开源核电站建造方案了解一下！只需19个月、3亿美元，流程、组件设计一应俱全；网友：我缺的是方案吗？

乾明 鱼羊 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

建一座核电站，需要多长时间？多少钱？

传统方案是：动辄5年以上、投入数十亿美元资金。

而且，就算你有钱有时间，依旧很难造出来——造核电站的技术与方案，对任何国家来说，基本都是机密资料。

现在不一样了。有种成本大幅度削减的方案出现：只需要19个月，3亿美元。

更关键的是，这样的核电站建设方案，竟然开源了。就像代码开源一样，建造核电站的方案流程、电厂和组件设计等信息，全部公开可下载。

这个项目，名为OPEN100。

19个月建成一个核电站

OPEN100基于标准压水堆（PWR）设计，额定电功率100MW。

100MW，仅为标准压水堆的十分之一，之所以设计成这样一个规模，EIC的官方说法是：

100MW的规模适合全球90%的能源市场。并且，较小的发电能力意味着更灵活的选址、供应链能力，以及获得更多种类资金来源的能力。

简而言之，更有利于提高经济效益。那么，19个月，如何做到？其施工计划分为以下几个阶段：

首先是项目初期的动员阶段，计划4个月完成。主要包括政府审批以及施工前的现场安全准备工作。

接下来进入现场施工阶段，计划5个月完成。该阶段活动包括：

清理场地并修建通道和停车场、剖析场地并实施场地排水/侵蚀控制、挖掘沟渠和防火圈、挖地基、回填及压实土壤等土方工程和基础准备工作。

完成之后，进入为期4个月的机械安装阶段。设计主要厂房设施、大型设备的安装。

包括反应堆、蒸汽发生器和增压器、冷却泵、工厂开关柜和互连控件、蒸汽冷凝器和辅助设备、涡轮发电机和辅助设备、冷却塔模块、冷凝水泵、备用电源系统等。

涉及到的工程构件，OPEN100都提供了设计图（地址在文末）。

机械安装完成，核电站的建设工作也就进入最后阶段，计划用6个月时间，完成机械管道、管道系统和电路的设置安装，完成封顶、内部装修。

至此，历时19个月，核电站即可竣工。

不过，在正式投入使用之前，还需要2个月的时间，对整套设备系统进行严格的测试。

最后的启动阶段，也需要2个月的时间，确认所有系统的设计和安装正确，且功能正常。

不仅仅在建造时间上比1144MW的标准压水堆缩短了将近3.5年，成本上，按照这个核电站设计方案，每座核电站在建造阶段只需3亿美元（人民币约合20.77亿）的投入。

且慢吐槽这个“只需”，下面一起仔细看看OPEN100的经济分析，就知道20.77亿人民币对于一座核电站而言，有多经济实惠。

节省58%成本

为了使核能能在全球经济脱碳方面发挥重要作用，核电站的设计就要考虑经济和市场需求。

首先，将OPEN100项目与1144MW的标准压水堆（PWR）核电站进行对比。

同样是40年的使用寿命，参考压水堆核电的建设成本为55亿美元（约合380.86亿人民币），耗时5年；而OPEN100的建设成本不到其十分之一，仅为3亿美元（约合20.77亿人民币）。

运营成本方面，参考压水堆核电的价格为30美元/MWh，而OPEN100为10美元/MWh。

综合考虑建设、服务、维护、燃料等因素，在单位造价方面，参考压水堆核电成本为6936美元/kW，OPEN100为2901美元/kW，OPEN100能节省58%的成本；平准化能源成本（LCOE）降低61%。

与国内外的目前已投产的核电技术相比，OPEN100的性价比十分可观。

根据国家能源局发布的《2018年度全国电力价格情况监管通报》，燃煤机组平均上网电价为370.52元/千千瓦时，核电发电平均上网电价为395.02/千千瓦时。

其实，在后续的运营和维护当中，核电的燃料以及燃料运输成本比起火电要低，之所以价格更高，反映的是建造成本的差距。

根据中国核动力研究设计院数据，以国内已经建成投产的二代改进型技术机组为例，单位造价一般在1.2万-1.4万元/千瓦，是火电的三倍。但核燃料的能量密度比传统燃料高6个数量级。

并且，开源方案提供商认为，铀几乎可以无限量直接从海洋中提取，按照目前全球能源需求水平，海洋中大约包含价值250亿年的铀。如果核电站建造成本也能进一步降低，显然更有利于核电的普及。

来自美国的非营利能源机构EIC

美国的非营利能源机构EIC，实地考察了15个国家的核电站100多次，并对1500多名核电领域的技术、工程、经济、政策专家深入访谈之后，提出了这个开源核电站建设方案。

