核能正蓄势待发准备回归，问题在于如何建造反应堆——《华尔街日报》

西方国家正在大力押注核能，尽管数十年前的安全担忧曾使其失宠——只是它们已丧失了建造反应堆的专业能力。

各国政府希望利用核能的无碳电力来应对气候变化并减少对俄罗斯石油和天然气的依赖。美国、法国和中国正在支持新一代反应堆的研发，这些反应堆旨在比早期设计更易建造且更安全。俄罗斯对乌克兰的入侵加剧了让这些反应堆投入使用的紧迫感。

这些雄心在西方面临重大障碍。在多年回避核能后，那些开创核时代的国家缺乏具有反应堆建设经验的管理者和技术工人。美国和欧洲各地已开工的少数核电站普遍延期数年、预算超支数十亿美元。这些项目导致企业破产，并暴露出欧美核工程技术能力的薄弱。

在法国，弗拉芒维尔核电站一座尖端反应堆的建设本应巩固该国摆脱外国能源供应的独立性，并以近乎零温室气体排放的方式发电。

该反应堆原定于2012年完工。十年后，焊工仍在修复七年前发现的问题，他们带着焊枪挤进反应堆错综复杂的管道系统，并使用机器人修复反应堆冷却系统中100多处不合格焊缝。

“质量远未达到预期水平，”法国核安全局副局长朱利安·科莱表示。

乔治亚电力公司正在建设两座反应堆，这是美国三十多年来首批破土动工的新核电机组。该项目进度滞后，成本已超预算数十亿美元。“我们必须培训焊工和其他工种成为核能工人，”乔治亚州伯克县沃格特尔电厂施工现场的工会官员威尔·索尔特斯说，“国内这类人才几乎绝迹，仅存者不是退休就是已故。”

1979年宾夕法尼亚州三哩岛与1986年切尔诺贝利的核事故后，西方国家基本停止了新反应堆建设。反核废料储存安全隐患等议题成为环保运动的基石。

2011年日本福岛核泄漏事故进一步促使多国弃用核能。美国收紧监管，德国则决定全面关停核电站——这一行动将于今年完成。

法国弗拉芒维尔核电站建设中的储水罐。图片来源：本杰明·吉雷特/彭博新闻弗拉芒维尔反应堆建筑内的工人。图片来源：SARAH MEYSSONNIER/REUTERS如今，这些担忧正让位于减缓气候变化的迫切需求。国际能源署表示，预计到2050年，全球核电产能必须翻倍，才能实现所谓的净零排放——即温室气体排放量极低，完全可以被森林和其他吸收大气中碳的自然方式所抵消。科学家们表示，实现净零排放对于履行《巴黎气候协定》至关重要，该协定呼吁各国政府将全球变暖幅度控制在比工业化前水平高1.5摄氏度以内。

英国、波兰、捷克和荷兰都已宣布新建反应堆的计划，为欧洲已有数十年历史的反应堆群增添新成员。法国70%的电力已来自核电站，该国正开始按照核工程与建设的严格要求培训数千名工人，作为建造多达14座新的大型反应堆和其他小型反应堆计划的一部分。

由于反应堆管道出现意外腐蚀，法国最近关闭了12座反应堆，导致该国在俄罗斯减少对欧洲天然气供应之际更加依赖燃气发电。法国官员正争分夺秒寻找问题的根源，以期赶在明年冬季前解决。

在美国，去年的基础设施法案批准拨款32亿美元用于开发新一代核电站。比尔·盖茨创立的泰拉能源公司提出了一种新型反应堆设计，称其建造将更为简便，因为它不需要在现行反应堆设计标准的高压下运行。

美国和欧洲的其他公司正提议建造小型模块化反应堆，以降低核能建设的成本。支持者表示，由于这些反应堆可以在工厂的受控环境中组装，因此更容易建造，有助于避免一些困扰必须在现场建造的大型反应堆的制造问题。

新型反应堆设计还旨在通过更高效地利用铀来减少废料产生，相比现有反应堆有所改进。

这些先进反应堆的设计尚未获得监管机构的批准。它们同样需要大量高技能的核能工人，并开发一种新型核燃料——即高丰度低浓铀——这种燃料从未在商业规模上使用过。

“我们面临的最大风险是供应链问题，”泰拉能源发言人杰夫·纳文说。“我们需要熟练的工人——焊工、普通建筑工人。其中一些工人需要特定的培训。这无疑是一个令人担忧的问题。”

风力涡轮机、太阳能电池板和其他可再生能源技术的电力成本下降，引发了关于核能是否值得投资的疑问。尽管供应链问题最近阻碍了其部署，但用于在风力和阳光不足时储存电力的电池已经在商业上变得可行。

“为什么不开发更多更安全、更便宜且建造速度更快的可再生能源呢？这完全没有道理，”斯坦福大学土木与环境工程学教授马克·雅各布森说。“储能会增加成本，但相对于新建核电站来说，这个成本微不足道。”

2019年，佐治亚州沃格特勒电厂，一个穹顶被吊装至核反应堆安全壳建筑上。图片来源：Michael Holahan/Associated Press在美国，沃格特勒电厂的计划可追溯至2008年，当时南卡罗来纳州和佐治亚州决定采用西屋公司(Westinghouse)名为AP1000的新设计建造反应堆。西屋公司表示，由于采用了被动安全系统，该反应堆将更加安全，在发生事故时可依靠重力和其他自然力冷却堆芯。与早期反应堆相比，该反应堆的阀门、管道和泵也更少。

