近日，美國核工業(yè)人士稱(chēng)，具備更高濃縮比和更高燃耗的新型事故容錯燃料(ATF)可延長(cháng)壓水堆(PWR)換料周期，鑒于此，核電運營(yíng)商對事故容錯燃料興趣日漸濃厚，這會(huì )在短期內帶動(dòng)鈾礦需求量的增長(cháng)。
西屋的ADOPT™事故容錯燃料芯塊
所有核燃料供應商都在測試采用涂層包殼包覆燃料芯塊的新型設計。新型事故容錯燃料可增加操縱員應對嚴重事故工況的時(shí)間，并提高反應堆運行業(yè)績(jì)。
因有著(zhù)更高的濃縮度和燃耗，新型事故容錯燃料有可能將許多壓水堆的換料周期從18個(gè)月延長(cháng)到24個(gè)月。據兩名業(yè)內人士透露，部分電力公司或在考慮將換料周期延長(cháng)至36個(gè)月，并有至少一家燃料供應商在向潛在客戶(hù)建議延長(cháng)換料周期。
運營(yíng)商對換料周期延長(cháng)至24個(gè)月興趣濃厚
2023年5月16日，美國核能研究所(NEI)首席核能官道格·特魯(Doug True)在接受采訪(fǎng)時(shí)指出，美國核電運營(yíng)商對將核電廠(chǎng)換料周期延長(cháng)至24個(gè)月興趣濃厚，部分電力公司無(wú)需等到更高濃度的反應堆燃料(稱(chēng)為新型低濃縮鈾，LEU+)上市，就能實(shí)現這一目標。
特魯指出，2022年通過(guò)的《通脹削減法案》(IRA)是延長(cháng)核電廠(chǎng)換料周期的動(dòng)因之一。該法案出臺了稅收優(yōu)惠政策，明確規定：因延長(cháng)反應堆運行周期增加的發(fā)電量，將獲得合理的價(jià)格補償。IRA提供高達15美元/MWh的補助，以防現有核電廠(chǎng)因電價(jià)過(guò)低而關(guān)閉，特別是在競爭激烈的商用電力市場(chǎng)。
2023年4月19日，弗吉尼亞州道明尼能源公司(Dominion Energy)核燃料采購組經(jīng)理湯姆·布魯克邁爾(Tom Brookmire)在荷蘭舉行的世界核燃料循環(huán)大會(huì )(WNFC)上發(fā)言時(shí)稱(chēng)，道明尼能源公司正在考慮將旗下部分核電機組的換料周期延長(cháng)至24個(gè)月，而康涅狄格州雙機組核電廠(chǎng)米爾斯通(Millstone)或將在未來(lái)的十年里成為首座完成這一過(guò)渡的核電廠(chǎng)。
但包括米爾斯通核電廠(chǎng)3號機組在內的部分美國核電機組如想要延長(cháng)換料周期，將需要新型低濃縮鈾燃料，這種燃料的濃縮度要高于目前反應堆燃料常見(jiàn)的5%濃縮度。
布魯克邁爾指出，在向高濃縮鈾燃料和更長(cháng)換料周期過(guò)渡時(shí)，由于運行周期延長(cháng)，堆芯需要的燃料總量增加，因此，每次換料時(shí)鈾的需求量可能會(huì )暫時(shí)性增加30%~50%。到2028年或2029年，對鈾市場(chǎng)的影響可能開(kāi)始顯現，具體時(shí)間將取決于新型燃料的上市時(shí)間。
美國光橋公司事故容錯燃料組件
隨著(zhù)反應堆換料周期逐步延長(cháng)，每次換料所需的鈾將有所增加，與傳統燃料相比，每次換料所需的鈾增幅接近10%~20%。但每次換料增加的鈾需求量，會(huì )因換料頻次減少而抵消，因此，從長(cháng)遠來(lái)看，鈾的總體需求量變化不大。
美國最大核電運營(yíng)商星座能源公司(Constellation)核燃料供應主管珍妮·托爾托雷利(Jeanne Tortorelli)在世界核燃料循環(huán)大會(huì )小組討論時(shí)表示，將核電廠(chǎng)換料周期延長(cháng)至24個(gè)月，鈾的使用效率會(huì )略低于較短周期，但有一些先進(jìn)的方法可以減少鈾的需求量。
