哥本哈根原子能公司的六大里程碑

哥本哈根原子能公司正在開發的技術是重水慢化釷熔鹽反應堆，該反應堆安裝在一個 40 英尺的容器內，其制造方式與當今的汽車生產方式類似。該公司計劃在裝配線上大規模生產反應堆，每條裝配線每天可生產一座反應堆。

每個反應堆的輸出功率為 100 兆瓦，其想法是將它們像樂高積木一樣拼湊起來，以便大規模部署。這使得該技術適用于發電和其他應用，如工業用工藝熱，包括生產氫氣和綠色氨。

預計該技術在大規模生產情況下的電價 (LCoE) 將低于 20 美元/兆瓦時。哥本哈根原子能公司還計劃采用“能源即服務”商業模式，即該公司將建造、擁有、運營和退役釷反應堆，無需客戶投資，也無需納稅人投資。

釷反應堆的額外優勢在于可以利用傳統核電站的廢燃料(從而將儲存時間從 10 萬年縮短至 300 年)。因此，該技術被稱為廢物燃燒器。

哥本哈根原子能公司是一家“產品至上”的公司，已經建造并運行了其首座全尺寸非裂變原型反應堆，運行溫度為 600°C。為了實現這一目標，公司進行了廣泛的研發和測試，以支持實現這一重要里程碑，并按照積極的路線圖要求在 2028 年之前實現商業發射。

特斯拉和 SpaceX 等公司率先采用了“產品優先”的方法，哥本哈根原子公司也秉承同樣的理念：打造;測試;改進;強化技術，以取得成功。

世界迫切需要額外的發電能力，同時減少并最終消除排放。實現這一目標的唯一方法是采用多種途徑的創新。該公司認為，釷熔鹽技術可以為全球能源系統的轉型做出重大貢獻，一種情景表明，40 年后釷反應堆的能量產出可能與今天的天然氣相似。

那么這一切是怎么發生的呢……?基礎和起源是熔鹽反應堆實驗 (MSRE)，這是一座釷增殖反應堆，于 20 世紀 60 年代在美國橡樹嶺國家實驗室運行了五年。隨著互聯網在 2000 年左右的普及，這項技術背后的知識產權得以公開，并被世界各地的許多大學團體采用。這就是人們對熔鹽反應堆興趣重新燃起的開始，并催生了一個目前正在興起的行業。

六個里程碑

哥本哈根原子公司確定了六個里程碑(見左圖)，這些里程碑支撐并體現了公司的發展歷程，從創立之初到最終建成的增殖反應堆，該反應堆將為未來數千年提供廉價而豐富的能源。

里程碑 #1。哥本哈根原子公司自 2014 年以來一直致力于實現第一個里程碑，已獲得多項寶貴專利，并開發了以前不存在的新方法和產品。作為雙贏合作的一部分，該公司還將其中一些創新出售給其他人(例如熔鹽測試回路技術和高純度鹽)，哥本哈根原子公司從熔鹽研究人員那里獲得數據。組件仍可改進，但里程碑 #1 被認為已完成 95%。

目前里程碑 #2已完成 75%。兩座非裂變全尺寸反應堆原型已經建成，該公司正在訂購第三座。第三座反應堆將在 600°C 下用釷鹽和鈾鹽進行測試。

第三個里程碑涉及一座 1 MWt 示范/測試反應堆，目的是證明建造和運行帶有釷包層的熔鹽反應堆的能力——這是前所未有的壯舉。該測試反應堆預計將運行 30 天，以獲得有核經驗的國家的監管部門批準，并具有商業反應堆的所有功能，但規模較小。

熔鹽測試回路。哥本哈根原子公司將這些回路出售給其他熔鹽研究人員

測試反應堆對于驗證模擬的準確性以及材料、生產方法和揮發性裂變產物去除至關重要。未來兩年的重點將是實現里程碑 #3，并借鑒在實現里程碑 #2 的過程中從 140 多年的測試時間中獲得的豐富經驗。

