美國(guó)能源部可以更有效地幫助先進(jìn)堆技術(shù)商業(yè)化，并促進(jìn)所需的公私伙伴關(guān)系。核創(chuàng)新聯(lián)盟的一份報(bào)告解釋了這一點(diǎn)。

1、先進(jìn)核能發(fā)展報(bào)告

美國(guó)能源部應(yīng)該制定一項(xiàng)先進(jìn)的核能戰(zhàn)略計(jì)劃(圖源：JHVEPhoto)

美國(guó)能源部應(yīng)制定一項(xiàng)先進(jìn)核能戰(zhàn)略計(jì)劃，將先進(jìn)核能商業(yè)化。

這是核創(chuàng)新聯(lián)盟(NIA)一份報(bào)告的結(jié)論，該報(bào)告探討了如何改造能源部，以實(shí)現(xiàn)國(guó)家的能源安全和清潔能源目標(biāo)。

根據(jù)這份名為《轉(zhuǎn)變美國(guó)能源部：為先進(jìn)核能商業(yè)化鋪平道路》的報(bào)告，制定了一項(xiàng)全面的先進(jìn)核能戰(zhàn)略計(jì)劃，先進(jìn)核電商業(yè)化至關(guān)重要，它還將為各種核能計(jì)劃、項(xiàng)目和技術(shù)制定一個(gè)綜合組織戰(zhàn)略。

這報(bào)告包括先進(jìn)反應(yīng)堆示范計(jì)劃(ARDP)示范項(xiàng)目、風(fēng)險(xiǎn)降低獎(jiǎng)和2020年先進(jìn)反應(yīng)堆概念;燃料倡議;以及其他。

一個(gè)成功的戰(zhàn)略計(jì)劃將由美國(guó)核能辦公室(NE)牽頭，并將說(shuō)明與美國(guó)能源部所有核相關(guān)計(jì)劃的相互關(guān)系——貸款計(jì)劃辦公室(LPO)、清潔能源示范辦公室(OCED)、能源高級(jí)研究計(jì)劃署(ARPA-E)、科學(xué)辦公室、技術(shù)轉(zhuǎn)型辦公室，和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，以及跨多個(gè)能源部辦公室的舉措。

報(bào)告指出，由于技術(shù)突破、技術(shù)障礙和世界事件，這樣的計(jì)劃肯定需要隨著時(shí)間的推移進(jìn)行調(diào)整，但調(diào)整的必要性或缺乏一致性，不應(yīng)阻礙制定這樣的計(jì)劃。

報(bào)告還指出，盡管先進(jìn)核能戰(zhàn)略計(jì)劃在任何情況下都是有用的，它與長(zhǎng)期預(yù)算計(jì)劃相結(jié)合將發(fā)揮最大功效，盡管歷史上預(yù)算計(jì)劃并不總是提交給國(guó)會(huì)。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是，核能方案目前彼此獨(dú)立運(yùn)作，并按預(yù)算編制。他們很難就共同的長(zhǎng)期預(yù)算達(dá)成一致。

盡管如此，通過(guò)制定預(yù)算計(jì)劃，能源部可以解決實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)所需的資源問(wèn)題，并確定相關(guān)能源部辦公室和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室可以為這項(xiàng)工作做出哪些貢獻(xiàn)。

它可以制定一項(xiàng)計(jì)劃，雇傭更多的員工，支持更多的技術(shù)，并在商業(yè)化過(guò)程中為先進(jìn)反應(yīng)堆(主要根據(jù)ARDP)、燃料和核供應(yīng)鏈提供獎(jiǎng)勵(lì)。

預(yù)算計(jì)劃必須包含在更廣泛的預(yù)算計(jì)劃中，以確定能源部如何分配資源，以確保有一套解決方案可用于實(shí)現(xiàn)氣候和能源目標(biāo)。

2、制定戰(zhàn)略計(jì)劃

愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等實(shí)驗(yàn)室在開發(fā)商業(yè)先進(jìn)反應(yīng)堆方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

