
由于1986年蘇聯切爾諾貝利核災難和2011年福島第一核電站災難,公眾輿論仍然不愿意在民用和軍用領域認可核技術。盡管如此,這種能源仍然是遏制全球變暖的最生態和最現實的生產方法,這解釋了環保團體對核電的承諾,直到可再生能源具有更大的發電潛力。
備受爭議的民用核電在 2021 年提供了 2,586 太瓦時 (TWh) 的電力,相當于全球產量的 10% 左右,并且僅代表了僅次于水電的第二大低碳能源。世界上有超過 442 座民用裂變反應堆(392 吉瓦),加上正在建設的 53 座核動力反應堆(60 吉瓦)和計劃建造的 98 座反應堆(103 吉瓦),核能仍然令人感興趣,尤其是在新興經濟體。
雖然有些人認為核生產是一條危險的道路,但主要挑戰仍然是各國維護和升級反應堆的可持續性。
在蘇聯解體時,由于缺乏維持生產設施的經濟資源和技術技能,許多后蘇聯國家不得不減少甚至關閉其核能力。財務問題也有助于解釋向(后蘇聯)俄羅斯轉讓核武器的愿望,莫斯科有足夠的后勤手段來確保維護。
最后,在建造核電站或開發核武庫時,主要關心的不是它的完工,而是它的長期可持續性。事實上,沒有任何跡象表明一個國家在未來幾年、幾十年甚至幾個世紀將保持政治和經濟穩定。
讓我們以法國和英國為例,這兩個國家在發展核武庫(分別是 1952 年和 1960 年)和民用發電廠時都是能夠抗衡華盛頓和莫斯科的全球大國(例如法國退出1966 年的北約指揮結構)。
如今,法國和英國這兩個國家沒有相同的海洋和陸地表面,其國際存在和財政權重大大降低,暫時沒有導致核維護問題。發電廠,但有朝一日可能會發生意外危機。同樣,一個國家可能會——由于政治變革、激進主義的死灰復燃或制度危機——在保持其核軍事能力的同時變成敵對力量,從而導致國際舞臺上更加不穩定。
撇開軍事方面不談,核能對于應對全球變暖的努力至關重要,至少就目前而言,這種能源似乎是通往太空殖民的門戶。雖然在這方面還有很多研究要做,但毫無疑問,它將使前往月球、火星和系外行星的旅行以及殖民化急需的電力的生產(例如,用于建造大型的3D 打印系統)成為可能。規模設施)。
核動力機器人在太空征服方面司空見慣,許多航天器——卡西尼-惠更斯號、好奇號(漫游者)、伽利略號、宇宙 954、林肯實驗衛星、新視野號、海盜 1 號和 2 號、航海者 1 號和 2 號——已經依靠這種能源來運作。
因此,核能既是機遇也是責任,正如芬蘭的 Onkalo 深層地質處置庫案例所表明的那樣,該處置庫基于Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB)開發的用于處置高放廢物的 KBS-3 技術。
考慮到與全球變暖相關的緊急情況和國際關系日益緊張的局勢(例如美中在太平洋和太空的競爭日益激烈),我們將不得不學會應對民用和軍用核電:作為一個實用主義的問題,直到我們有更好的選擇,如果存在的話。
因此,本文通過解決法國管理在該領域的例子來探索未來的解決方案,該國的產量為 379.5 TWh(占全國電力的 70.6%),是世界上百分比最高的國家。
俄羅斯浮動核電站也可能為那些沒有資金和技術資源來建設自己的核電站的國家提供一個充分的答案,提供一個解決方案,而不會迫使最不發達國家政府做出重大承諾。Rosatom項目值得一提,因為它可能會激勵其他國家,如英國、美國、法國和中國,發展自己的浮動核電站,這可能會導致看到核動力集裝箱船的可能性出現,避免供應鏈中化石燃料能源的過度消耗。
總的來說,隨著銀行業從傳統銀行業過渡到區塊鏈,未來將消耗更多能源,核電似乎也很有必要,這將需要增加對環境影響低的能源生產。
最后,核能是確保太空殖民成功所必需的,從而防止人類依賴單一的太陽系,因為在兩顆行星上生存的機會比在一顆行星上要大得多。
