【科技．未来】行波堆将落地中国 可否缔造能源奇迹？
盖茨近年多次造访中国，其中一个目的便是推动行波堆的建设，而这个目标亦快将实现。去年，泰拉能源的中国合作伙伴（包括中核集团和神华集团等）成立了中核河北核电有限公司和中核行波堆科技投资（天津）有限公司，前者主要负责为开发、建设和运营TWR-300行波堆示范工程项目，后者的主要业务为对行波堆核电领域的投资。预计首个反应堆将在2020年代中期投入运行。
事实上，早于1958年，前苏联物理学家萨维利．范伯格（Saveli Feinberg）便提出了反应堆生产“自身”燃料的设想，即现在所谓的“增殖——燃烧堆”（Breed-and-Burn Reactor）。其中，“燃烧”意即易裂变核素（铀-235和钚-239）消耗分裂成较轻的原子核并释放能量，而“增殖”则是指铀-238受到快中子轰击，通过自然衰变，最终生成钚-239，供反应堆燃烧。在增殖和燃烧这一过程中，堆芯会出现“波动”的物理现象，情况就像一支雪茄在堆芯内缓慢燃烧，这就是“行波”最初的由来。
中美行波堆合作项目（合资公司）负责人章庆华表示，行波堆的设计有一个独特之处，“即第一代（母代）堆的设计寿期终止后的堆芯燃料，可以用于新堆（子代）的初装料……这种设计不仅可以解决反应堆最终退役时堆芯的处置问题，而且可以使子堆的启动（初装料）不再需要浓缩铀-235。”他估计，若以60年寿期来计，行波堆卸出的燃料比同等规模压水堆减少80%至90%。
从2011年中国核工业集团开始与泰拉能源商讨合作至今，章庆华见证了整个过程，是内地介入行波堆项目资历较深的一员。他这样总结行波堆：“由于行波堆金属燃料的燃耗高于压水堆数倍，耐辐照性能强于压水堆百倍，可以实现超长周期乃至全寿期不换料，大大简化核燃料循环的物流。此外，行波堆的堆芯熔化概率比三代核能技术还要低两个数量级，安全性更高，在设计上可以取消厂外应急的考虑。总结来说，行波堆完全可以满足第四代核能技术的四个典型特征，即更安全、更经济、资源可持续利用和防止核扩散。”
当然，并不是所有人都认同行波堆的设计。美国能源与环境研究所所长阿尔琼．梅基耶尼（Arjun Makhijani）坦言，在堆芯内创造燃料没有太大困难，但维持稳定的核反应则不是一件简单的事，泰拉能源用来冷却堆芯的技术（即以钠冷却堆芯）在过去已被证明是失败的。
在业界普遍对核能的未来充满信心之时，国际能源机构（International Energy Agency）在2009年的《世界能源报告》中也提醒，“‘核能复兴’是有可能的，但不会在一夜之间发生。建设周期的延长及其相关风险、冗长的许可证审批时间和人手短缺，都是核项目面临的重大障碍；此外，那些长期悬而未决的问题还包括核废料的处理、核扩散，以及来自民间的反对等。一直以来，新核电站项目融资非常困难，在自由市场尤其如此，金融危机无疑会加剧这种状况。即便对能源的需求强劲，巨大的资金需求、预算超支，以及政府规管的不确定性都会让潜在的核能投资者望而却步。”
作为核能产业的实践和推动者，盖茨应该清楚核能发展面对的诸多挑战。2015年，他在接受美国《大西洋》（The Atlantic）杂志专访时谈到，能源投资是一个回报周期长且风险极高的行业，而能源进步所带来的回报往往未能落入个人的口袋里，致使投资能源的动力相当有限。但他认为能源技术必须突破，特别是在全球暖化加剧的当下。
唯一办法：加速创新
盖茨认为，人类能够透过能源技术的突破来解决气候变化的问题，“让我对这个问题（解决气候变暖）感到乐观的唯一原因是创新。创新充满不确定性……整个现代经济和人类生活方式都是创新堆积起来的。所以我希望以异常快的速度推动创新，我认为这是唯一的办法。希望有一天我能给印度带去好消息：‘这种能源比你们的燃煤电厂更便宜，而且从全球和当地的污染角度来讲，它也是更好的。’我认为，如果在今后15年内没有得到这种能源技术，即便人们非常关心气候变化的问题，我们也只能手足无措，任由不受控制的‘气候变暖实验’发生，只能眼睁睁地看着气温上升摄氏2度。”
盖茨的话并非危言耸听。就在今年10月，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发表的报告显示，如果气候变暖以目前的速度持续下去，预计全球气温在2030年至2052年间就会比工业化之前的水平升高摄氏1.5度。报告认为，如果要实现限制升温在1.5度这一目标，全球各国土地、能源、工业、建筑、运输和城市建设等各个层面都应“迅速而广泛”地改变，以使人为的二氧化碳净排放量至2030年要比2010年水平减少45%，2050年要实现“零净排放”，即二氧化碳的排放量与消除量对等。
要纾缓甚或是逆转全球变暖，留给人类的时间着实有限。在这场史无前例的环境变迁面前，一个切实可行的能源方案不可或缺。而今问题在于——行波堆所代表的第四代核电技术能否应对气候暖化问题？事实上，尽管盖茨看好核能，但他并不认为核能就是解决当前困局的唯一答案。在盖茨基金会2016年发出的公开信中，盖茨一改过往对风能和太阳能的轻视，并表示欢迎其他可再生能源的蓬勃发展。不过，他仍然强调世界急需一个“更强而有力、更具经济效益的”能源解决方案，这一方面需要各方加大对研发的投入，另一面则是政府的角色，例如实施碳税等。盖茨鼓励年轻人积极参与气候和能源的议题，多做尝试，“许多的想法或许都不会成功，但这并不碍事。每个终结都会教晓我们一些有用的东西，并推动我们向前。正如爱迪生所说，‘我并非失败了10,000次，我只是成功发现了10,000次行不通的办法’。”
上文节录自第139期《香港01》周报（2018年11月26日）《 盖茨投身研发 助抗暖化 行波堆技术复兴核能？》。
【科技．未来】专题相关环境及能源议题文章：
首架火车德国启程 车厂携手研发 氢燃料电池再临氢燃料渐成国策 多元能源为未来趋势锂离子电池见末路 新电池开发竞赛展开物料廿多年未变 锂离子电池陷瓶颈盖茨有份投资 碳捕集及储存或将普及？碳捕集及封存减缓暖化 质疑者：最大的道德灾难
更多周报文章︰【01周报专页】《香港01》周报，各大书报摊及便利店有售。你亦可按此订阅周报，阅读更多深度报道。