南卡罗来纳州的公用事业公司为V.C. Summer核电站订购了两座反应堆，而佐治亚电力公司(Georgia Power)为沃格特勒核电站订购了两座反应堆。为了降低成本并提高质量，西屋公司及其合作伙伴Shaw Group Inc.决定采用一种新的核电站建设策略：在工厂锻造反应堆部件，然后在核电站现场组装。

制造工作将在路易斯安那州查尔斯湖的Shaw工厂进行，该地区石油和天然气工业蓬勃发展。负责Shaw核部门质量控制的Christopher Hartz表示，该工厂的许多工人没有核焊接经验，难以满足该行业严格的标准。

Hartz说：“他们焊接的第一个模块部件看起来像椒盐卷饼。”

2010年，Hartz带领一个包括V.C. Summer和沃格特勒高管在内的团队对该工厂进行了审计。他说，他们发现制造质量有所退步，并投票决定停止工作。Hartz说，当他告诉工厂的一位经理时，这位经理向他扔了一把拆信刀，差点打中他。几个月后，Hartz辞职了。

监管机构和工会官员表示，该工厂最终运往沃格特勒的伪造部件工艺拙劣。

“焊缝不符合标准，简直糟糕透顶，“乔治亚州工会官员索尔特斯先生说，“我们的工会焊工不得不磨掉他们做的所有东西并全部返工，这从一开始就拖累了工程进度。”

已被新业主接管的肖氏集团拒绝置评。

在美国，西屋电气因沃格特勒和V.C. Summer核电站的成本超支不堪重负，于2017年宣布破产。同年晚些时候，订购V.C. Summer核电站反应堆的南卡罗来纳州公用事业公司桑提·库珀和斯卡纳集团取消了该项目。

乔治亚电力及其母公司南方公司继续推进沃格特勒的两个反应堆建设。公司表示目标是在明年第一季度投用首个反应堆。

“我们知道建造美国30多年来首批新核电机组将充满挑战，“乔治亚电力表示。

法国弗拉芒维尔核电站采用的新型反应堆由法国国有核工程公司阿海珐领衔的财团开发。这种名为欧洲压水反应堆的设计旨在提高铀燃料利用效率，并配备新型安全系统（包括当堆芯熔毁时可注水冷却的装置）以缓解公众对核电的恐惧。

法国国有电力公司EDF于2004年订购了弗拉芒维尔核电站。此前一年，芬兰企业财团已订购该型反应堆，计划建在芬兰西部奥尔基洛托现有电厂。

2016年芬兰西部奥尔基洛托核电站。图片来源：sam kingsley/法新社/盖蒂图片社芬兰核安全局副局长塔帕尼·维罗拉宁表示，该芬兰项目的问题在施工后不久就出现了。支撑核电站的新的近10英尺厚的混凝土板防水性不足。安全壳结构内部本应使其气密的金属衬里焊接不当。

维罗拉宁称，该项目最高质量的制造并非来自欧洲，而是来自一个日本财团，该财团锻造了核电站460吨的反应堆容器。

芬兰的反应堆于3月开始发电，发电量很小，比预期晚了近13年。一个芬兰财团已在该反应堆上花费了超过57亿欧元（61亿美元），最初估计成本为30亿欧元。阿海珐已录得超过55亿欧元的亏损。

在法国，最初的目标是让反应堆在2012年发电。但直到2015年仍未完工，当时分包商指出了冷却系统几处焊接的问题。法国电力公司花了一年半的时间才意识到问题严重到需要向法国核安全监管机构报告，后者展开调查后发现110处焊接不合格。

监管机构和法国电力公司高管表示，部分焊接问题是由于分包商未从设计方获得正确的规格说明。官员和法国电力公司高管称，其他问题则完全是由于焊工缺乏必要的专业知识而造成的失误。

“我们已经失去了在这种规模和标准下进行焊接的习惯，因为舰队是很久以前建造的，”负责焊接的EDF高管马乔里·哈泽维尔德说，“从事核电工作的人只做维护——所以焊接相当简单。”

弗拉芒维尔核电站建筑内部。图片来源：本杰明·吉雷特/彭博新闻EDF在1月份将弗拉芒维尔反应堆的燃料装载日期推迟到2023年年中，比最初预期晚了十多年。它将成本估算提高到127亿欧元，几乎是原价的四倍。

阿海珐和法国政府最终承担了芬兰和法国的成本超支。法国政府在2016年因亏损而重组了该公司，EDF接管了该公司的反应堆建造业务。

2016年，EDF的管理层推进了一个新的、更庞大的项目：在英国欣克利角建造两个反应堆，预计耗资180亿英镑（225亿美元）。

由于在可再生能源方面的专业知识而被政府任命为董事会成员的非营利组织高管杰拉德·马尼恩，因决定加大对核能的投资而辞职。“由于可再生能源成本的崩溃，今天的核能决策存在技术和经济过时的风险，”马尼恩在一次采访中说。

三年后，EDF将项目的成本估算提高到215亿至225亿英镑之间，称挖掘工作显示该地点的地基不如之前预期的稳定，需要更多的加固。

5月，法国电力公司(EDF)再次将造价上调至260亿至270亿英镑之间，并将启动日期推迟到2027年6月。该公司警告称，存在进一步延误的风险。

EDF工人在弗拉芒维尔施工现场穿行。图片来源：莎拉·梅索尼耶/路透社致信 马修·道尔顿，邮箱：[email protected]

刊发于2022年6月24日印刷版，标题为《技术流失挑战核电复兴》。