EIC的发起者是一名硅谷技术专家，名为Bret Kugelmass。毕业于斯坦福大学机器人技术专业，为松下开发过电动汽车，也为NASA开发过漫游车。2017年出售了亲手创办的无人机公司后，他开始能源之旅。

“核能不仅仅是解决气候变化问题的一部分，它还是解决方案。”Kugelmass说。但现在，核电的使用率和普及率并不高。

他大力呼吁，增加100倍的核电使用量，才能完成EIC“2040年使全球经济脱碳”的目标。

而最有效的方式，就是低成本、快速地部署核电站。在他看来，过于复杂和专有的设计，严重限制了核电站在全球的部署。

因此，他决定用开源的方式提供新方案，如果一切顺利，从选址到发电，只需要19个月就能搞定。

Kugelmass在接受媒体采访时介绍了项目进展，过去两周收到了大量业内人士邀请，并得到世界各地国家实验室的关注。

虽然项目赢得了关注，但前路依旧坎坷。

2019年10月，独立能源专家和反核活动家 Mycle Schneider发布《世界核工业状况报告》。报告中指出，自2016年以来，中国没有再开启新的核反应堆建设项目。

取而代之的是对可再生能源的重视。2018年，中国在可再生能源方面的投资为910亿美元，但在核能方面的投资仅为65亿美元。

核电站更难的不是建造

1986年，切尔诺贝利核电站发生核反应堆破裂事故震惊世界，13.5万人紧急撤离，203人立即被送往医院治疗，其中31人死亡，当中有28人死于过量的辐射。

2005年联合国牵头给出的事故报告指出，这次事故造成了超过4000人死亡，其中有47名救灾人员死于核辐射，九名儿童死于甲状腺癌症。

这不是核泄露事故影响的全部，还有卫生单位预测，在未来的70年间，受相关辐射而导致癌症的人，比例将会上升2%。

如此伤亡惨重，以至于切尔诺贝利事故之后，人们“谈核色变”。尽管数百座全球核电站经过20多年的平稳运营，仍旧难以打消忧虑。

2011年，东日本大震灾波及福岛第一核电站，导致一系列设备损毁、堆芯熔毁、辐射释放，再一次将“核电安全”抛在了世人面前。

尽管事故后无人因辐射曝露而立即死亡，而且世界卫生组织也指出，事件后出生的胎儿出现流产、死胎、身体及精神疾病的几率不会增加。但还是有大约1300人在地震后因为病情恶化或身体状况变差而死去。

核电真的安全吗？30年内，两次重大事故发生，让人对这种零碳排放的能源安全性怀疑加重，成为核电难以推广的因素之一。

对于OPEN100项目推广来说，这是一个必须要面对的问题。他们的宣传视频中，直接将核电站选址在了城市中。官网描述中更是直接点明，不排除选址在人口中心附近。

那如何预防爆炸以及气体溢出辐射？不论是切尔诺贝利核电站爆炸事故，还是福岛第一核电站事故，引发的灾难级后果，都与缺少反应堆安全壳有关。

两次事故之后，密封的穹顶式安全壳成为主流。但Kugelmass团队认为，采取非密闭的封闭结构更好，其不仅可以防止气体泄漏，也能够避免压力增加出现爆炸。

因此，他们并不认为，核电发展不顺利是受到了太多公众舆论约束，而是成本。

至于废料处理，Kugelmass在接受采访时，并没有给出直接的回应，只是说他们设计的核电站，使用寿命更长，技术上有保障等。

Part of the problem with nuclear energy is that the power plants eventually have to be shut down, and then you have to contain the reactor and store the waste. But Kugelmass believes the latest designs will have a much longer lifespan than earlier plants.

还要指出的是，核电站运营还有原料限制。尽管Kugelmass团队宣称，铀在地球上与锡一样普遍，但想要获得铀，并不是一件容易的事情。

比如电视剧《小谢尔顿》中，为了给自己家供电，11岁的谢尔顿打算搞一个小型核电站，在网上买铀引起了FBI注意和调查。

当然，在现实世界中，如果你能够搞定建造核电站的批文，买卖铀应该也不是难事。

最后还有一个问题，这样的小核电站能生产核武器吗？

Kugelmass团队在官网上给出了解答：OPEN100是轻水反应堆，钚-240(同位素稀释)会使得钚-239(武器级)无用。

事实上，是当今世界核电厂的主要和较成熟的堆型，也是和平利用核能的一种方式。

最后，如果你也想和谢尔顿一样，造核电站为家里，或者全村人发电，可以收好下面的开源传送门，图纸什么的，都在那里。

毕竟，哪个男孩不想拥有一座核电站呢？

开源传送门

https://www.open-100.com/