热点关注:  
X射线 3D打印 中广核技 中国同辐 太赫兹 新冠疫情 粒子加速器 质子治疗 电子束辐照 放射性同位素 辐照交联 辐射剂量 直线加速器

产业应用 > 军工领域 > 正文

比尔盖茨投资研发核动力商船!安全性极高

核动力 比尔盖茨
发布:2020-11-09 11:01:55     来源:国际船舶网

未来30年里让全球60000艘商船舶使用核动力!随着脱碳化和清洁燃料日益成为航运业的关注焦点,微软创始人比尔盖茨也正式加入了推动核动力成为船用燃料的行列。但这一船舶推进动力的颠覆式革命在实现永久零排放的同时,或将引发全球航运业的“灾难性”的变化。

安全性极高!比尔盖茨投资研发船用熔盐反应堆技术

比尔盖茨所创办的核能公司泰拉能源(Terrapower)近日宣布,将与伦敦公司Core-Power、法国核材料处理专家Orano和美国南方电力公司(Southern Company)合资成立一家新公司,计划在美国开发熔盐反应堆原子能技术。

这一合作团队已经向美国能源部提出申请,参加先进反应堆示范计划(Advanced Reactor Demonstration Programme)下的成本分摊风险降低奖励,以建立一个中型商业级船用反应堆的概念验证。

据了解,熔盐反应堆是核裂变反应堆的一种,属于第四代反应堆,使用钍而非铀作为燃料,其主冷却剂以至燃料本身都是熔盐混合物,它可以在高温下工作时保持低蒸气压,从而降低机械应力,提高安全性,并且比熔融钠冷却剂活性低。核燃料既可以是固体燃料棒,也可以溶于主冷却剂中,从而无需制造燃料棒,简化反应堆结构,使燃耗均匀化,并允许在线燃料后处理。熔盐堆在固有安全性、经济性、核资源可持续发展,以及防核扩散等方面具有其它反应堆无法比拟的优点。据悉,这种反应堆短小精悍,安全性极高,而且还不怕堆芯熔毁,更可怕的是这种反应堆惊人的燃料利用率。

据悉,由比尔盖茨提供资金支持的核能创新技术开发商TerraPower公司已经推出一种可以与熔盐热储能系统结合使用的小型模块化核反应堆系统。而比尔盖茨一直是开发核能以应对气候变化的重要支持者。

据了解,此次参与合作的Core-Power公司正在开发一种船用熔盐反应堆(m-MSR)类型的“原子电池”组件,可以为世界上最大的船舶提供动力,并为中小型船舶生产绿色合成燃料。熔盐反应堆可以成为开启“第二个原子能时代”的技术,在这个时代,气候变化是强大、廉价而安全的新能源解决方案的主要驱动力。熔盐反应堆具有比石油和天然气更大的经济潜力,为航运业提供可持续的清洁能源,使其在不污染环境的情况下深入未来发展。

所有船型通用!核能是实现持久零排放唯一可行的技术

根据现有的减排目标,海事行业面临着巨大挑战,到2030年平均二氧化碳排放量将比2008年的水平减少40%,到2050年将比2008年减少50%,这意味着实际减排量计划达到了90%。在未来30年里,多达60000艘船舶必须从化石燃料过渡到零排放燃料。

Core-Power首席执行官Mikal Boe表示:“我们很高兴能与这些杰出的合作伙伴合作,共同开发改变游戏规则的技术,帮助运输和工业向清洁能源的未来过渡。”

此前,Boe曾发文称:“现实情况是,原子能是唯一可行的技术,能够持久结合零排放、船用水平的可靠性、安全性和竞争经济性。”这些燃料与高效内燃机、燃料电池和电池相结合,可以很好地适用于船舶。“我们可以用不到一立方米燃料就能在持续25年内获得25MW兆瓦的能量,相比之下,同一艘船就需要用50万立方米船用燃料,同时还会产生超过100万吨的二氧化碳。”

但他也承认,这种熔盐反应堆技术安装在船上的成本相当昂贵,因此他提出了一种电池租赁模式,类似于飞行器发动机的部署。

Core-Power公司为此还分别就不同船型算了一笔账。以马士基的Triple-E型18000TEU集装箱船为例:使用极低硫燃料油(VLSFO)成本支出(包括资本和运营支出)20年超过9.5亿美元。但如果采用熔盐反应堆的话成本可降低30%,而如果和氨燃料相比,成本可能要低70%以上。

以一艘18万吨级好望角型散货船为例,一生需要大约18MW电力,如果使用熔盐反应堆在25年里能够产生约24MW的能量而且无需进行燃料补给。此外,这种船型通常所需要的1万吨燃油油舱也不再需要,这意味着增加约5%的装载量获得更高的利润。

