新型核能呼之欲出 ? 這是替代化石燃料的大殺器嗎？

愛爾蘭認為，全球各國需要建設數量驚人的清潔能源專案，從而取代化石燃料的能源基礎設施，只有這樣才能為那些快速發展的國家不斷增長的需求提供足夠的能源。他意識到，依賴風力和太陽能發電的可再生能源要達到這一目標過於困難。而且他也知道，核電作為唯一可以填補空白的現有清潔能源形式，實在是太昂貴了，根本無法與石油和天然氣相競爭。

但是，在2011年的一次會議上，他遇到了一位工程師，後者設計了一個用熔鹽冷卻的核反應堆。愛爾蘭認為，如果這一計劃成功，它不僅可以解核能老化的問題，還可以為全世界棄用化石燃料提供一條現實途徑。

關鍵問題在於，「我們能否做得比60年前商業化的傳統反應堆做得更好？」愛爾蘭回憶道， 「答案是，‘絕對會’。」

愛爾蘭非常確信這個新的反應堆是一項偉大的投資，他把他的整個職業生涯都押在了上面。近十年後，愛爾蘭成爲了總部位於紐約市的Terrestrial Energy公司的執行長，該公司預計將在2030年之前建成一個熔鹽反應堆。

當然，在這個行業，Terrestrial Energy公司遠非孤軍奮戰。爲了解決衆所周知的核能問題——放射性廢料、熔燬、核擴散和高運營成本，美國全國各地涌現了數十家核初創企業。

這個行業有很多奇思妙想。有的反應堆可以使用核廢料。有些反應堆旨在破壞可以製成武器的同位素。有些小型反應堆可以在工廠裡進行低成本建造。這麼多想法！

對於Terrestrial Energy公司顧問、前能源部長歐內斯特?莫尼茲(Ernest Moniz)來說，這種感覺就好像正在發生新的事情。「我從未在這個行業看到過這種創新，」他說， 「這真的令人興奮。」

其他反應堆，如Terrestrial Energy公司的熔鹽冷卻反應堆設計也具有創新性。如果反應堆過熱，就會自動冷卻。傳統的反應堆主要通過流經的水以防止過熱，但如果有什麼東西停止水的流動——就像福島的地震和海嘯——水就會沸騰，也就沒有任何東西可以阻止反應堆的熔燬。

愛爾蘭說，與水不同的是，熔鹽不會沸騰，所以即使操作人員關掉安全系統並走開，鹽也會使系統保持冷卻狀態。鹽不斷加熱和膨脹，推動鈾原子分開並減緩反應(鈾原子離得越遠，飛行中的中子就越不可能把它們分開，也就無法觸發鏈式反應的下一個環節)。

愛爾蘭說:「這就像你在煮意大利麪時把鍋放在爐子上一樣。」不管你的爐子有多熱，除非水已經沸騰了，否則你的意大利麪永遠不會超過100攝氏度。然而，當你用液態鹽代替水時，你必須達到1371攝氏度才能使冷卻液蒸發。

這些東西聽起來像科幻小說——但它是真實存在的。自2016年以來，俄羅斯一直在用一個先進的反應堆發電，這個反應堆可以燃燒放射性廢料。中國也建造了一個「卵石床」反應堆，能夠將放射性元素鎖在球杆大小的石墨球內。

2015年，中間派智庫「第三條道路」(Third Way)開始繪製全美所有先進核專案的地圖，追蹤那些致力於為低碳能源提供更安全、更廉價、更清潔核能的初創企業和公共部門專案。第一張地圖上有48個點，現在有75個點，就像糖果色的斑點一樣在地圖上蔓延開來。

「第三條道路」(Third Way)清潔能源工作負責人瑞安·菲茲帕特里克（Ryan Fitzpatrick）指出，就專案數量，工作人數以及私人融資金額而言，目前的核能發展形勢無與倫比，除非你回到20世紀60年代。

當時，華特·迪士尼(Walt Disney)發行了電影《我們的朋友，原子》(Our Friend the Atom)廣為宣傳核能，業內稱未來的電力會「太便宜到不用計量」，電力公司計劃在美國各地建造數百座反應堆。

為什麼這一切都發生在現在？畢竟，自冷戰開始以來，科學家們一直在研究這些替代型別的反應堆，但它們從未流行起來。先進反應堆的實驗歷史也充滿了各種各樣的失敗。 1954年，熔鹽冷反應堆首次成功執行，但美國選擇專注於水冷反應堆，並削減了其他設計的資金。