除了呼吁制定預(yù)算編制的高級(jí)核能戰(zhàn)略計(jì)劃外，該報(bào)告還就美國(guó)能源部應(yīng)如何實(shí)際制定該計(jì)劃提出了建議。

主要建議是創(chuàng)建一個(gè)類似于20世紀(jì)60年代美國(guó)月球計(jì)劃的先進(jìn)核能“地球射手計(jì)劃”(Earthshot)。然而，NIA強(qiáng)調(diào)，目標(biāo)不僅僅是發(fā)展核技術(shù)，而是成功的商業(yè)部署。

通過(guò)更好地整合能源部現(xiàn)有的項(xiàng)目來(lái)支持商業(yè)開發(fā)，為先進(jìn)的反應(yīng)堆開發(fā)商提供更多的機(jī)會(huì)，獲得商業(yè)上無(wú)法獲得的或來(lái)自萎縮的供應(yīng)鏈的材料、工具、組件和分析能力。

例如，先進(jìn)核能地球射手計(jì)劃將有助于確定和評(píng)估貸款擔(dān)保的關(guān)鍵供應(yīng)鏈項(xiàng)目。

報(bào)告稱，先進(jìn)堆還需要私營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)燃料，能源部也有支持這些努力的計(jì)劃，并補(bǔ)充說(shuō)，“地球射手計(jì)劃”方法將集中并更好地協(xié)調(diào)能源部為完整的先進(jìn)堆示范計(jì)劃(ARDP)所做的創(chuàng)新和開發(fā)工作，它獲得了2020年《能源法》的授權(quán)，是資助商業(yè)先進(jìn)堆演示的主要工具。

《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》增加了為期六年的25億美元撥款，而2022年的《通脹削減法案》為2024年后投入服務(wù)的任何零排放電力生產(chǎn)商設(shè)立了生產(chǎn)稅收抵免和投資稅收抵免。

美國(guó)能源部后處理高放廢物庫(kù)存的位置(圖源：DOE)

《通脹削減法案》還制定了一項(xiàng)能源部計(jì)劃，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)HALEU生產(chǎn)。

報(bào)告指出，在國(guó)家推動(dòng)脫碳之際，這種結(jié)合為核創(chuàng)新創(chuàng)造了幾十年來(lái)從未見(jiàn)過(guò)的機(jī)會(huì)。能源部計(jì)劃宣布“六到八次” 地球射手計(jì)劃，迄今為止，它已經(jīng)公布了氫射手計(jì)劃，其中包括作為無(wú)碳來(lái)源的核能。

關(guān)于地球射手計(jì)劃，報(bào)告認(rèn)為，在能源部需要完全整合的所有努力中，沒(méi)有一項(xiàng)可能像國(guó)家實(shí)驗(yàn)室那樣重要，因?yàn)槊總€(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室都有非凡的技術(shù)能力，并且往往在國(guó)會(huì)得到強(qiáng)有力的支持。

NIA的分析指出，為了將能源部的核能計(jì)劃完全整合到國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，能源部可以從將國(guó)家實(shí)驗(yàn)室核能工作的監(jiān)督整合到一個(gè)單一的管理者身上，以確保這些工作得到協(xié)調(diào)。

通過(guò)GAIN，能源部已經(jīng)提供了一個(gè)單一的切入點(diǎn)，幫助公司應(yīng)對(duì)美國(guó)能源部和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的官僚作風(fēng)，但實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)部協(xié)調(diào)對(duì)于執(zhí)行支持跨領(lǐng)域工作的計(jì)劃也很重要，比如氫，這需要將先進(jìn)堆技術(shù)與其他形式的清潔能源相結(jié)合。

橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(圖源：ORNL)

能源部總部和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)將重點(diǎn)放在ARDP的示范項(xiàng)目上，這些項(xiàng)目是公私合作伙伴關(guān)系。

這些合作伙伴關(guān)系是新設(shè)計(jì)及時(shí)成功商業(yè)化的關(guān)鍵，但一些能源部撥款接受者報(bào)告稱，他們發(fā)現(xiàn)很難在各個(gè)能源部實(shí)驗(yàn)室內(nèi)掌握和獲取所有技術(shù)專業(yè)知識(shí)。