對此，布魯克邁爾稱(chēng)，對鈾需求量的預測是基于現有方法，但目前正在研究更先進(jìn)的方法，以提高燃料的利用率。
對于核電機組向24個(gè)月?lián)Q料周期過(guò)渡，核電運營(yíng)商展現出越來(lái)越濃厚的興趣。2022年12月，佛羅里達電力照明公司(Florida Power & Light)告知美國核管會(huì )(NRC)，公司計劃提交許可證更新申請，從2025年開(kāi)始，將土耳其岬(Turkey Point)核電廠(chǎng)兩臺機組的換料周期延長(cháng)至24個(gè)月。
2023年3月10日，PSEG下屬核電公司(Nuclear LLC)總裁兼首席核能官查爾斯·麥克費特斯(Charles McFeaters)在投資商會(huì )議上表示，延長(cháng)換料周期，可增加發(fā)電天數，降低核電廠(chǎng)在整個(gè)壽期內的運營(yíng)成本，公司將抓住這一大好機遇，降低霍普河核電廠(chǎng)的每兆瓦發(fā)電成本。
業(yè)內人士稱(chēng)需要監管指導
2023年5月11日，業(yè)內人士在與NRC召開(kāi)的會(huì )議上表示，NRC有關(guān)反應堆換料數量的指南需要更新，以便順利推進(jìn)有效運用事故容錯燃料。
NEI事故容錯燃料主管艾爾·瓊托什(Al Csontos)在會(huì )上表示，急需更新NRC監管指南中第1.183條中規定的有別于核電廠(chǎng)許可基準源項的通用方法。
源項系指核電廠(chǎng)的放射物清單及其在各種事故工況下發(fā)生放射性釋放的可能性。
根據NRC監管指南，備選源項可以根據現代分析方法，為核電廠(chǎng)業(yè)主提供大范圍的成本效益提升。
瓊托什表示，NRC監管指南1.183現已成為阻礙采用各類(lèi)事故容錯燃料設計的絆腳石，因此更新“勢在必行”。
NRC此前曾表示，計劃在2023年年中發(fā)布該指南的更新草案，但這一預估時(shí)間已推遲。核電行業(yè)要求NRC在2023年9月之前以某種形式發(fā)布最新指南，以避免行業(yè)推遲采用ATF燃料的決策。
2023年5月16日，NRC發(fā)言人斯科特·博內爾(Scott Burnell)稱(chēng)，因指南修訂問(wèn)題大多超出了NRC工作人員的控制范圍，包括具有時(shí)效性的許可工作，NRC工作人員最近更改了發(fā)布監管指南1.183修訂的時(shí)間表。根據新的時(shí)間表，NRC工作人員需要在2023年9月向反應堆安全保障咨詢(xún)委員會(huì )(ACRS)匯報進(jìn)展情況，目標是在會(huì )后盡快發(fā)布最終監管指南。
博內爾稱(chēng)，NRC可通過(guò)該時(shí)間表了解持證單位關(guān)于事故容錯燃料許可授權的進(jìn)展情況。
2023年5月2日，美國公共服務(wù)企業(yè)集團(PSEG)董事長(cháng)兼首席執行官拉爾夫·拉羅薩(Ralph LaRossa)在財報電話(huà)會(huì )議上表示，經(jīng)NRC批準，該公司計劃投入3000萬(wàn)美元，對霍普河(Hope Creek)核電廠(chǎng)進(jìn)行改造，改造后，該電廠(chǎng)的換料周期將從18個(gè)月延長(cháng)至24個(gè)月。該電廠(chǎng)通過(guò)改造延長(cháng)換料周期，將不需要使用LEU+，同時(shí)電廠(chǎng)運維成本將略有下降，機組發(fā)電量增加，但PSEG尚未披露增加的發(fā)電量。