但基本層面已經發生了變化：以前，由於傳統反應堆是有利可圖的，因此核公司沒有必要通過聯邦監管程式的層層審批獲得新設計，在此過程中還要花掉數十億美元。那不再是現實了。

愛爾蘭說：「半個世紀以來，現在的核電運營商首次陷入財務困境。」

最近，美國對傳統水冷反應堆的賭注以非常昂貴的方式開始慢慢惡化。2012年，南卡羅萊納電力天然氣公司(South Carolina Electric & Gas)獲准建造兩座大型常規反應堆，發電量為2200兆瓦，足以為180萬戶家庭供電，並承諾將在2018年的某個時候投入使用。當電力使用者看到他們的賬單上漲了18%來支付建設費用時，這一工程很快就遭到了推遲。去年，在向該專案投入90億美元后，該公司最終放棄了這一專案。

美國麻省理工學院先進核能系統低碳能源中心的聯合主席約翰·帕森斯（John Parsons）表示，美國最近建造的核電專案是一場災難，主要原因是現場施工過程中開支陡增。

類似的情況也在國外不斷上演。在芬蘭，Olkiluoto發電廠的新反應堆建設比原計劃晚了8年，超出預算65億美元。

作為迴應，這些核創業公司正在設計他們的業務，以避免可怕的成本超支。許多人計劃在工廠建造標準化的反應堆部件，然後像在建築工地拼搭樂高積木一樣將它們組裝在一起。「如果你可以將工程搬到工廠，你可以大幅降低成本，」帕森斯說。

新反應堆也可以通過更安全的方式來降低成本。傳統反應堆有發生熔燬的基本風險，很大程度是因為起初這種反應堆是被設計用於為潛艇提供動力。愛爾蘭解釋說，當它在水下時很容易用水來冷卻反應堆，但當我們將這些反應堆提升到陸地上時，我們不得不開始用水泵抽水來冷卻它們。「這要確保水泵系統永遠不會出問題，或者永遠不會發生像福島那樣的破壞性事故。在建設過程中，你需要安全系統之上的安全系統，冗餘之上的冗餘。「

Oklo是一家硅谷初創公司，其反應堆設計基於不易發生熔燬的原型。 「當工程師關閉所有冷卻系統時，它會自行冷卻，然後重新啟動並在當天晚些時候正常執行，」Oklo聯合創始人卡洛琳·科克倫(Caroline Cochrane)說。如果這些更安全的反應堆不需要備用冷卻系統和混凝土密封罩，那麼公司就可以用更少的錢來建造核電站。

在取得成功之前，技術往往會經歷很長一段時間的失敗：在第一個電燈問世和托馬斯·愛迪生髮明白熾燈之間進行了45年的修修補補。工程可能需要幾十年才能趕上想法。帕森斯說，其他人過去曾嘗試過各種先進核能的想法。 「但科學已經在向前發展，」他說，「你有比幾十年前更好的材料。這讓這些事情變得可行。」

非營利機構「能源創新改革專案」(Energy Innovation Reform Project)最近的一項研究估計，最新一批覈電初創企業每兆瓦的發電成本在36美元至90美元之間。這使其與任何使用天然氣（執行價格在42美元至78美元之間）的發電廠相比都具有競爭力，並將提供一種替代化石燃料的可行方案。

在最好的情況下，核電甚至可能更便宜。但像核能初創企業這些類似的研究可以通過創新設計來削減建設成本，但無法預見革命性的進步。

「希望這些設計師能夠進一步降低成本——你希望能夠讓更多的人能夠獲得更多的能源——因此即便沒有煤炭等化石燃料，核能也會成為一種可以擊敗天然氣的廉價替代品，」帕森斯說，「這只是一個希望，但這就是企業家應該做的事情。」

哈佛大學(Harvard)的核能專家馬修?邦恩(MATTHEW BUNN)則表示，如果核能在應對氣候變化方面發揮作用，這些先進的核電公司將不得不迅速擴大規模。 「爲了在2050年之前提供我們所需的十分之一的清潔能源，我們每年必須向電網增加30千兆瓦的電能，」他說。

這意味著世界將需要建造10倍於2011年福島災難之前的核電站。這現實嗎？

「我認為我們應該嘗試——但我不樂觀，」邦恩說，並指出我們建造太陽能和風能發電站來取代化石燃料同樣困難重重。

巨大的障礙仍然阻礙著核能復興。在一家公司開始建設之前，測試原型和獲得聯邦監管機構的批准需要數年時間。《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)本月早些時候發表的一項研究顯示，「爲了讓先進的核技術在未來幾十年的深度脫碳過程中發揮作用，」美國將需要徹底改革核技術的推廣方式。

