美國能源部可以更有效地幫助先進堆技術商業(yè)化，并促進所需的公私伙伴關系。核創(chuàng)新聯(lián)盟的一份報告解釋了這一點。
1、先進核能發(fā)展報告
美國能源部應該制定一項先進的核能戰(zhàn)略計劃(圖源：JHVEPhoto)
美國能源部應制定一項先進核能戰(zhàn)略計劃，將先進核能商業(yè)化。
這是核創(chuàng)新聯(lián)盟(NIA)一份報告的結論，該報告探討了如何改造能源部，以實現(xiàn)國家的能源安全和清潔能源目標。
根據(jù)這份名為《轉變美國能源部：為先進核能商業(yè)化鋪平道路》的報告，制定了一項全面的先進核能戰(zhàn)略計劃，先進核電商業(yè)化至關重要，它還將為各種核能計劃、項目和技術制定一個綜合組織戰(zhàn)略。
這報告包括先進反應堆示范計劃(ARDP)示范項目、風險降低獎和2020年先進反應堆概念;燃料倡議;以及其他。
一個成功的戰(zhàn)略計劃將由美國核能辦公室(NE)牽頭，并將說明與美國能源部所有核相關計劃的相互關系——貸款計劃辦公室(LPO)、清潔能源示范辦公室(OCED)、能源高級研究計劃署(ARPA-E)、科學辦公室、技術轉型辦公室，和國家實驗室，以及跨多個能源部辦公室的舉措。
報告指出，由于技術突破、技術障礙和世界事件，這樣的計劃肯定需要隨著時間的推移進行調整，但調整的必要性或缺乏一致性，不應阻礙制定這樣的計劃。
報告還指出，盡管先進核能戰(zhàn)略計劃在任何情況下都是有用的，它與長期預算計劃相結合將發(fā)揮最大功效，盡管歷史上預算計劃并不總是提交給國會。
另一個挑戰(zhàn)是，核能方案目前彼此獨立運作，并按預算編制。他們很難就共同的長期預算達成一致。
盡管如此，通過制定預算計劃，能源部可以解決實現(xiàn)其目標所需的資源問題，并確定相關能源部辦公室和國家實驗室可以為這項工作做出哪些貢獻。
它可以制定一項計劃，雇傭更多的員工，支持更多的技術，并在商業(yè)化過程中為先進反應堆(主要根據(jù)ARDP)、燃料和核供應鏈提供獎勵。
預算計劃必須包含在更廣泛的預算計劃中，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現(xiàn)氣候和能源目標。
2、制定戰(zhàn)略計劃
愛達荷國家實驗室等實驗室在開發(fā)商業(yè)先進反應堆方面發(fā)揮著關鍵作用。
除了呼吁制定預算編制的高級核能戰(zhàn)略計劃外，該報告還就美國能源部應如何實際制定該計劃提出了建議。
主要建議是創(chuàng)建一個類似于20世紀60年代美國月球計劃的先進核能“地球射手計劃”(Earthshot)。然而，NIA強調，目標不僅僅是發(fā)展核技術，而是成功的商業(yè)部署。
通過更好地整合能源部現(xiàn)有的項目來支持商業(yè)開發(fā)，為先進的反應堆開發(fā)商提供更多的機會，獲得商業(yè)上無法獲得的或來自萎縮的供應鏈的材料、工具、組件和分析能力。
例如，先進核能地球射手計劃將有助于確定和評估貸款擔保的關鍵供應鏈項目。
報告稱，先進堆還需要私營企業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)燃料，能源部也有支持這些努力的計劃，并補充說，“地球射手計劃”方法將集中并更好地協(xié)調能源部為完整的先進堆示范計劃(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，是資助商業(yè)先進堆演示的主要工具。
《基礎設施投資和就業(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年后投入服務的任何零排放電力生產(chǎn)商設立了生產(chǎn)稅收抵免和投資稅收抵免。
美國能源部后處理高放廢物庫存的位置(圖源：DOE)
《通脹削減法案》還制定了一項能源部計劃，以促進國內HALEU生產(chǎn)。
報告指出，在國家推動脫碳之際，這種結合為核創(chuàng)新創(chuàng)造了幾十年來從未見過的機會。能源部計劃宣布“六到八次” 地球射手計劃，迄今為止，它已經(jīng)公布了氫射手計劃，其中包括作為無碳來源的核能。
關于地球射手計劃，報告認為，在能源部需要完全整合的所有努力中，沒有一項可能像國家實驗室那樣重要，因為每個國家實驗室都有非凡的技術能力，并且往往在國會得到強有力的支持。