法國核天堂:法國成功管理其核資產
如上所述,法國的核電輸出量為537.7 TWh,占總電力的70.6%,是世界上最高的比例。這是由于幾個歷史因素和動機,主要是戴高樂在 1960 年代的政策,以確保法國仍然是一個能夠與美國和蘇聯競爭的大國。
盡管現在似乎難以想象,但在 1950-1960 年代,法國是一個覆蓋多個大陸(例如印度支那和阿爾及利亞)的帝國,因此在人口、領土和 GDP 方面能夠代表兩個超級大國的替代品。20 世紀下半葉法蘭西帝國瓦解后,盡管法國仍然是世界上最大的海洋領土,并在非洲、拉丁美洲(法屬圭亞那)和遙遠的地方擁有土地,但它已成為“中等”強國。法屬波利尼西亞等領土。
戴高樂發展核研究的愿望,盡管是出于軍事目的,導致了法國民用核能的平行發展,這對于為未來的核武庫生產大量放射性部件是必要的。雖然法國無法與美國匹敵,今天仍落后于俄羅斯和中國,但在民用方面,法國已成功地使該國成為擁有清潔和負擔得起的能源的核天堂。
Électricité de France (EDF)主要由法國政府擁有(公司 85% 的股份),是該國負責核電站的主要發電和配電公司。在審視法國管理層時,EDF 仍然負債累累。其盈利能力受到始于 2008 年的經濟衰退的影響,2009 年的利潤為 39 億歐元,2010 年降至 10.2 億歐元,撥備總額為 29 億歐元。總的來說,法國的主要問題仍然是政府,只要國家負責核生產(EDF),公司就不需要大力提高效率來生存。
因此,法國核生產未來的一個有趣選擇將是私有化,因為大公司將增加核容量并優化生產成本,同時減少管理人員的數量。公眾輿論和法國政府反對這個想法,因為它會給私營部門更多的靈活性,并可能導致安全問題,而現實可能恰恰相反,因為政府管理是主要問題,也是服務不受歡迎的原因。效率低于私營部門,這在幾乎所有涉及公共管理的方面都可以看出(例如 NASA 與 SpaceX)。
法國政府可以將核能發電私有化,同時制定法律并確保私營部門合規,這意味著法國政府將保證生產標準的安全,而核電供應商將優化生產效率,就像已經做過的那樣航空公司和電信。
盡管法國在國家層面成功地管理了民用核電,但缺乏私有化導致錯失了核領域的商機。我們可能期望法國在法屬圭亞那建造更多的核設施,向鄰近的拉丁美洲國家出售電力,從而增加需求更多的大陸的利潤。歐洲也是如此,隨著德國核設施的關閉,法國本可以增加國內產量,成為歐洲的核能發電站,鑒于法國在該領域的專業知識以及德國、意大利、西班牙對電力的高需求,這是一項富有成效的業務,比利時和瑞士,僅舉幾例。
從這個意義上說,俄羅斯已經能夠更快地進行創新,現在正在提供在發展中國家具有巨大潛力的浮動核電站,有望成為這個不斷增長的領域的世界領導者。
俄羅斯浮動核電站的光明前景
浮動核電站是由俄羅斯國有核能公司 Rosatom 設計的船舶,是獨立的、低容量的浮動核電站,能夠在世界各地移動。Rosatom 計劃在造船設施中大規模生產這些工廠,將它們拖到電力需求很大的地方附近的港口,這可以增加世界某些地區對核能的獲取。
這個概念可以追溯到美國的 MH-1A,它于 1960 年代在二戰自由艦的船體中建造。然而,Rosatom 項目是第一個大規模生產的浮動核電站。
就技術本身而言,很大一部分仍處于機密狀態,盡管我們知道浮動植物必須每三年補充一次燃料,但每年最多可節省 200,000 噸煤炭和 100,000 噸石油。這些反應堆預計有 40 年的使用壽命,圍繞反應堆本身、連續的物理保護和安全殼系統、主動和被動自激活安全系統、自動自診斷系統、設備狀況的可靠診斷和系統和計劃的事故控制方法。此外,車載安全系統獨立于工廠的電源運行。
