥过美国海军 诺修比 (AOG-56),一艘可耻的汽油罐车。 随着冷战的结束,这些职责被移交给民用运营商,而他们在军事海运司令部的海军管家的重要性也被降级。 但是,今天,核动力辅助船和货运船对美国来说可能是一项巨大的投资,有助于美国更好地了解未来在世界竞相将核电“海洋化”时面临的技术挑战。

不用说,海军核官僚机构的气氛并不是为了促进创造性的新想法——它想要安全地执行既定的任务集。 为此,美国国防部可能需要推动压力重重的海军核推进计划的发展。 如果战争的未来指向对新的、耗能大的技术的需求——而不是传统的液态碳氢化合物燃料——国防部将有义务介入并改变现状。

这可能已经发生了。 在宣传“贝利计划”,这是国防部探索现代微型反应堆的一项创新工作,美国海军明显缺席了所谓的“政府整体努力”,以“提高能源弹性和减少碳排放,同时帮助塑造安全和防扩散标准。” 相反,陆军工程兵团与能源部、核管理委员会、国家核安全管理局和美国国家航空航天局一起得到了更大的账单。

五角大楼如何帮助海军渡过难关

即使海军核推进计划不会“发挥作用”并且“大”海军拒绝核动力战斗舰或辅助舰艇的潜力,国防部也可以做其他事情来帮助不情愿的海军“摆好桌子” ”,以便在海上更广泛地利用核能。

首先,国防部可以继续“帮助”海军测试基本的战略假设,并“激励”采用具有更广泛潜力满足国家需求的技术。 对核破冰船、DDG(X) 等核动力下一代水面战舰、核动力辅助设备和核动力子系统的可行性进行一系列基础研究可能会有用。

其次,五角大楼可以敦促海军在可以利用投资的地区开发新的核造船厂——巴尔的摩、波多黎各和关岛都提供了有趣的机会。 随着海军逐渐意识到昂贵的纳税人拥有的造船厂可以而且确实可以节省纳税人钱的异端想法,该服务正在公开考虑建立一两个新的公共造船厂的想法。 如果建成,这些新造船厂将帮助海军克服核潜艇和航空母舰维护方面的积压问题。 但是,在一两年内,他们将拥有训练有素的劳动力,随时准备支持一波新型核动力水面舰艇。

第三,国防部长可以帮助海军讨论核舰艇的概念性作战概念。 与美国国土安全部、美国海岸警卫队和其他机构合作,该服务可以领导另一项全政府倡议,以清除旧的操作指南。 NS 萨凡纳,美国第一艘也是唯一一艘核动力商船出海,并开始重新制定支持核动力商船和军用船只在美国水域安全运营所需的监管框架。

最后,国防部可以认识到并努力减轻可能限制创新的海军反应堆压力。 如果该组织正在努力应对维持和发展美国核力量的日常工作,并且似乎受到将核潜艇投入澳大利亚服役的前景的威胁,那么该组织可能需要指导性改革和资金来更好地定位该服务用于新的核技术。

挑战相当严峻。 要么推进核技术并在海上领先——要么干脆等到中国开始发展核动力商船和水面战舰,让新的核技术不容忽视。

来源:https://www.forbes.com/sites/craighooper/2023/01/17/like-it-or-not-new-nuclear-reactors-are-coming-to-the-american-waterfront/