Terrestrial Energy，一家加拿大核技术公司，已正式启动工程和许可工作，计划建设美国首个商业熔盐反应堆。该公司引入了Zachry Group，这是一家在核建设领域颇具实力的公司，负责位于德克萨斯州布赖恩的德克萨斯A&M-RELLIS项目的土木、结构、机械和电气工程。这不再是PowerPoint工程。他们正在进行实际的现场特征调查，深入研究土壤条件，绘制公用设施图，并建立他们在最终向核监管委员会（NRC）申请建设许可证时所需的技术依据。 该项目核心的反应堆设计称为整体熔盐反应堆（IMSR）。与使用水冷却的固体燃料棒的传统反应堆不同，IMSR使用熔融氟化盐作为燃料载体和冷却剂。该盐在常压下保持液态，能够达到约700摄氏度的温度，足以为目前依赖化石燃料的工业过程提供热能。Terrestrial Energy将其宣传为一项双重交易：为电网提供基础负荷电力，同时为石化厂、炼油厂和数据中心提供高品质热能。该反应堆被归类为第四代技术，意味着它是承诺提供更好安全性、更少废物和更多灵活性的先进设计浪潮的一部分，优于20世纪建造的大型压水反应堆。 Zachry Group的参与表明，Terrestrial Energy对从蓝图转向推土机的决心。Zachry在美国建设核设施方面拥有数十年的经验，他们将其NQA-1核质量保证计划带到项目中。这是核建设工作的黄金标准，是在建设NRC将会用显微镜审查的项目时所需的过程纪律。Terrestrial Energy的首席执行官Simon Irish表示，该协议“为我们在德克萨斯A&M-RELLIS的工作增加了一个重要的工程合作伙伴”，并赞扬Zachry在“核工程和建设经验方面的深厚积累。”翻译过来就是：我们已经完成了简单的部分，现在我们需要知道如何浇筑核级混凝土的人。 德克萨斯A&M-RELLIS场地非常适合这种项目。2024年6月，Terrestrial Energy签署协议，获得约77英亩的校园控制权，并享有独家研究和开发的访问权。RELLIS已经被定位为先进核技术的测试场，与大学的合作关系使Terrestrial Energy能够接触到研究设施、人才管道和监管友好的环境。德克萨斯州积极吸引先进核项目，提供快速许可、合作的监管机构，以及在数据中心和工业设施在全州迅速增加的背景下，急需更多基础负荷电力的电网。 NRC的建设许可证申请是一个重大障碍。Terrestrial Energy尚未提交申请，但所有这些工程工作正在为该申请奠定基础。NRC对先进反应堆的许可过程以缓慢和昂贵而闻名。即使最近的改革旨在加快对新设计的批准，获得建设许可证仍需要与监管机构进行多年的反复沟通、成堆的技术文档和多轮公众评论。Terrestrial Energy的目标是在2030年代初期投入其首个IMSR工厂，这意味着他们可能计划在2027年或2028年提交建设许可证申请。这个时间表假设一切顺利，而在核监管中，这是一个危险的假设。
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德克萨斯熔盐反应堆逐步走向现实
一家加拿大核初创公司刚刚聘请重型工程师在德克萨斯州建造美国首个商业熔盐反应堆。位于德克萨斯A&M的RELLIS校园的项目目前正在进行实际的现场工作，并为核监管委员会准备文件。如果一切顺利，这个项目可能在2030年代初为数据中心和化工厂提供电力。
我的看法
这个项目的重要性在于熔盐反应堆在实验室中停滞了50年，而现在终于有人有资金和勇气在商业规模上建造一个。橡树岭国家实验室在1960年代证明了这一概念的可行性，但由于冷战时期需要生产钚的反应堆，而不是高效的民用电厂，这项技术被搁置。现在我们正面临不同的能源危机，我们需要清洁的基础负荷电力和不依赖燃气的工业热能，而熔盐反应堆突然再次显得光辉灿烂。 最大的问题是Terrestrial Energy能否在不耗尽资金或耐心的情况下穿越NRC的许可迷宫。先进反应堆初创公司在低估满足核监管机构所需时间方面有着糟糕的记录。NuScale是唯一获得NRC设计批准的小型模块化反应堆，花费了十多年和数亿美元才获得批准，而他们在犹他州的第一个项目刚刚因经济原因被取消。Terrestrial Energy需要证明他们能够按预算和按时建造这个项目，否则他们将成为另一个关于核创新与监管现实相碰撞的警示故事。 但如果他们成功，影响将是巨大的。数据中心的电力消耗速度超过了公用事业公司建设新发电能力的速度，每个科技公司突然都渴望清洁、可靠的电力，而不依赖天气。一个能够在77英亩的土地上提供400兆瓦电力和工业级热能的反应堆将会改变德克萨斯州及其他工业负荷密集地区的游戏规则。问题是2030年代初的时间表是否能够保持，还是这将变成另一个十年的监管炼狱之旅。
接下来会发生什么
Terrestrial Energy和Zachry Group目前正在RELLIS校园进行深入的现场特征调查工作，这意味着土壤取样、环境调查、地震研究和公用设施绘图。这些数据将直接用于NRC建设许可证申请，预计如果当前时间表保持不变，将在2027年提交。NRC的审查过程通常需要24到42个月的时间来处理新型反应堆设计，因此在Terrestrial Energy获得批准开始浇筑混凝土之前，我们可能要等到2029年底或2030年，假设没有重大监管障碍。 与此同时，注意其他先进反应堆开发者跟随Terrestrial Energy的做法，并将德克萨斯州作为他们第一个项目的目标。由于其友好的监管环境、对基础负荷电力的迫切需求以及愿意容纳工业规模能源项目，德克萨斯州已成为核创新的首选目的地。如果Terrestrial Energy的IMSR顺利推进，预计会有一波来自竞争对手的类似公告，他们正在开发高温气体反应堆、快中子反应堆和其他第四代设计。 真正的变数在于经济是否可行。Terrestrial Energy尚未披露建设成本或预期电价，但熔盐反应堆在历史上因燃料盐的腐蚀性和反应堆核心中对特殊材料的需求而建设成本高昂。如果他们能够以具有竞争力的价格提供电力，同时销售工业热能，该项目将成为重工业脱碳的模板。如果成本飙升，时间表延误，这将成为另一个关于核创新为何如此难以商业化的昂贵教训，无论技术在纸面上看起来多么优秀。
历史告诉我们什么
熔盐反应堆技术可以追溯到1950年代和1960年代，当时橡树岭国家实验室于1965年至1969年建造并运营了熔盐反应堆实验（MSRE）。该测试反应堆证明了概念的可行性，运行超过13,000小时，展示了液体燃料反应堆能够在高温下安全运行，而不需要传统水冷反应堆所需的大型压力容器。该技术在1970年代被放弃，并不是因为它不起作用，而是因为美国核界优先考虑能够作为副产品生产武器级钚的固体燃料反应堆。MSRE在几十年里被闲置，而核工业则加倍投资于压水反应堆和沸水反应堆。 现在，50多年后，熔盐反应堆正在经历一场复兴，推动这一复兴的原因是对清洁工业热能的需求，以及意识到传统反应堆设计在满足现代能源需求方面过于昂贵和不灵活。中国正在戈壁沙漠建造一座以钍为燃料的熔盐反应堆，多个西方初创公司正在竞相商业化各种熔盐设计。Terrestrial Energy的IMSR是这一浪潮的一部分，试图将1960年代的核物理转变为21世纪的商业现实。