6万艘商船用核动力?比尔·盖茨“被宠坏了”!航运业的巨大变化
比尔·盖茨创办的核能公司Terrapower近日宣布,将与伦敦公司Core-Power、法国核材料加工专家Orano和南方公司组建新的合资公司,计划在美国开发熔盐反应堆原子能技术。
该合作小组已向美国能源部申请参加先进反应堆示范计划下的成本分摊风险降低奖,以建立中型商用船用反应堆的概念验证。
据了解,熔盐堆是核裂变反应堆的一种,属于第四代反应堆,以钍代替铀作为燃料,其主冷却剂甚至燃料本身都是熔盐混合物,在高温下工作时可以保持较低的蒸汽压,从而降低机械应力,提高安全性,并且比熔融钠冷却剂的活度更低。核燃料既可以是固体燃料棒,也可以溶解在主冷却剂中,从而消除了制造燃料棒的需要,简化了反应堆结构,使燃料消耗均匀化,并允许在线燃料后处理。熔盐堆在固有的安全性、经济性、核资源的可持续发展和核不扩散方面具有其他反应堆无法比拟的优势。据悉,这种反应堆短小精悍,安全性高,不怕堆芯熔化,更可怕的是这种反应堆惊人的燃料利用率。
据悉,比尔盖茨资助的核能创新技术开发商TerraPower推出了一种小型模块化核反应堆系统,可以与熔盐热能储存系统结合使用。比尔·盖茨一直是发展核能应对气候变化的重要支持者。
据了解,参与此次合作的Core-Power正在开发一种海洋熔盐反应堆(m-MSR)型的“原子电池”模块,可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“第二原子能时代”的技术,其中气候变化是强大、廉价和安全的新能源解决方案的主要驱动力。熔盐堆比石油和天然气具有更大的经济潜力,为航运业提供了可持续的清洁能源,使其在不污染环境的情况下向未来发展。
所有的船型都是通用的!核能是实现持久零排放的唯一可行技术。
根据现有的减排目标,海运业面临着巨大的挑战。到2030年,二氧化碳平均排放量比2008年水平减少40%,到2050年,比2008年水平减少50%,这意味着实际减排计划达到了90%。在未来30年,多达60,000艘船只必须从化石燃料过渡到零排放燃料。
Core-Power首席执行官米卡勒·京东方表示:“我们很高兴与这些优秀的合作伙伴合作,共同开发改变游戏规则的技术,以帮助交通和工业向清洁能源的未来过渡。”
此前,京东方曾发文称:“现实是,原子能是唯一可行的技术,可以在海洋层面永久结合零排放、可靠性、安全性和有竞争力的经济性。”这些燃料结合高效的内燃机、燃料电池和蓄电池,可以很好地应用于船舶。“我们可以在25年内获得25MW的能源,而无需使用1立方米的燃料。相比之下,同样一艘船需要50万立方米的船用燃料,也会产生超过654.38+0万吨的二氧化碳。”
但他也承认,在船上安装这种熔盐反应堆技术的成本相当昂贵,因此他提出了一种电池租赁模式,类似于飞机发动机的部署。
Core-Power还计算了不同类型的船舶。
以马士基的Triple-E 18000TEU集装箱船为例:20年使用VLSFO的成本(包括资金和运营费用)超过9.5亿美元。但如果使用熔盐堆,成本可以降低30%,如果与氨燃料相比,成本可能会降低70%以上。
以好望角一艘18万吨级散货船为例,其一生大约需要18MW的电力。如果采用熔盐堆,在不补充燃料的情况下,25年可以产生约24MW的能量。此外,该船型通常需要的654.38+10万吨燃油舱也不再需要,这意味着增加约5%的装载量,以获得更高的利润。
使用低硫燃料油、氨燃料和熔盐堆的油轮年运行费用分别为654.38+0796万美元、3234万美元和340万美元。因为成本清晰可见,船东不用担心油价的波动。
根据Core-Power的官网数据,该公司有一个两阶段计划,目标是在2020年代末在船上部署熔盐反应堆技术。其中,第一阶段为2024年至2028年,目标是将现有的中小型船舶船队(约4万艘)转化为合成零碳燃料,由陆上或浮动制造厂生产,以熔盐反应堆为动力。船舶可以使用现有的发动机技术,但改用零碳燃料,以满足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动力源。船用熔盐堆型的“原子电池”模块,可以为大型舰船提供零排放的动力,终身不用加油。这些船只将更大、更快、更便宜,为租船人创造全新的竞争优势。
船东有不同意见?油轮船东称之为航运业的“灾难”
对于核电能否应用于航运业,不同的船东有不同的态度。看起来散货船的船东们都认同核电可以帮助航运业实现脱碳,但对于运输能源的船东来说,核电可能会给航运业带来“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,包括液化天然气、氢气或氨气,都不会成为航运业脱碳的首选,只有非军事的核动力推进才能帮助航运业真正减少碳排放。
“展望未来,我们可能会看到一种非军事的核动力推进装置。它是自给自足的,你不需要为你的船提供燃料,而且零排放。很明显,会有核废料的问题。但在我看来,我们现在讨论的解决方案是行不通的。”
普罗科皮乌指出,考虑到新燃料带来的安全挑战,如腐蚀性、毒性和易燃性,船员将很难处理这些新燃料。“你会遇到各种各样的事故,更何况是受过高等教育、有化工背景的人,考虑到目前船员短缺的情况。”
她解释说,液化天然气作为船用燃料,花了40年时间才建立起可靠的销售网络。即便如此,南美和非洲也没有液化天然气燃料供应设施。对于现有的两种或三种替代燃料,预计也会面临同样的问题。根据IMO的脱碳目标,未来几十年航运业需要大规模拓展新技术,建设全新的燃料工业和辅助基础设施。
与Prokopiou的观点相反,BW集团董事长Andreas sohman-Pao完全反对核电,直言用于船舶推进的核电可能是“灾难性的”。
他警告说,核燃料可能会给航运业带来巨大的潜在市场变化,这可能是灾难性的。“你将拥有一艘速度快50%的船,因为一旦你提前支付资本支出投资,燃料将基本免费,油箱将是空的,因为你将不间断地获得全世界的廉价电力。”
他认为,随着陆地和海上核安全技术的发展,对船舶的需求将会大大减少,因为船舶的行驶速度会更快,不需要船舶运输能源。今天,世界上大约40%的船队都在运输能源。
Odfjell集团董事长劳伦斯·奥德耶(Laurence Odfjell)也表示,船舶使用核动力“毫无希望”,因为船舶需要得到世界各国政府部门的批准才能环游世界。Odfjell说,更有可能的是,安全的新核技术将被部署在固定的地点。