而油船使用低硫燃料油、氨燃料和熔盐反应堆的年度运营支出分别为1796万美元、3234万美元和340万美元。由于成本清晰可见,船东也不必因为油价的波动而焦虑。

Core-Power的官网资料显示,该公司有一个两阶段的计划,目标是到2020年代末期在船上部署熔盐反应堆技术。其中,第一阶段为2024年至2028年,目标是将现有中小型船船队(约40000艘)转换为合成零碳燃料,这些燃料由陆上或浮式制造厂生产,由熔盐反应堆提供动力。船舶可以使用现有的发动机技术,但改用零碳燃料以便满足2030年的空气排放目标。

第二阶段从2028年开始,届时新一代最大型船舶的新造船设计可以使用熔盐反应堆作为船上的主要电能来源。船用熔盐反应堆类型的“原子电池”组件可以为大型船舶提供终身无需加油、零排放的动力。这些船舶将更大、更快也更廉价,为租船方创造全新的竞争优势。

船东看法不一? 油轮船东称是航运业“灾难”

对于核动力能否适用于航运业,不同的船东却持截然不同的态度。散货船船东似乎更认可核动力能够帮助航运业实现脱碳化,但对运输能源的船东而言,核动力或将给航运业带来“灾难性”的变化。

干散货贸易公司Sea Traders的首席执行官Ioanna Prokopiou认为,目前正在讨论的替代燃料,包括LNG、氢气或是氨气都不会成为航运业脱碳之路的首选燃料,只有非军事级别的核动力推进才能帮助航运业真正削减碳排放。

“展望未来,我们可能会看到一个非军事级别的核动力推进。它是自给自足的,你不需要再为你的船舶提供燃料,而且它也是零排放的。显然,这会存在一个核废料的问题。但在我看来,我们现在讨论的解决方案都行不通。”

Prokopiou指出,考虑到新燃料带来的安全挑战,例如腐蚀性、毒性和易燃性等等,船员们将很难处理这些新燃料,“你会遇到各种各样的事故,鉴于船员短缺的现状,更不用说受过高等教育、有化学工程背景的人员”。

她解释称,LNG作为船用燃料花费了40年时间才建立起可靠的销售网路,即便如此,在南美和非洲也没有任何LNG燃料供气设施。对于现有的两到三种替代燃料而言,预计也会面临相同的问题。根据IMO的脱碳目标,航运业需要大规模扩充新技术,并在未来几十年内建立一个全新的燃料工业和辅助基础设施。

与Prokopiou的看法相反,BW集团董事长苏包文刚(Andreas Sohmen-Pao)则完全反对核动力,直言核动力用作船舶推进可能是“灾难性的”。

他警告称,核燃料可能给航运业带来巨大的潜在市场转变,这种变化也许是灾难性的,“你将拥有航速加快50%的船舶,因为一旦你支付了预先的资本支出投资,燃料基本上是免费的,油箱也将是空的,因为你将在世界各地获得廉价的电力,没有间歇”。

他认为,随着陆地和海上安全核技术的发展,对船舶的需求将大大减少,因为船舶行驶速度将更快,也不需要船舶来运输能源。如今,世界上大约40%的船队都在运输能源。

Odfjell集团董事长Laurence Odfjell也表示,船舶使用核动力“希望渺茫”,因为船舶在世界各地行驶,需要得到全球各地政府部门的批准。Odfjell称,更有可能的是,安全的新型核技术将部署在固定地点。

推荐阅读

中国航天雄心勃勃,研制核动力航天飞机,可穿梭太空旅游

中国在航天领域的成就是显著地,目标也是十分的明确,据悉中国想在2035年,实现运载火箭完全重复使用,在2040年之前拥有核动力航天飞机。 2018-01-01

核动力探测器突破!NASA将于5月2日发布一项重大声明

5月2日(周三),在克利夫兰的格伦研究中心(Glenn Research Center),他们将公布一个名为“Kilopower”的新型核反应堆电力系统的详细信息。 2018-04-28

中国最强辅助船曝光,将全部采用核动力

这艘辅助船被誉为中国最强辅助船只,将全部采用核动力,看来中国海军从此将走向全核化。 2018-11-19

太空探索将进入核动力时代,中国2025年发射核卫星

我国将加快在空间核动力技术领域的研发和应用,争取在2020年将空间核反应堆定型测试,2025年发射第一颗采用核反应堆为动力源的“试验卫星”! 2018-01-01

核技术军转民?中船重工公布振奋消息,巨舰功率或超美航母

中船重工近日宣布了一则消息,关于HHP-25的项目取得了重要突破,在不久将要投入使用中。中船重工的这则消息引起了巨大关注,因为这是军转民技术的一大成功实践。 2019-03-06
阅读排行榜