霍尔特克旨在引领美国核电复兴 - 彭博社
Will Wade
2017年,位于密歇根湖岸的帕利塞德核电站,在关闭前五年。如果核能监管委员会给予批准,该电站将很快由霍尔特克国际公司重新启动。
摄影师:吉姆·韦斯特/阿拉米2016年,公用事业公司恩特吉公司宣布计划关闭其一座核电站。帕利塞德是密歇根的一座设施,提供了该州约6%的能源,随着天然气和可再生能源变得更便宜,它已不再具有成本效益。当该电站在2022年5月最终关闭时,看起来它将是美国电网逐渐远离裂变而关闭的一系列反应堆中的最后一座。
但随后发生了相反的事情。在帕利塞德正式关闭之前,密歇根州州长格蕾琴·惠特默(民主党)已呼吁保持电力供应。“我打算尽我所能保持该电站开放,保护就业,并扩大清洁能源生产,”她在2022年4月写信给美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆时表示。惠特默兑现了她的承诺:今年3月27日,能源部批准了一笔15亿美元的贷款,用于帕利塞德的重新启动,前提是其新所有者满足一系列保密要求。如果一切按计划进行,到2025年,该州将再次部分依赖于位于密歇根湖岸、距离芝加哥约两个小时车程的800兆瓦反应堆。
密歇根州州长格蕾琴·惠特默(左二)和美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆(右二)在密歇根州科弗特的霍尔特克帕利塞德培训中心控制室模拟器中,进行3月27日的参观。摄影师:克里斯滕·诺曼/彭博社最近,美国能源部官员表示支持重启除了帕利塞德以外的其他反应堆。从越来越多的核能支持者的声音中听到,这不仅对美国是好消息,对地球本身也是好消息。根据国际能源署的数据,全球约有440个反应堆提供了大约10%的电力,到2030年,这一比例必须增加到三倍,以应对气候变化的最极端影响。越来越多的美国人似乎同意这一点:根据皮尤研究中心的调查,2023年57%的人支持在美国使用更多核能,而2020年这一比例为43%。激烈的反核活动和对三里岛事故的记忆并没有消失,但似乎正在减弱。
这些变化无疑对核能行业是好消息——可以说对某一家公司尤其如此:霍尔特克国际。自1986年成立以来,霍尔特克一直是私营公司,是美国核废料储存设备的主要制造商,主要是大型钢筋混凝土容器,能够安全地将材料存放在户外。2023年,储存容器及相关服务占霍尔特克8亿美元销售额的一半以上。
最近公司的雄心壮志变得更加高远。自2019年以来,它购买了四座退役核电站,最初的意图是将其退役:位于纽约市北部的印度点;靠近新泽西海岸的牡蛎溪;位于马萨诸塞州的科德角湾的朝圣者;以及位于密歇根州的帕利塞德。拆除旧反应堆似乎本身就是一笔不错的生意,因为每笔交易都有丰厚的信托基金来覆盖清理费用。Holtec迅速成为全国领先的核退役公司。
虽然Holtec购买帕利塞德是为了拆除它,但现在,在来自DOE的 $15亿美元的有条件承诺的帮助下,该公司正准备重新启动反应堆。这是前所未有的:在美国,从未有过重新启动冷反应堆的案例。一旦帕利塞德重新启动,Holtec将面临一整套新的挑战,因为它没有运营核电站的经验。
如果一个放射性废物桶供应商首次成为电厂运营商的想法听起来像是 辛普森一家 的一集,那么一些谨慎可能是合理的。在过去四年的退役过程中,Holtec积累了一些违规记录,引发了一些行业观察者对其安全方法的担忧。其他人则表示,在如此严格监管的行业中,几次违规是可以预期的,也是正常的。
但可以确定的是:随着气候变化的影响变得越来越频繁和极端,核能越来越被视为遏制温室气体排放的关键解决方案。霍尔特克不仅打算让帕利塞德重新上线,还计划在本十年末之前让其自己的小型模块化反应堆投入运行。这些被称为SMR的工厂建造反应堆可以在现场组装。这又是一个高度复杂且在很大程度上未经验证的项目——不仅对霍尔特克而言,对整个行业也是如此。
该公司表示,其数十年的制造专业知识和对放射性系统的了解使其准备好迎接美国下一个核能时代。问题是,美国准备好迎接霍尔特克的时代了吗?
