關於美國清潔能源未來的六項大膽預測：馬奎爾

Gavin Maguire

路透科羅拉多州利特爾頓10月21日 - 在需求停滯了二十年之後，美國的電力消耗正在攀升，一場爭奪能夠全天候運行、並可靠地為日益耗能的美國經濟提供所需電力的發電來源的競賽已經拉開帷幕。

風能和太陽能雖然成本低廉，但供電不穩定。天然氣供應雖然豐富，但新建管道和燃燒天然氣所需的渦輪機建設卻面臨漫長的延誤。

燃煤電廠面臨嚴格的環境限制，且難以低成本運營；而傳統核電站和水電站造價極其高昂，建設周期往往長達數十年 。

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這使得人們對能夠全天候穩定供電、且不產生化石燃料碳足跡的能源來源的需求日益增長，這也解釋了為何人們對新一代地熱系統、先進核反應堆、漂浮式太陽能電池陣列及其他新興技術日益關注。

以下是六種候選方案——從成熟技術到大膽構想——它們已進入能源領域早期投資者的視野，並有望開啟下一波可靠、低碳的發電浪潮。

每項技術都被視為在不加深對化石燃料依賴的前提下滿足激增電力需求的潛在解決方案，但若要實現全面商業化運營，其實際效能和經濟可行性仍存在關鍵未知數。

地熱巨星

Fervo Energy位於猶他州的Cape Station項目是全球首個投入商業運營的增強型地熱發電廠，且其實現這一目標的時間相當早。

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Fervo 利用石油和天然氣行業完善成熟的水平鉆井和水力壓裂技術，在自然條件下不存在地熱資源的地方創造地熱資源。

該電站將向谷歌提供 396 兆瓦(MW) 的地熱電力 (link)，並可選擇在 2030 年前將供電量提升至 600 兆瓦。

關鍵未知因素：隨著Fervo向新站點拓展，鉆井成本能否持續下降？每個站點能否提供滿足數據中心高需求用戶所需的穩定電力供應？

可擴展核能

田納西河谷管理局（TVA）位於田納西州克林奇河的站點獲得了美國首個商用小型模塊化反應堆（SMR）的建設許可，該項目將成為檢驗工廠化預制部件能否解決核工業長期存在的成本超支和建設延誤問題的試金石。

關鍵未知數：理論上，可擴展核反應堆能夠隨時隨地提供可靠的清潔電力。

但開發商能否完善模塊化場外製造、供應鏈及施工方法，從而以足夠低廉且快速的方式建造反應堆，以與可再生能源、電池及天然氣發電日益下降的成本競爭？

如果能夠做到，小型模塊化反應堆（SMR）有望成為新的主要電力供應來源。

帶頂蓋的運河

亞利桑那州的吉拉河印第安社區建成了美國首個“運河上太陽能”項目，該項目既能發電，又能減緩水分蒸發。

此類項目頗具吸引力，因為它們既確保農田不會因太陽能電池陣列而流失，又能在易受乾旱影響的地區帶來顯著的節水效益。

運河路線還可以為輸電和配電基礎設施提供現成的走廊，與綠地太陽能項目相比，這有可能減少開發和許可方面的障礙。

關鍵未知因素：在水體上安裝太陽能電池陣列的成本可能遠高於傳統系統，因此部署成本能否穩步降低，以擴大其吸引力？

煤炭產區的復興

由比爾·蓋茨支持的TerraPower公司鈉冷堆項目正在懷俄明州凱默勒市一座老舊煤電廠旁建設，因此一旦投入運行，即可接入現有的電網。

這種鈉冷堆將可調功率的核發電與熔鹽儲能相結合，理論上可在用電高峰期增加發電量，並在用電低谷期減少發電量。

鑒於美國多家燃煤電廠正面臨退役決策，這種“以核代煤”的敘事獲得了廣泛的社會支持，並在那些原本面臨裁員風險的地區具有強大的創造就業潛力。

主要不確定因素：該項目計劃於2030年完工，這意味著如果其他項目率先投運，或者這一全球首創的凱默勒（Kemmerer）項目在建設過程中出現延誤，該項目將面臨技術過時的風險。

大地的鹽

凱羅斯電力公司（Kairos Power）位於田納西州的“赫爾墨斯2號”（Hermes 2）反應堆在早期就備受關注，因為它已經有一家客戶願意為其電力買單(Google)，並且得益於熔鹽球床冷卻技術，該反應堆可以在比傳統反應堆更低的壓力下運行。

該反應堆正在橡樹嶺建設，這里曾是“曼哈頓計劃”的主要基地，因此在核技術研發方面擁有幾乎無與倫比的深厚積淀。

關鍵未知因素：除了像其他新型反應堆開發商一樣面臨模塊化建造理論的檢驗外，“赫爾墨斯 2 號”電廠還需要專門的高豐度低濃縮鈾(HALEU)，而這種鈾在美國仍然稀缺。

HALEU 使反應堆在停堆間隔期間能夠運行更長時間，並能提供更高的功率密度，且比老式核電站使用更小的反應堆堆芯。

然而，俄羅斯和中國仍是HALEU的唯一主要供應商，而美國政府支持的企業直到最近才開始努力建立國內供應體系，這需要建設轉化設施、製造廠和運輸基礎設施，可能需要數年時間。

登月計劃

Helion Energy公司的“奧里昂”（Orion）是一座計劃中的50兆瓦聚變發電廠，目前正在華盛頓州切蘭縣建設中。

大多數聚變設計的工作原理是通過核反應產生熱量，進而將水加熱至沸騰以驅動渦輪機。

Helion 則嘗試了不同的方法。其反應堆將以短脈沖的方式產生並壓縮等離子體，旨在通過磁場將產生的能量直接轉化為電能，從而繞過傳統的蒸汽渦輪機過程。

如果成功，該工藝可降低電站的複雜性，提高能量轉換率，並使更小的反應堆能夠應用該工藝。

聚變電站所需的燃料也相對豐富（主要是氫同位素），美國多家研究機構已在該燃料的制備和儲存方面積累了專業經驗。

關鍵未知因素：幾十年來，聚變能源在實驗中取得了令人印象深刻的成果，但迄今為止，尚無任何公司展示出發電量超過耗電量的商業發電廠。

Helion公司最近還將最初預計的交付時間從2028年推遲至可能的2030年或更晚，這可能意味著對於一些要求最苛刻的潛在客戶而言，“Orion”的到來為時已晚。

總而言之，這些項目都可能為發電領域帶來革命性的突破，並有望將美國的電力系統從“稀缺”轉變為“充裕”，從而在未來幾年為美國經濟注入強勁動力。

其中一些項目已經開始售電，而另一些可能永遠無法實現。其餘項目的結果將在2030年前見分曉。

本文觀點僅代表作者 (link) （路透專欄作家）的個人觀點。

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