哥本哈根原子反應堆設計示意圖

目前正在建造的 1 MWt 演示反應堆非裂變原型將使用非核燃料鹽來驗證反應堆設計，預計該演示反應堆將于 2025 年投入運行。

在實現里程碑 #3 之后，里程碑 #4預計會相對簡單，盡管在建造五到十個商用反應堆之前可能需要運行多個版本的測試反應堆。目標是到 2028 年擁有商用反應堆，但要等待愿意支持此類先進反應堆的國家的批準。計劃在目前的公司總部組裝十個商用反應堆。

這為里程碑 #5奠定了基礎，涉及反應堆的流水線生產和在少數幾個地點的快速安裝。哥本哈根原子能公司將在“超級工廠”環境中建立流水線生產，從數百家分包商處接收組件并按順序組裝反應堆，每天發貨一座反應堆。每條裝配線大約需要 1000 人，每年應該可以安裝 15 GWe 的新反應堆。超級工廠可能會設在首先批準類型認證并允許快速部署反應堆的國家。

里程碑 #6被認為是最令人興奮的，因為實現熱譜增殖反應堆可以比作首次登月。這一里程碑有可能解鎖一種在價格和擴展能力上都超越化石燃料的能源。

雖然里程碑 #6 似乎遙不可及，可能要到 2035 年才能實現，但過去十年取得的進展讓哥本哈根原子公司更接近其目標。預計 2024 年對該公司來說將特別令人興奮，因為公司將進行非裂變反應堆測試、鋰 7 生產以及大規模鈾和釷鹽生產和處理。

哥本哈根原子能公司已建成一座完全可運行的非裂變原型反應堆

非裂變原型反應堆的頂視圖，圖片右側為“洋蔥”形核心

哥本哈根原子能公司目前正在積極籌集資金以推進這一路線圖，并積極就試驗反應堆的東道國進行談判。其中一個談判對象是英國，英國已經擁有悠久的核技術歷史和廣泛的核基礎設施。

哥本哈根原子能公司沒有進入英國的通用設計評估 (GDA) 流程，因為它不適合這項計劃。哥本哈根原子能公司想要做的事情的范圍與其他通用設計評估參與者不同，因為它設想的是一個只產生熱量而不產生電力的小型測試反應堆。然而，英國正在與政府、場址和 ONR (核監管辦公室) 進行多次對話，以探索批準測試反應堆的途徑。

哥本哈根原子能公司還尋求在其他國家批準該測試反應堆，目前許多地方正在進行談判，預計很快就會發布公告。

達成這樣的主辦協議將使主辦國、哥本哈根原子能公司以及全世界受益。

試驗反應堆將為商業化運行鋪平道路。這項技術的試點國家最有可能是試驗反應堆所在地的國家，因此也將是第一個從商業化部署中獲益的國家。

2023 年，哥本哈根原子公司完成了一輪投資，籌集了 2500 萬歐元，這使得公司能夠搬遷至新的總部和測試設施，并朝著將

公司發展成為核能領域的全球領導者的目標邁進。哥本哈根原子公司于 2019 年搬遷至阿法拉伐的舊址，這與公司最初的所在地丹麥技術大學地下室相比，也是一個很大的進步。阿法拉伐擁有真正的生產設施，配備高架起重機、大型機器和食堂。然而，該公司已經完全超出了那個位置，迫切需要更多的樓面空間用于測試和生產。新總部位于哥本哈根機場附近的卡斯特魯普，占地 11,000 平方米，擁有足夠的空間發展成為一家提供真正商用反應堆的真正的反應堆公司。

在新總部，不可能在真正的核反應堆中進行鏈式反應，但可以建造全尺寸的非裂變原型，并使用電加熱器用含釷和鈾的鹽對其進行測試。哥本哈根原子公司還將運行世界上最大的釷熔鹽純化生產線，目前正在這里建造世界上最大的鋰 7 生產線。