“如果你做对了,你的技术就能迎合时势”
霍尔特克的总部位于佛罗里达州的朱庇特,但其位于新泽西州卡姆登的校园和工厂是其业务的核心。创始人兼首席执行官克里希纳·辛格的办公室俯瞰着特拉华河,对面是费城,1972年他在宾夕法尼亚大学获得机械工程博士学位,移民自印度。作为学生,他专攻热交换系统,这是一项有用的训练;反应堆设计的本质在于管理由裂变反应产生的高温,这些高温将水煮沸,产生用于发电的蒸汽。
辛格在霍尔特克位于新泽西州卡姆登的校园办公室。摄影师:Michelle Gustafson 为彭博商业周刊今天,Holtec 的 Camden 走廊装饰着标志着 Singh 超过 180 项专利的牌匾,主要是针对反应堆设计和安全管理放射性废物的方法。在他桌子后面的框架中,放着控制 Pilgrim 反应堆开关的钥匙。该钥匙在 2019 年设施关闭并移交给 Holtec 进行退役时被最后一次移除。
使 Holtec 成名的创新是一种用于存储用过的铀燃料棒的储存系统——反应堆产生的危险放射性废物。在 1980 年代中期,美国核电行业面临一个问题:用于存储的室内冷却池空间不足,致命废物不断堆积。Singh 的解决方案是一个更耐用的架子,可以在地震期间限制燃料棒的移动,使工厂能够在池中装入更多的燃料棒。手握专利,他创办了 Holtec,并在几年内他的架子主导了市场。
Singh 在 Holtec Camden 校园的墙上的专利。摄影师:Rachel Wisniewski/彭博但这只是一个短期解决方案。反应堆每 18 到 24 个月需要新的铀棒,而用过的燃料仍在不断积累。因此,Singh 设计了一种用于存储放射性废物的钢和混凝土桶,该公司表示可以在户外存放一个世纪或更长时间。(除此之外,长期处置在美国仍然是一个悬而未决的问题。计划在内华达州的尤卡山创建一个永久性核废物储存库被当地反对阻止。包括 Holtec 在内的小规模努力也遭遇了抵制。)
“我工作的部分内容是理解需求,理解当代需求,”77岁的辛格说。“部分内容是理解未来会发生什么,超越视野。如果你做对了,你的技术就能迎合时刻。”
工人在霍尔特克的桶制造设施中准备提升基板。摄影师:瑞秋·维斯纽斯基/彭博社霍尔特克在卡姆登建造绝大多数的容器,约有150名工人在这里将钢板弯曲成高达20英尺、宽达10英尺的圆柱体。在制造车间,正在建造的桶的侧面写着它们的目的地:加利福尼亚的迪亚布罗峡谷、巴西的安格拉电厂、芝加哥外的拉萨尔、密歇根的帕利塞德。
尽管它们有不同的配置,但每个桶都有一个内部容器来盛放危险废物,以及一个外壳,全部由钢制成。当一个桶到达目的地时,废燃料棒被插入内部桶中,两个组件之间的空间填充混凝土,使整个组件的重量最大可达180吨。它的顶部盖着一个近12,000磅的钢盖,“价格相当于一辆不错的雷克萨斯,”霍尔特克的制造和供应链副总裁艾伦·希克曼说。
多年来,该公司仅作为制造商运营,满足着几乎无底的需求,因为地球上的反应堆不断积累废燃料。但大约十年前,随着可再生能源的兴起和水力压裂降低天然气价格,市场开始反对裂变。核反应堆长期以来受到老派环保主义者的厌恶,并不是受欢迎的地标,公用事业公司开始关闭它们:自2013年以来,美国已有13个关闭。
这似乎对Holtec来说是个坏消息。但相反,该公司看到了机会:它可以利用其在储存和运输放射性废物方面的经验,扩展到拆除旧设施的业务。而且,Holtec声称,它可以通过比历史标准更快、更便宜地完成工作来赚取可观的利润。
过去,标准的退役策略是关闭反应堆并让其闲置数十年。 核监管委员会(NRC)负责制定和执行美国的行业规则,给予运营商最多60年的时间来移除设备并恢复现场。费用由一个相当大的信托基金覆盖,该基金由公用事业用户在工厂运营期间支付——Palisades的信托基金在关闭时为5.52亿美元。长时间的退役期旨在让资金有更多时间增值,同时允许反应堆系统吸收的一些危险放射性物质衰减。
但Holtec和其他几家美国公司,包括NorthStar Group Services Inc.和EnergySolutions Inc.,在关闭的工厂不断增加的情况下,提出了一种不同的策略。他们更早开始退役过程,依靠他们在处理和移动放射性材料方面的经验,在几年内而不是几十年内完成工作。除了从信托基金中获得报酬外,他们通常在完成工作后可以保留基金中剩余的一部分。