NIA的分析指出，為了將能源部的核能計劃完全整合到國家實驗室，能源部可以從將國家實驗室核能工作的監(jiān)督整合到一個單一的管理者身上，以確保這些工作得到協(xié)調。
通過GAIN，能源部已經(jīng)提供了一個單一的切入點，幫助公司應對美國能源部和國家實驗室的官僚作風，但實驗室的內部協(xié)調對于執(zhí)行支持跨領域工作的計劃也很重要，比如氫，這需要將先進堆技術與其他形式的清潔能源相結合。
橡樹嶺國家實驗室(圖源：ORNL)
能源部總部和國家實驗室已經(jīng)將重點放在ARDP的示范項目上，這些項目是公私合作伙伴關系。
這些合作伙伴關系是新設計及時成功商業(yè)化的關鍵，但一些能源部撥款接受者報告稱，他們發(fā)現(xiàn)很難在各個能源部實驗室內掌握和獲取所有技術專業(yè)知識。
報道稱，“地球射手計劃”的另一個特點是，他們的目標是在全球市場上取得成功的清潔能源發(fā)電機和組件。
當然，這應該是先進核能地球射手計劃的目標。
作者認為，美國應該致力于在這一領域發(fā)揮領導作用，而不是把機會留給商業(yè)或地緣政治對手。
此外，他們指出，俄烏戰(zhàn)爭使人們重新關注能源安全的重要性，并增加了改造能源部以開發(fā)新反應堆類型及其國內供應鏈的緊迫性。
作者指出，這也將使美國核能部門進入一些國家不愿與俄羅斯做生意而造成的真空。
他們說，核能設計和硬件曾經(jīng)是美國的主要出口產(chǎn)品，現(xiàn)在可以再次成立。
一項關鍵建議是，能源部應建立一個先進地球射手計劃，該地球射手計劃將整合國家能力，支持綜合燃料循環(huán)、先進反應堆和供應鏈創(chuàng)新，并使美國成為先進核能的全球領導者。
3、關注成本
圖片美國能源部支持西屋公司的先進反應堆設計。
作者觀察到，成本是先進反應堆在世界市場上取得成功的不可或缺的因素，更不用說在國內商業(yè)市場了，但他們補充說，核能的價格可能高于取決于天氣條件的能源，因為可調度能源是一種價值更高的能源產(chǎn)品。
盡管如此，報告稱，核能占據(jù)的市場份額的大小將在一定程度上取決于反應堆的建造和運營成本。
先進核能地球射手計劃應該專注于降低成本，使成功的商業(yè)部署更容易實現(xiàn)。
例如，太陽能和氫地球射手計劃都是根據(jù)成本(分別為每瓦和每公斤)來確定的。
作者表示，能源部應考慮將這一想法擴展到先進核能，并應考慮將成本作為組織原則，而不是僅專注于部署一定數(shù)量的先進堆或在預定日期前產(chǎn)生特定數(shù)量的先進核能。
報告的結論是，除非新核反應堆建設和運行的實際成本下降，否則核能將無法發(fā)揮其在緩解氣候變化和能源安全方面的作用。
報告特別指出，開發(fā)人員必須能夠可靠地按預算和時間表交付項目。這一問題歷來是核部門面臨的挑戰(zhàn)，如果要發(fā)揮核潛力，就必須解決這一問題。
該報告認為，與工業(yè)界合作，能源部可以在實現(xiàn)這一目標方面發(fā)揮重要作用。
加速美國先進核能發(fā)展(圖源：DOE)
首先，通過推廣項目管理、合同和監(jiān)督方面的最佳實踐，其次，鼓勵模塊化、更小尺寸、更大批量的制造等設計創(chuàng)新，將簡化反應堆項目。例如，該報告認為，先進反應堆設計中使用的某些組件的標準化可以為供應商創(chuàng)造一個更大、可預測的市場，從而促進其快速部署。
標準化部件的這種創(chuàng)新將使多個反應堆供應商能夠利用成本和供應鏈效益，并對反應堆的建造速度產(chǎn)生復合影響。
核能不一定是最便宜的能源，因為它生產(chǎn)的電力是一種優(yōu)質產(chǎn)品，在所有大氣條件下都可以全天候使用。
但核能的價格需要更合理、更可預測，新項目也需要可靠交付。
該報告確實指出，最近的行業(yè)經(jīng)驗提供了有希望的結果。
目前的核能發(fā)電廠在2016年為自己設定了將運營成本削減30%的目標。這本來是有抱負的，但這場運動帶來了新的想法，核能大軍在2020年前實現(xiàn)了目標。
動機也是基于成本的：與天然氣發(fā)電廠的電價相匹配。
根據(jù)NIA的說法，在建設背景下，目標應該根據(jù)每兆瓦熱能的成本來設定——對于先進的堆，電力將不是唯一的產(chǎn)品——并且應該與地熱能或具有碳捕獲的天然氣等其他清潔公司技術的成本相匹配。
一個延伸目標是在沒有碳捕獲的情況下，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，因為沒有要求減少氣候迫使的排放。