報(bào)道稱，“地球射手計(jì)劃”的另一個(gè)特點(diǎn)是，他們的目標(biāo)是在全球市場(chǎng)上取得成功的清潔能源發(fā)電機(jī)和組件。

當(dāng)然，這應(yīng)該是先進(jìn)核能地球射手計(jì)劃的目標(biāo)。

作者認(rèn)為，美國(guó)應(yīng)該致力于在這一領(lǐng)域發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用，而不是把機(jī)會(huì)留給商業(yè)或地緣政治對(duì)手。

此外，他們指出，俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)使人們重新關(guān)注能源安全的重要性，并增加了改造能源部以開發(fā)新反應(yīng)堆類型及其國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈的緊迫性。

作者指出，這也將使美國(guó)核能部門進(jìn)入一些國(guó)家不愿與俄羅斯做生意而造成的真空。

他們說(shuō)，核能設(shè)計(jì)和硬件曾經(jīng)是美國(guó)的主要出口產(chǎn)品，現(xiàn)在可以再次成立。

一項(xiàng)關(guān)鍵建議是，能源部應(yīng)建立一個(gè)先進(jìn)地球射手計(jì)劃，該地球射手計(jì)劃將整合國(guó)家能力，支持綜合燃料循環(huán)、先進(jìn)反應(yīng)堆和供應(yīng)鏈創(chuàng)新，并使美國(guó)成為先進(jìn)核能的全球領(lǐng)導(dǎo)者。

3、關(guān)注成本

圖片美國(guó)能源部支持西屋公司的先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。

作者觀察到，成本是先進(jìn)反應(yīng)堆在世界市場(chǎng)上取得成功的不可或缺的因素，更不用說(shuō)在國(guó)內(nèi)商業(yè)市場(chǎng)了，但他們補(bǔ)充說(shuō)，核能的價(jià)格可能高于取決于天氣條件的能源，因?yàn)榭烧{(diào)度能源是一種價(jià)值更高的能源產(chǎn)品。

盡管如此，報(bào)告稱，核能占據(jù)的市場(chǎng)份額的大小將在一定程度上取決于反應(yīng)堆的建造和運(yùn)營(yíng)成本。

先進(jìn)核能地球射手計(jì)劃應(yīng)該專注于降低成本，使成功的商業(yè)部署更容易實(shí)現(xiàn)。

例如，太陽(yáng)能和氫地球射手計(jì)劃都是根據(jù)成本(分別為每瓦和每公斤)來(lái)確定的。

作者表示，能源部應(yīng)考慮將這一想法擴(kuò)展到先進(jìn)核能，并應(yīng)考慮將成本作為組織原則，而不是僅專注于部署一定數(shù)量的先進(jìn)堆或在預(yù)定日期前產(chǎn)生特定數(shù)量的先進(jìn)核能。

報(bào)告的結(jié)論是，除非新核反應(yīng)堆建設(shè)和運(yùn)行的實(shí)際成本下降，否則核能將無(wú)法發(fā)揮其在緩解氣候變化和能源安全方面的作用。

報(bào)告特別指出，開發(fā)人員必須能夠可靠地按預(yù)算和時(shí)間表交付項(xiàng)目。這一問(wèn)題歷來(lái)是核部門面臨的挑戰(zhàn)，如果要發(fā)揮核潛力，就必須解決這一問(wèn)題。

該報(bào)告認(rèn)為，與工業(yè)界合作，能源部可以在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)方面發(fā)揮重要作用。

加速美國(guó)先進(jìn)核能發(fā)展(圖源：DOE)

首先，通過(guò)推廣項(xiàng)目管理、合同和監(jiān)督方面的最佳實(shí)踐，其次，鼓勵(lì)模塊化、更小尺寸、更大批量的制造等設(shè)計(jì)創(chuàng)新，將簡(jiǎn)化反應(yīng)堆項(xiàng)目。例如，該報(bào)告認(rèn)為，先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)中使用的某些組件的標(biāo)準(zhǔn)化可以為供應(yīng)商創(chuàng)造一個(gè)更大、可預(yù)測(cè)的市場(chǎng)，從而促進(jìn)其快速部署。