但Holtec所称的加速退役在盈利能力方面仍然是一个未经验证的业务。去年,Holtec的收入中有1.5亿美元来自其退役业务,但尚不清楚该公司最终能赚到多少,或者在退役完成时这些利润是否会超过费用。位于新泽西州的Oyster Creek于2018年关闭,到那年年底,其退役信托基金为8.9亿美元。Holtec于2019年接管了该地点,最近的文件显示,到2023年12月底,该基金降至4.07亿美元。Holtec估计它还有十多年的工作要做。
与此同时,该公司遇到了安全问题。在牡蛎溪,自接管以来,它至少违反了十几项联邦规定,并向核管理委员会支付了近250,000美元的罚款。这些安全违规行为包括一起事件,员工以一种“可能导致与运输相关或在近距离内的人士接收到意外和过量辐射暴露”的方式处理放射性材料,机构得出结论。在朝圣者现场,该公司最近同意支付200,000美元,因涉嫌错误处理石棉。核管理委员会还对Holtec在印度点的工作发出了较低级别的安全违规通知。
Najmedin Meshkati,南加州大学的工程教授,作为其研究的一部分,检查全球的核电站,他表示Holtec的记录让他对该公司的安全方法产生了疑问。但他强调,核管理委员会的报告中没有足够的信息来得出这些事件根本原因的明确结论。考虑到退役的复杂性,Meshkati表示,密歇根州应该成立一个独立的安全委员会,以在Holtec重启帕利塞德时进行监督。“我们需要另一个层次,一个独立于核管理委员会的层次,”他说。
“世界的能源,250年来第一次,正经历一个前所未见的拐点。我想为世界各地提供反应堆。”
其他行业分析师表示,这种违规行为对于像拆除核电站这样的大型工业项目并不罕见。美国核能委员会在2023年5月对南加州爱迪生公司因其在圣奥诺弗雷核电站的持续退役项目中涉及焊接活动和应对龙卷风的安全计划而提出了两项违规指控。2022年,该机构在佛蒙特州扬基核电站的退役项目中发现了一项违规行为。“这是退役过程的一部分,”彭博新能源财经的首席核分析师克里斯·加多姆斯基提到霍尔特克的失误时说。“这当然不是好消息,但这也是常态。”
霍尔特克还面临其他问题,包括当地活动人士对其将印度点的废水排放到哈德逊河和将皮尔格林的废水排放到科德角湾的计划提出的投诉。今年1月,该公司同意支付500万美元的罚款,以避免在新泽西州的起诉,此前它被指控伪造关于2018年对一家能源存储公司的投资的记录。一项州刑事调查得出结论,霍尔特克欺诈性地试图将与该投资相关的税收抵免翻倍。在和解中,霍尔特克否认了不当行为的指控。
霍尔特克的政府事务和传播总监帕特里克·奥布莱恩在一封电子邮件中表示,该公司对所有安全违规行为非常重视,并已采取措施确保安全事件不会重演。他还指出,美国核能委员会的研究反驳了排放废水是危险的说法。
判断霍尔特克的安全记录困难的一个原因是,其退役方法是新的,几乎没有可供比较的先例。尽管世界上已经有近70年的商业反应堆,但关于辐射暴露的健康风险仍然存在不确定性。虽然高剂量已知是致命的,但关于低剂量暴露随时间推移的影响仍然存在疑问。许多美国人仍然认为核能是不安全的,这种观点在很大程度上受到切尔诺贝利、三里岛和福岛等灾难的影响,尽管这样的灾难极为罕见。
然而,显而易见的是气候变化日益增长的危险。目前,这些危险正在推动公众和政治对核能支持的急剧逆转。当乔·拜登总统的气候立法《通货膨胀削减法案》包括对生产核能的公用事业的关键税收抵免时,裂变技术得到了巨大的支持。“这向行业发出的信号是:让我们停止关闭这些核电站,”核能协会首席执行官玛丽亚·科尔斯尼克说。“你们是有价值的。”在国会中,气候问题和化石燃料行业严重分裂了政治意见,核能是为数不多的获得两党支持的能源话题之一。而对人工智能数据中心的激增使用正在增加电力需求,并推动领导者更倾向于裂变。
没有比惠特默州长对帕利塞德关闭的反应更好的例子了。她担心关闭该地点并失去其无碳电力将是密歇根气候目标的一步倒退——而且这将带走数百个工作岗位——她迅速采取行动使其重新启动。“她看到了该电厂的价值,”亚当·斯坦说,他是突破研究所的核能创新主任,该研究所支持核能。
与退役时一样,霍尔特克转向了重新启动帕利塞德的机会,安排政府融资和一家电力公司购买该电厂预计在2025年重新投入服务时将生产的大部分电力。除了该公司15亿美元的能源部有条件承诺外,霍尔特克还获得了来自州政府的3亿美元用于重新启动该电厂。
但公司在使帕利塞德斯重新启动方面面临许多困难。它仍然需要获得核能监管委员会(NRC)的许可,以重新启动关闭的工厂。公司必须对所有组件进行彻底的安全检查,订购并安装新燃料,并重新招聘能够获得NRC许可的工人。监管机构还必须重新认证所有设备是否符合安全标准。