據 Rosatom 稱,包括中國、印度尼西亞、馬來西亞、阿爾及利亞、蘇丹、納米比亞、佛得角和阿根廷在內的 15 個國家已表示有興趣租賃此類設備。據估計,世界上 75% 的人口居住在港口城市 100 英里范圍內,這一事實使 Rosatom 的設備成為核能領域藍海戰略的典型例子。
俄羅斯浮動核電站對發展中國家來說是一個有吸引力的替代方案,因為它提供了俄羅斯工程師的技術專長,同時它不需要國家提供鈾,只能在需要時使用。
在不久的將來,非洲和拉丁美洲國家將需要更多電力,尤其是在從中央銀行和汽油動力汽車過渡到基于區塊鏈的數字貨幣和電動汽車時。因此,俄羅斯項目是同類項目中的第一個,應該為新興國家提供臨時解決方案。這一領域的市場自由化是可以預料的,來自中國、美國,也許還有法國等國家的競爭,取決于 Rosatom 如何與競爭對手銷售這種商業模式。
太空征服和人類安全幾乎只能通過核能來實現
雖然它可以被視為地球上的威脅,但核能在太空中是必不可少的,核衰變過程被用于小眾應用,例如航海者 2 號等太空探測器中的放射性同位素熱電發電機。
此外,聚變能發電仍然是國際研究的重點。由于核動力系統的質量比同等功率的太陽能電池要小,這使得航天器更緊湊,更容易在太空中操縱和引導。在載人航天的情況下,可以為生命支持和推進系統提供動力的核動力概念可以降低飛行成本和持續時間。
NASA 在美國
2001 年,安全負擔得起的裂變發動機正在開發中,測試了 30kW 核熱源,以開發帶有布雷頓循環燃氣輪機的 400kW 熱反應堆以發電。廢熱排放由低質量熱管技術提供。安全是通過堅固的設計來確保的。
一個音樂會的例子是普羅米修斯項目,這是美國宇航局從 2000 年代初開始對核動力航天器的研究,而 Kilopower——可用于負擔得起的裂變核動力系統的初步概念和技術,以實現長期停留在行星表面——是美國宇航局最新的反應堆開發計劃。
美國對空間技術的興趣也與第六代戰斗機的機密項目有關,諾斯羅普TR-3黑蝠鲼(暫名)可能需要更多的能源來維持非重力場的能源消耗。三角形的邊緣和中間。
在俄羅斯,TEM(核推進)
TEM 項目始于 2009 年,旨在為火星發動機提供動力,俄羅斯宣布已于 2016 年 3 月完成了水滴散熱器系統的首次測試。
2021 年 3 月 19 日,位于 Keldysh 的 MV Lomonosov 研究中心計劃在 2025-2030 年進行離子發動機的飛行測試。據新聞服務部門稱,Keldysh 中心已經制造出容量為 200W 至 35 kW 的產品。目前,他們的資源特性得到確認,100kW發動機的制造處于初步階段。
雖然美國和俄羅斯有時可以獲得解密的核空間應用的細節,但中國對這一領域的當前知識狀況更加保密。除了征服太空,核研究還可以應用于高超音速導彈,因為在開發出另一種等效功率的推進源之前,應用于太空的核技術仍然是太空探索的唯一解決方案。
總的來說,核復興將非常受歡迎,不僅可以通過保護環境來確保我們星球的未來,而且可以確保人類將在我們的宇宙中生存,依靠核動力航天器征服月球、火星和系外行星.
雖然核電遭受了切爾諾貝利和福島的影響,但即使在法國等一些取得積極成果的國家,俄羅斯浮動核電站等雄心勃勃的項目已被證明是發達國家提供清潔和負擔得起的能源的寶貴解決方案到世界其他地方。
未來的災難是一種無法排除的可能性,雖然它們是一場悲劇,但我們必須權衡其他發電方式(例如煤炭)對環境的無形成本,同時牢記民用核電站已經改進并將希望通過核聚變繼續這樣做。
從長遠來看,這并不意味著不應該改進可再生能源,但核能仍然是互補的,直到可再生能源能夠接管地球,之后核能主要用于太空目的。
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