電力需求吃緊　美國擬提升核電廠功率「再榨一輪」

三哩島核電廠1號機，正在規畫重新啓用。(圖/shutterstock)

由於電力需求激增，美國能源部（DOE）啓動一項名爲「公共事業電力增量擴展計劃」（UPRISE），目標是在電力需求快速攀升的背景下，於短期內向電網輸送更多電力。在這項計劃中核電廠是關鍵角色，除了已經開始的重啓閒置核電廠以外，還要提升現有反應爐的功率，並且要將過去因各種原因停止的核電工程加以完成，以提高核能的總體發電量。

有趣的工程(InterestingEngineering)報導，美國能源部表示，UPRISE目標是在2027年的時候，使美國的核電裝置容量增加2.5吉瓦（GW、十億瓦）核電裝置容量，並在2029年前達到5吉瓦。

此舉也是強化核能在美國電力體系中角色的整體戰略一環。目前美國有大約94座反應爐，供應美國發電量的兩成，是最大規模的低碳電力來源之一。

UPRISE計劃更像是「善用現有核電廠」，既有設施升級與提高效率。這是因爲新建核電廠非常耗時，通常需時數年甚至數十年的時間，使得就算有新電廠的計劃，也無法納入未來數年的能源規畫表當中。官員指出，善用現有核電機組，是提升供電能力，維持電網穩定最迅速且具成本效益的方式，沒有之一。

這項計劃最關鍵的反應爐「功率提升」（power uprate），是交給著名的愛達荷國家實驗室(Idaho National Laboratory)負責執行，至於是哪些方法，美國核能管理委員會（NRC）表示，反應爐在安全範圍內超越原始設計功率運轉，一般覈准三種類型，從最保守到最激進分別是：

1.測量不確定度修正（MUR），也就是用更精確的管理儀器，將以往較保守的功率測量儀，拉昇到仍然安全，但功率略升的情況，這一方式的功率提升最小，幅度低於2%。

2.擴展型提升(SPU)：在不動核心硬體結構的前題，主要靠操作參數優化、安全裕度重新評估等方法，把原本保守設定的運輚功率，調整到「更接近極限，但仍安全」的程度，大約可以把舊核電廠的功率升高至7%。

3增程型提升(EPU)：這是在不動到反應爐的情況下，最全面的核電廠升級，更換或升級蒸氣渦輪機、強化發電機、提升冷卻系統能力、改善蒸汽壓力系統，甚至調整反應爐內部配置。這樣的工程規模較大，但是效果也是顯著的，升級後的核電廠功率可增加20%。

美國能源部也鼓勵企業出面「認養」核電廠，預計於今年稍後舉辦媒合活動，促進核電業者與大型用電客戶互助，而且聯邦政府透過能源融資機制，提升超過2890億美元的貸款授權，可以幫助核電廠升級工程80%的成本。

美國能源部核能副助理部長巴赫蘭（Ryan Bachtel）表示，這項計劃將成爲現有核電機組的重要轉折點。

他指出：「這將標誌美國核能復興的開始。透過UPRISE，能源部將與產業合作，力求超越2030年前新增5吉瓦核電容量的目標。」

隨着未來十年電力需求預期大幅成長，核能的重要性再度提升。先進製造、產業電氣化，以及人工智慧（AI）資料中心的快速擴張，正持續加重電網負擔。

能源官員普遍認爲，核電具備穩定供電與低碳排放優勢，可作爲支撐基載電力的重要來源。相較於風能與太陽能，核電可長時間連續運轉，反應爐壽命甚至可達80年以上。