專家指出，爲了給先進的核反應堆提供一個公平競爭的機會，許多方法都是一致的:讓監管更有利於創新，而不是偏愛傳統的反應堆。鼓勵公用事業公司購買低碳能源。還有提供更多的資金。

新一代核電公司背後的人們則認為，只要有正確的幫助，他們就能更快地進入市場。 Oklo正準備在2025年之前建成一座 商用 反應堆。

「我們可以用核能快速擺脫化石燃料嗎？法國做到了，這是可以做到的，「來自Oklo的科克倫說。「我們的反應堆比最新的傳統反應堆小500倍，它們具有所有這些固有的安全特性，並且可以消耗核廢料。我們的申請流程會更短嗎？「

在智囊機構Breakthrough Institute研究核電的傑西卡洛弗林（Jessica Lovering）表示，此前政府常常會挑選一個有前途的想法，像對待一個有特權的孩子一樣照顧它，這就是我們過去對待傳統核能的方式。而降低這些障礙要便宜得多。

「我們可以選擇一個想法，花很多錢幫助它變得商業化，然後為每個專案提供更多的資金補貼，」洛弗林說， 「或者，我們可以讓整個創新體系投入更少的資金。」

加州大學伯克利分校研究清潔能源的丹·卡門(Dan Kammen)說，儘管如此，先進的核專案很可能需要長達30年的時間才能通過監管審查，解決在漫長過程中出現的各種意外問題，並證明它們有市場競爭力。到那時，卡門認為競爭中還會有其他選擇：電力儲存正在變得更好，核聚變技術可能會有所突破。

卡曼說:「最終，在一個擁有100億人口的星球上，一定數量的大型、方便、負擔得起、安全的基載電力——就像我們從核裂變或核聚變中獲得的電力一樣——將是非常有益的。而在太陽能發電方面也會有進展。經過數十年的發展，或許就會像科幻小說中所描述的那樣，每扇窗戶上都覆蓋著太陽能薄膜。那樣一個世界也可以正常運轉。」

在歷史的此時此刻，一切都是遠景，皆有可能。我們必須在發展中完全取代我們現有的能源系統。為此，人們種植了許多不同的種子。收穫時間還有很長一段時間，但我們看到花園裏有些地方已經涌出了新芽。

核能的創新性使得年輕人興奮不已，他們將核能視為擺脫化石燃料的一種方式。大學生正在被於核工程專業所吸引。當核工業在20世紀70年代瀕臨崩潰時，研究這個問題的學生數量逐漸減少，但自21世紀初以來，它一直在穩步攀升。

其中一些學生正將創辦自己的先進核公司。紀錄片製片人大衛·舒馬赫(David Schumacher)遇到了一些年輕人，他們的熱情感染了舒馬赫，於是他製作了一部關於他們的紀錄片《新火》(The New Fire)，該片於去年上映。

「他們是真正具有理想主義的年輕人，他們試圖通過做一些非常重要但並不受歡迎的事來拯救地球，「舒馬赫說，「他們可能在其他地方賺了很多錢，雖然知道自己會受到非議，但他們正在創辦這些核公司。」

這是在Terrestrial Energy公司奮鬥的愛爾蘭所熟知的感覺。「關於核問題的看法是如此消極，」他說，「最大的勝利就是說服忙碌的人們能夠認真傾聽。」

雖然Terrestrial Energy公司還在與公眾輿論作鬥爭，但愛爾蘭表示他的公司一直在按時完成每一個階段性的目標。加拿大監管機構去年宣佈，Terrestrial Energy公司已經完成了設計審查的初始階段工作——這是該國批准建設核電站的第一步。愛爾蘭已經在安大略省選擇了Terrestrial Energy公司可以建造第一座反應堆的地點。

雖然愛爾蘭對Terrestrial Energy公司的其他工作表示沉默，但他確實描述了一種經歷，他說這使他對公司的前景更有信心，迄今為止比任何其他成就都更有信心。

去年8月，他身處紐約一名著名投資者的辦公室，後者也是環保組織的主要貢獻者。 參加這次會議是一個挑戰，是因為圍繞核問題的爭議。 但到最後，愛爾蘭成功說服了這位商人，讓他明白可再生能源和核能不僅只是共存，而是互相促進。

在愛爾蘭的講述中，他正在解釋Terrestrial Energy公司的反應堆設計，當時這名男子攔住他並說：「等一下，這可以帶來熱量！」 工業部門需要熱量，但風能和太陽能根本沒有起到任何作用。

「就他而言，」愛爾蘭說，「這纔是他最大的缺憾。」