標(biāo)準(zhǔn)化部件的這種創(chuàng)新將使多個(gè)反應(yīng)堆供應(yīng)商能夠利用成本和供應(yīng)鏈效益，并對(duì)反應(yīng)堆的建造速度產(chǎn)生復(fù)合影響。

核能不一定是最便宜的能源，因?yàn)樗a(chǎn)的電力是一種優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，在所有大氣條件下都可以全天候使用。

但核能的價(jià)格需要更合理、更可預(yù)測(cè)，新項(xiàng)目也需要可靠交付。

該報(bào)告確實(shí)指出，最近的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)提供了有希望的結(jié)果。

目前的核能發(fā)電廠在2016年為自己設(shè)定了將運(yùn)營(yíng)成本削減30%的目標(biāo)。這本來(lái)是有抱負(fù)的，但這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)了新的想法，核能大軍在2020年前實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)。

動(dòng)機(jī)也是基于成本的：與天然氣發(fā)電廠的電價(jià)相匹配。

根據(jù)NIA的說(shuō)法，在建設(shè)背景下，目標(biāo)應(yīng)該根據(jù)每兆瓦熱能的成本來(lái)設(shè)定——對(duì)于先進(jìn)的堆，電力將不是唯一的產(chǎn)品——并且應(yīng)該與地?zé)崮芑蚓哂刑疾东@的天然氣等其他清潔公司技術(shù)的成本相匹配。

一個(gè)延伸目標(biāo)是在沒(méi)有碳捕獲的情況下，與天然氣產(chǎn)生的蒸汽成本相匹配，這是公用事業(yè)行業(yè)目前的首選選擇，因?yàn)闆](méi)有要求減少氣候迫使的排放。

4、變得更像商業(yè)

在該報(bào)告建議能源部的一個(gè)關(guān)鍵方面，涉及先進(jìn)核能技術(shù)的商業(yè)化。

報(bào)告稱，除了制定一項(xiàng)綜合的先進(jìn)核能戰(zhàn)略計(jì)劃外，能源部還可以在其運(yùn)營(yíng)中進(jìn)行改進(jìn)，以幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)氣候和能源安全目標(biāo)至關(guān)重要的核技術(shù)商業(yè)化。

其中包括采取更像商業(yè)的方法，包括迅速、高效地執(zhí)行任務(wù)，而不需要過(guò)多的官僚要求。

報(bào)告稱，成功的企業(yè)善于為手頭的任務(wù)配備合適的人員，理順合同程序，并能夠認(rèn)識(shí)到他們將要追求的一些企業(yè)不會(huì)成功，而且會(huì)走進(jìn)死胡同。

報(bào)告補(bǔ)充道，雖然能源部作為一個(gè)技術(shù)組織經(jīng)常出現(xiàn)卓越的表現(xiàn)，但它現(xiàn)在也需要作為一個(gè)企業(yè)孵化器表現(xiàn)出色。

根據(jù)作者的說(shuō)法，這意味著在談判保密或知識(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)議時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)程序;改善其商業(yè)運(yùn)營(yíng)，以反映氣候挑戰(zhàn)的緊迫性和私營(yíng)部門的步伐;以及采取類似商業(yè)的態(tài)度，從戰(zhàn)略上迅速?zèng)Q定技術(shù)方法是否可行和商業(yè)前景。

正如作者所觀察到的，成功的私人企業(yè)嘗試了很多想法，但放棄了那些不起作用的想法。

能源部應(yīng)該采用的政府版本是為了投資組合的成功，而不是投資組合中的每個(gè)項(xiàng)目。

例如，如果某個(gè)特定問(wèn)題有八個(gè)關(guān)鍵解決方案，重要的是我們要找到它們，即使需要十二到十六次嘗試。

在找到這些解決方案的過(guò)程中，能源部也可以改進(jìn)其運(yùn)營(yíng)。

政府合同通常規(guī)定，如果政府支付費(fèi)用，則政府擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)。但知識(shí)產(chǎn)權(quán)正是私人投資者想要擁有的，而有問(wèn)題的知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)政府來(lái)說(shuō)可能價(jià)值不大。