然后还有反对复兴该工厂的整个想法的对手。活动人士正在努力说服NRC拒绝计划中的重启,认为该工厂在2022年的停机可能加剧了机械问题,包括他们所说可能威胁反应堆压力容器的问题。NRC在2013年发现,该容器,即包含反应堆核心的巨大金属单元,已经变得“脆化”,这可能使其更容易发生灾难性故障。尽管NRC表示该容器符合所有安全标准,但一些环保组织仍然不相信霍尔特克是该工厂未来的最佳管理者。
“他们正在玩弄巨大的安全风险,”放射性废物专家凯文·坎普斯(Kevin Kamps)说,他来自 超越核能,一个反核倡导组织。
更广泛地说,超越核能和其他组织,包括塞拉俱乐部和绿色和平,认为推动建设世界核反应堆舰队是错误的。这些组织表示,花费在昂贵核电厂上的资金可以更好地用于增加和改善太阳能和风能技术,这些技术建设速度更快,并且不会产生数千年内致命的废物。这些组织致力于反对核能的扩张。
针对重启帕利塞德斯存在风险的说法,霍尔特克表示将遵守所有NRC安全要求。它表示将对该工厂进行必要的维护和升级,并在反应堆重新供电之前对所有设备和系统进行彻底检查。
辛格同意可再生能源至关重要。但他说,它们无法单独提供无碳电力。“世界的能源,250年来第一次,正经历一个前所未见的拐点,”他说。“我想为世界各地提供反应堆。”
这就是霍尔特克接下来要做的事情:建造一种比以往反应堆更快、更便宜的反应堆。
近年来,只有少数几项严肃的努力试图增加国家核电舰队的容量,而所有这些努力都严重超出预算。以在乔治亚州南方公司的沃格特电厂建造两个1,100MW反应堆的计划为例:一个反应堆于2023年投入服务,另一个在4月跟进,但整个项目比计划晚了七年多,最终成本超过300亿美元,是最初估算的两倍多。
这些严峻的经济因素是数十家公司正在开发所谓的小型模块化反应堆的一个重要原因,包括 TerraPower,该公司得到了 比尔·盖茨的支持; Oklo,其董事长是萨姆·阿尔特曼;以及 Kairos Power,该公司在12月获得了NRC批准以建造演示系统。SMR旨在使用可以在工厂大规模生产的组件,发电能力为300MW或更少,约为目前在役常规电厂容量的三分之一。SMR可能具有多种配置和尺寸:小型的可能为工业场地或军事基地供电,而较大的则更适合发电厂。一些用户可能会将两个或更多SMR捆绑在一起。
Holtec表示,其SMR设计正在NRC审查中,相对简单。它本质上是现有反应堆的缩小版,通过利用裂变产生的热量来煮沸水,生成蒸汽以产生电力。该公司计划到2030年在Palisades安装两个300MW的反应堆,并最终在新泽西州的Oyster Creek安装该技术。它们都将在Camden建造,计划只使用Holtec已获得专利或已存在于商业使用的组件。该公司打算使用机器人焊接系统和其他自动化形式,这意味着制造这些SMR所需的工人将远少于早期一代反应堆所需的大量熟练工人。
BloombergNEF的Gadomski表示,凭借其生产桶的专业知识,Holtec在SMR竞赛中应该具有优势。“他们展示了制造能力,这是下一代核能公司所需要的,”他说。
他补充说,行业需要的是实际建造一个SMR,以证明一家美国公司能够克服所有监管障碍和制造挑战,并开始向电网提供电力。实际上,只有少数SMR已经完成。它们都在亚洲,关于它们的性能可用的细节很少。在美国,只有一家公司获得了NRC对SMR设计的认可,而它正在挣扎:NuScale Power Corp.在11月停止了其旗舰项目,即位于爱达荷州的发电厂,因为其对公用事业的预计成本比原始估计的每兆瓦时58美元上涨了超过50%。
除了承诺更快、更低成本地制造小型模块化反应堆(SMR),Holtec还表示其产品将更安全。对传统模型的一些关键修改包括将反应堆的核心放置在地下,并使用在紧急停机时不需要电动泵的冷却系统。
这是辛格喜欢讲的一个故事:2011年3月的一天,他正在与一群试图说服他让Holtec上市的银行家会面时,电话响了。一次地震和随之而来的海啸导致日本福岛核电厂发生事故。银行家们离开了他的办公室,突然对涉及核服务公司的交易感到警惕。辛格当时决定,他必须开始研发一种能够抵御下一个灾难的反应堆。
O’Brien,Holtec的传播总监,表示公司准备好证明自己。其他SMR制造商“希望成为第二、第三或第四。他们往往不想成为第一,”他说。“我们说我们将是第一个。我们会向你们展示这可以做到。”—与**戴夫·梅里尔