4、變得更像商業(yè)
在該報告建議能源部的一個關鍵方面，涉及先進核能技術的商業(yè)化。
報告稱，除了制定一項綜合的先進核能戰(zhàn)略計劃外，能源部還可以在其運營中進行改進，以幫助實現(xiàn)對氣候和能源安全目標至關重要的核技術商業(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，而不需要過多的官僚要求。
報告稱，成功的企業(yè)善于為手頭的任務配備合適的人員，理順合同程序，并能夠認識到他們將要追求的一些企業(yè)不會成功，而且會走進死胡同。
報告補充道，雖然能源部作為一個技術組織經(jīng)常出現(xiàn)卓越的表現(xiàn)，但它現(xiàn)在也需要作為一個企業(yè)孵化器表現(xiàn)出色。
根據(jù)作者的說法，這意味著在談判保密或知識產(chǎn)權協(xié)議時采用標準的商業(yè)程序;改善其商業(yè)運營，以反映氣候挑戰(zhàn)的緊迫性和私營部門的步伐;以及采取類似商業(yè)的態(tài)度，從戰(zhàn)略上迅速決定技術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項目。
例如，如果某個特定問題有八個關鍵解決方案，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程中，能源部也可以改進其運營。
政府合同通常規(guī)定，如果政府支付費用，則政府擁有知識產(chǎn)權。但知識產(chǎn)權正是私人投資者想要擁有的，而有問題的知識產(chǎn)權對政府來說可能價值不大。
能源部需要一種方法來解決創(chuàng)新者保留其知識產(chǎn)權的重要性，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間表。
私營部門的投資者通常不會遇到這樣的問題。報告稱，能源部需要一種方法來迅速解決這些問題，以便開發(fā)商能夠遵守政府制定的積極部署時間表。
同樣，報告指出，能源部的保密協(xié)議缺乏有效的方法，因為它們是在個案基礎上談判的，而不是在國家實驗室之間進行標準化。
作者表示，改善政府與政府尋求幫助實現(xiàn)其氣候和能源雄心的公司之間的溝通也至關重要。
政府合同程序旨在確保一個機構不會偏袒一家私營公司。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行討論，只要這不會給該公司帶來優(yōu)勢。
相比之下，私營部門的企業(yè)和大學可能有競爭壓力等限制，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。報告總結道，能源部現(xiàn)在管理的知識產(chǎn)權協(xié)議、保密協(xié)議和通信與私營部門不一致，更重要的是，與技術創(chuàng)新不一致。
投資者也在爭先恐后地將他們的技術商業(yè)化，趕在競爭對手之前，及時滿足新興需求。
相比之下，政府更關心的是支出金額和遵守政府合同流程下的詳細規(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)新技術的情況下，這是沒有意義的。這些延遲與激進的技術部署議程不兼容。
在開發(fā)新產(chǎn)品時，目標是以納稅人最低的成本部署新技術，同時認識到一些投資不會帶來商業(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分之一。
總之，該報告認為，能源部應該以企業(yè)的方式處理商業(yè)事務，能源部的工作應該以脫碳和加強能源競爭力和安全的時間緊迫為動力。
能源部必須培育的先進核技術將需要取代目前由碳排放發(fā)電提供動力的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，整個電力系統(tǒng)也必須大幅增長2到2.5倍。
通過與創(chuàng)業(yè)企業(yè)保持一致，精簡、標準化并優(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。
正如報告總結的那樣，這對于滿足緩解氣候變化和能源安全的迫切需要至關重要。
最終，如何組織其先進的反應堆工作將由能源部決定，但NIA認為，先進核能地球射手計劃模型是一種合乎邏輯和實用的方法。
