不管喜歡與否,新的核反應堆即將來到美國海濱

在接下來的十年裡,戰略、經濟和環境問題的結合將把現代的第四代核反應堆帶到海濱。 美國港口和船舶運營商今天開始為美國核電建設濱水區——培養一支訓練有素的核能就緒勞動力隊伍,並為核船舶和支持基礎設施制定運營協議——將享有巨大的競爭優勢。

今天,新的模塊化核反應堆設計正在超越美國當前核電站使用的大型千兆瓦“模塊化”加壓或沸水反應堆,提供更小、可擴展的尺寸和安全選項。 區別很明顯——在佐治亞州,Vogtle 發電廠正準備調試兩個新的大型反應堆,並成為一個巨大的四反應堆、5000 兆瓦的區域發電中心,而模塊化反應堆啟動 NuScale Power 提供相對小型的四反應器模塊組,能夠產生高達 308 兆瓦的功率。

小型、可擴展的想法“第四代” 核反應堆可以在佔地面積小得多的設施中提供低風險的反應堆設計,這推動了對新模塊化反應堆技術的廣泛投資。

這些新的反應堆設計發展到“海運就緒”並能夠滿足美國海濱未來岸上和海上發電需求只是時間問題。

美國軍方可以成為海上核技術的重要推動者

美國最大的船舶運營商美國海軍已經將更多的核能運往海濱。 海軍核反應堆為美國的 68 艘核動力潛艇和 XNUMX 艘航空母艦艦隊提供動力。 該服務正忙於現代化,並有各種跡象表明海軍服役的核反應堆數量將會增加。 然而,儘管海軍正在做著偉大的事情,但它可以利用核能做更多的事情。

海軍的水面作戰團體——操作常規燃料巡洋艦和驅逐艦的水手——可能也需要核能。 海軍戰士對額外的漂浮功率有著永不滿足的胃口——新的電磁戰技術、激光和現代傳感器都需要同樣的東西——電力。 再加上後勤方面對海軍向艦隊供應常規石化燃料的長期能力的擔憂,核能為海軍提供了一個可行且具有戰略意義的替代方案。

在美國海軍中,傳統的冷戰時期智慧認為在水面戰艦上使用核動力要么太危險要么太昂貴——而且進一步配備了難以找到和難以留住的專家,提供更少的推廣渠道未經核認證的水面戰軍官。

在航空母艦之外,美國在 1999 年取消了核動力水面戰艦,當時冷戰後的成本削減迫使美國最後一艘現役核動力水面戰艦,紐波特紐斯建造的 USS 南卡羅來納 (CGN-37),停止服務。 水面戰界很高興擺脫了海軍核官僚機構昂貴、耗時和安全第一的束縛,再也沒有回頭。

但今天,恰好是美國第一艘核動力船 USS 誕生 68 年後 鸚鵡螺 (SSN 571),表示“正在進行核動力”,原子能對於常規水面海軍來說太重要了,不能忽視。 新的反應堆技術,加上海運業努力採用幾種不完美的低排放“替代”燃料中的一種,正在為將核能用於所有類型的水面艦艇的想法注入新的活力。

讓美國海軍的水面社區硬著頭皮引領這一演變可能是有利可圖的。

新核技術面臨一場艱苦的戰鬥

但是讓海軍接受更廣泛地使用核能將是困難的。 海軍仍沿冷戰路線組織,並因長期存在的軍種內部競爭而四分五裂,只要缺乏能夠推動重大變革的充滿活力的 Rickover 式領導者,就不適合在短期內採用新的推進技術。

海軍將核能視為一個獨立的世界,作為一個獨立的“海軍反應堆”社區。 海軍的四星級海軍核推進計劃主任是海軍核技術的守門人,作為保守的、規避風險的官僚機構的領導人,這位領導人不太可能支持海軍更廣泛地採用熱門的和新的核技術技術。

由於任務繁多,海軍反應堆可能只是太忙了,無法真正專注於新事物。 已經受到美國大型潛艇資本重組計劃的壓力——並受到澳大利亞、英國和美國努力將核動力潛艇納入澳大利亞海軍的 AUKUS 的進一步壓力——新技術可能會摧毀該服務。

