关于美国清洁能源未来的六项大胆预测：马奎尔

Gavin Maguire

路透科罗拉多州利特尔顿10月21日 - 在需求停滞了二十年之后，美国的电力消耗正在攀升，一场争夺能够全天候运行、并可靠地为日益耗能的美国经济提供所需电力的发电来源的竞赛已经拉开帷幕。

风能和太阳能虽然成本低廉，但供电不稳定。天然气供应虽然丰富，但新建管道和燃烧天然气所需的涡轮机建设却面临漫长的延误。

燃煤电厂面临严格的环境限制，且难以低成本运营；而传统核电站和水电站造价极其高昂，建设周期往往长达数十年 。

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这使得人们对能够全天候稳定供电、且不产生化石燃料碳足迹的能源来源的需求日益增长，这也解释了为何人们对新一代地热系统、先进核反应堆、漂浮式太阳能电池阵列及其他新兴技术日益关注。

以下是六种候选方案——从成熟技术到大胆构想——它们已进入能源领域早期投资者的视野，并有望开启下一波可靠、低碳的发电浪潮。

每项技术都被视为在不加深对化石燃料依赖的前提下满足激增电力需求的潜在解决方案，但若要实现全面商业化运营，其实际效能和经济可行性仍存在关键未知数。

地热巨星

Fervo Energy位于犹他州的Cape Station项目是全球首个投入商业运营的增强型地热发电厂，且其实现这一目标的时间相当早。

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Fervo 利用石油和天然气行业完善成熟的水平钻井和水力压裂技术，在自然条件下不存在地热资源的地方创造地热资源。

该电站将向谷歌提供 396 兆瓦(MW) 的地热电力 (link)，并可选择在 2030 年前将供电量提升至 600 兆瓦。

关键未知因素：随着Fervo向新站点拓展，钻井成本能否持续下降？每个站点能否提供满足数据中心高需求用户所需的稳定电力供应？

可扩展核能

田纳西河谷管理局（TVA）位于田纳西州克林奇河的站点获得了美国首个商用小型模块化反应堆（SMR）的建设许可，该项目将成为检验工厂化预制部件能否解决核工业长期存在的成本超支和建设延误问题的试金石。

关键未知数：理论上，可扩展核反应堆能够随时随地提供可靠的清洁电力。

但开发商能否完善模块化场外制造、供应链及施工方法，从而以足够低廉且快速的方式建造反应堆，以与可再生能源、电池及天然气发电日益下降的成本竞争？

如果能够做到，小型模块化反应堆（SMR）有望成为新的主要电力供应来源。

带顶盖的运河

亚利桑那州的吉拉河印第安社区建成了美国首个“运河上太阳能”项目，该项目既能发电，又能减缓水分蒸发。

此类项目颇具吸引力，因为它们既确保农田不会因太阳能电池阵列而流失，又能在易受干旱影响的地区带来显著的节水效益。

运河路线还可以为输电和配电基础设施提供现成的走廊，与绿地太阳能项目相比，这有可能减少开发和许可方面的障碍。

关键未知因素：在水体上安装太阳能电池阵列的成本可能远高于传统系统，因此部署成本能否稳步降低，以扩大其吸引力？

煤炭产区的复兴

由比尔·盖茨支持的TerraPower公司钠冷堆项目正在怀俄明州凯默勒市一座老旧煤电厂旁建设，因此一旦投入运行，即可接入现有的电网。

这种钠冷堆将可调功率的核发电与熔盐储能相结合，理论上可在用电高峰期增加发电量，并在用电低谷期减少发电量。

鉴于美国多家燃煤电厂正面临退役决策，这种“以核代煤”的叙事获得了广泛的社会支持，并在那些原本面临裁员风险的地区具有强大的创造就业潜力。

主要不确定因素：该项目计划于2030年完工，这意味着如果其他项目率先投运，或者这一全球首创的凯默勒（Kemmerer）项目在建设过程中出现延误，该项目将面临技术过时的风险。

大地的盐

凯罗斯电力公司（Kairos Power）位于田纳西州的“赫尔墨斯2号”（Hermes 2）反应堆在早期就备受关注，因为它已经有一家客户愿意为其电力买单(Google)，并且得益于熔盐球床冷却技术，该反应堆可以在比传统反应堆更低的压力下运行。

该反应堆正在橡树岭建设，这里曾是“曼哈顿计划”的主要基地，因此在核技术研发方面拥有几乎无与伦比的深厚积淀。

关键未知因素：除了像其他新型反应堆开发商一样面临模块化建造理论的检验外，“赫尔墨斯 2 号”电厂还需要专门的高丰度低浓缩铀(HALEU)，而这种铀在美国仍然稀缺。

HALEU 使反应堆在停堆间隔期间能够运行更长时间，并能提供更高的功率密度，且比老式核电站使用更小的反应堆堆芯。

然而，俄罗斯和中国仍是HALEU的唯一主要供应商，而美国政府支持的企业直到最近才开始努力建立国内供应体系，这需要建设转化设施、制造厂和运输基础设施，可能需要数年时间。

登月计划

Helion Energy公司的“奥里昂”（Orion）是一座计划中的50兆瓦聚变发电厂，目前正在华盛顿州切兰县建设中。

大多数聚变设计的工作原理是通过核反应产生热量，进而将水加热至沸腾以驱动涡轮机。

Helion 则尝试了不同的方法。其反应堆将以短脉冲的方式产生并压缩等离子体，旨在通过磁场将产生的能量直接转化为电能，从而绕过传统的蒸汽涡轮机过程。

如果成功，该工艺可降低电站的复杂性，提高能量转换率，并使更小的反应堆能够应用该工艺。

聚变电站所需的燃料也相对丰富（主要是氢同位素），美国多家研究机构已在该燃料的制备和储存方面积累了专业经验。

关键未知因素：几十年来，聚变能源在实验中取得了令人印象深刻的成果，但迄今为止，尚无任何公司展示出发电量超过耗电量的商业发电厂。

Helion公司最近还将最初预计的交付时间从2028年推迟至可能的2030年或更晚，这可能意味着对于一些要求最苛刻的潜在客户而言，“Orion”的到来为时已晚。

总而言之，这些项目都可能为发电领域带来革命性的突破，并有望将美国的电力系统从“稀缺”转变为“充裕”，从而在未来几年为美国经济注入强劲动力。

其中一些项目已经开始售电，而另一些可能永远无法实现。其余项目的结果将在2030年前见分晓。

本文观点仅代表作者 (link) （路透专栏作家）的个人观点。

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