能源部需要一種方法來(lái)解決創(chuàng)新者保留其知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要性，從而使合同發(fā)布更加順利，開發(fā)商能夠滿足政府制定的積極部署時(shí)間表。

私營(yíng)部門的投資者通常不會(huì)遇到這樣的問(wèn)題。報(bào)告稱，能源部需要一種方法來(lái)迅速解決這些問(wèn)題，以便開發(fā)商能夠遵守政府制定的積極部署時(shí)間表。

同樣，報(bào)告指出，能源部的保密協(xié)議缺乏有效的方法，因?yàn)樗鼈兪窃趥€(gè)案基礎(chǔ)上談判的，而不是在國(guó)家實(shí)驗(yàn)室之間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

作者表示，改善政府與政府尋求幫助實(shí)現(xiàn)其氣候和能源雄心的公司之間的溝通也至關(guān)重要。

政府合同程序旨在確保一個(gè)機(jī)構(gòu)不會(huì)偏袒一家私營(yíng)公司。因此，通信往往很麻煩。雖然能源部在做出裁決之前需要保持中立，但這并不一定妨礙能源部與潛在公司進(jìn)行討論，只要這不會(huì)給該公司帶來(lái)優(yōu)勢(shì)。

相比之下，私營(yíng)部門的企業(yè)和大學(xué)可能有競(jìng)爭(zhēng)壓力等限制，但在簽訂合同之前仍有自由溝通的能力。

5、部門改革迫在眉睫

成功的商業(yè)需要有效的溝通。報(bào)告總結(jié)道，能源部現(xiàn)在管理的知識(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)議、保密協(xié)議和通信與私營(yíng)部門不一致，更重要的是，與技術(shù)創(chuàng)新不一致。

投資者也在爭(zhēng)先恐后地將他們的技術(shù)商業(yè)化，趕在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之前，及時(shí)滿足新興需求。

相比之下，政府更關(guān)心的是支出金額和遵守政府合同流程下的詳細(xì)規(guī)則，而不是延誤的成本。

雖然在某些情況下，優(yōu)先考慮傳統(tǒng)的政府程序是有意義的，但在涉及創(chuàng)新技術(shù)的情況下，這是沒(méi)有意義的。這些延遲與激進(jìn)的技術(shù)部署議程不兼容。

在開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，目標(biāo)是以納稅人最低的成本部署新技術(shù)，同時(shí)認(rèn)識(shí)到一些投資不會(huì)帶來(lái)商業(yè)產(chǎn)品。

此外，延遲可以表示為添加到大氣中的二氧化碳的百萬(wàn)分之一。

總之，該報(bào)告認(rèn)為，能源部應(yīng)該以企業(yè)的方式處理商業(yè)事務(wù)，能源部的工作應(yīng)該以脫碳和加強(qiáng)能源競(jìng)爭(zhēng)力和安全的時(shí)間緊迫為動(dòng)力。

能源部必須培育的先進(jìn)核技術(shù)將需要取代目前由碳排放發(fā)電提供動(dòng)力的60%的電力系統(tǒng)，如果要取代目前用于交通、太空供暖和工業(yè)的碳排放技術(shù)，整個(gè)電力系統(tǒng)也必須大幅增長(zhǎng)2到2.5倍。

通過(guò)與創(chuàng)業(yè)企業(yè)保持一致，精簡(jiǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化并優(yōu)化其合同、溝通和人員配置，能源部將能夠更快地部署最可行的產(chǎn)品。

正如報(bào)告總結(jié)的那樣，這對(duì)于滿足緩解氣候變化和能源安全的迫切需要至關(guān)重要。

最終，如何組織其先進(jìn)的反應(yīng)堆工作將由能源部決定，但NIA認(rèn)為，先進(jìn)核能地球射手計(jì)劃模型是一種合乎邏輯和實(shí)用的方法。