但分裂的官僚機構根深蒂固。 一位獲得核認證的海軍上尉在 2019 年美國海軍學院論文集中寫道 文章,“受過核訓練的軍官為兩個主人服務——他們的上級戰爭社區和海軍反應堆”,並且必須離開傳統的水面戰晉升途徑,在航空母艦上從事與核相關的工作。 他擔心,隨後缺乏對常規海軍水面戰艦的熟練程度,將使獲得核認證的水面戰軍官在海上處於劣勢,而獲得海上熟練度的努力將使獲得核認證的軍官遠離核推進系統。

除了海軍在訓練和人事管理方面面臨的挑戰外,美國海軍對商船的體制偏見可能會使海軍忽視在海軍龐大的輔助艦隊中使用核動力的有趣機會。 在冷戰期間,有抱負的水面海軍領導人經常被要求指揮原本不起眼的油輪和輔助艦船——前海軍作戰部長海軍上將邁克馬倫經常回憶說,他曾經指揮過美國海軍 諾修比 (AOG-56),一艘可恥的汽油罐車。 隨著冷戰的結束,這些職責被移交給民用運營商,而他們在軍事海運司令部的海軍管家的重要性也被降級。 但是,今天,核動力輔助船和貨運船對美國來說可能是一項巨大的投資,有助於美國更好地了解未來在世界競相將核電“海洋化”時面臨的技術挑戰。

不用說,海軍核官僚機構的氣氛並不是為了促進創造性的新想法——它想要安全地執行既定的任務集。 為此,美國國防部可能需要推動壓力重重的海軍核推進計劃的發展。 如果戰爭的未來指向對新的、耗能大的技術的需求——而不是傳統的液態碳氫化合物燃料——國防部將有義務介入並改變現狀。

這可能已經發生了。 在宣傳“貝利計劃”,這是國防部探索現代微型反應堆的一項創新工作,美國海軍明顯缺席了所謂的“政府整體努力”,以“提高能源彈性和減少碳排放,同時幫助塑造安全和防擴散標準。” 相反,陸軍工程兵團與能源部、核管理委員會、國家核安全管理局和美國國家航空航天局一起得到了更大的賬單。

五角大樓如何幫助海軍渡過難關

即使海軍核推進計劃不會“發揮作用”並且“大”海軍拒絕核動力戰鬥艦或輔助艦艇的潛力,國防部也可以做其他事情來幫助不情願的海軍“擺好桌子” ”,以便在海上更廣泛地利用核能。

首先,國防部可以繼續“幫助”海軍測試基本的戰略假設,並“激勵”採用具有更廣泛潛力滿足國家需求的技術。 對核破冰船、DDG(X) 等核動力下一代水面戰艦、核動力輔助設備和核動力子系統的可行性進行一系列基礎研究可能會有用。

其次,五角大樓可以敦促海軍在可以利用投資的地區開發新的核造船廠——巴爾的摩、波多黎各和關島都提供了有趣的機會。 隨著海軍逐漸意識到昂貴的納稅人擁有的造船廠可以而且確實可以節省納稅人錢的異端想法,該服務正在公開考慮建立一兩個新的公共造船廠的想法。 如果建成,這些新造船廠將幫助海軍克服核潛艇和航空母艦維護方面的積壓問題。 但是,在一兩年內,他們將擁有訓練有素的勞動力,隨時準備支持一波新型核動力水面艦艇。

第三,國防部長可以幫助海軍討論核艦艇的概念性作戰概念。 與美國國土安全部、美國海岸警衛隊和其他機構合作,該服務可以領導另一項全政府倡議,以清除舊的操作指南。 NS 薩凡納,美國第一艘也是唯一一艘核動力商船出海,並開始重新制定支持核動力商船和軍用船隻在美國水域安全運營所需的監管框架。

最後,國防部可以認識到並努力減輕可能限制創新的海軍反應堆壓力。 如果該組織正在努力應對維持和發展美國核力量的日常工作,並且似乎受到將核潛艇投入澳大利亞服役的前景的威脅,那麼該組織可能需要指導性改革和資金來更好地定位該服務用於新的核技術。

挑戰相當嚴峻。 要么推進核技術並在海上領先——要么乾脆等到中國開始發展核動力商船和水面戰艦,讓新的核技術不容忽視。

來源:https://www.forbes.com/sites/craighooper/2023/01/17/like-it-or-not-new-nuclear-reactors-are-coming-to-the-american-waterfront/