研究确定了美国核电厂成本超支飙升的原因。

麻省理工学院研究人员的一项新分析详细介绍了导致美国新核电厂成本超支的许多潜在问题，而在过去的五十年中，这些问题飞涨得更高。新的发现可能有助于新工厂的设计人员增强对导致这些超支的因素的适应能力，从而有助于降低此类工厂的成本。

研究人员说，许多分析人士认为，核电可以在减少全球温室气体排放中发挥重要作用，寻找遏制这些不断上升的成本的方法可能是鼓励建造新工厂的重要一步。这项研究结果今天在麻省理工学院的一篇论文的Joule杂志上发表：教授Jessika Trancik和Jacopo Buongiorno，学生Philip Eash-Gates SM '19，Magdalena Klemun博士'20，Goksin Kavlak博士'18詹姆斯·麦克纳尼。

这项涵盖50年来美国核电厂建设数据的研究得出的令人惊讶的发现是，与预期相反，在现有设计的基础上建造后续工厂的成本实际上要比建造初始工厂更高，而不是更少。

作者还发现，尽管安全法规的变更可能会导致部分超额​​费用，但这只是造成超支的众多因素之一。

麻省理工学院能源研究所副教授特兰西克说：“众所周知，在美国和其他许多地方，成本一直在上涨，但是未知的原因和解决方法。”用于数据，系统和社会。她说，要学习的主要教训是“我们需要重新考虑工程设计方法。”

她说，这种重新思考的一部分是要密切关注导致过去工厂建设成本急剧上升而无法控制的细节，并以使此类因素出现的可能性最小的方式设计工厂。这需要技术创新和变革的新方法和理论，该团队在过去的二十年中一直在进步。

许多超额成本与因需要根据施工现场的特定条件或其他当地情况进行最后一刻的设计更改而导致的延迟有关，因此，如果可以建造更多的工厂甚至整个工厂，在受控工厂条件下的非现场工作中，这样的额外成本可以大大降低。

Trancik说，以反应堆周围的安全壳建筑作为成本组成部分的示例，某些设计更改可以帮助降低成本。例如，在大型结构中替代某些新型混凝土可以减少所需材料的总量，从而减少现场施工时间以及材料成本。

Trancik说，成本增加的原因很多，“建议在建造这些工厂的过程中，对可变的施工条件缺乏适应力。”这些变化可能来自随时间变化的安全法规，但也有其他原因。 “所有这些都表明，存在一条提高弹性的途径，其中包括首先了解为什么成本增加的背后机制。”

说总体建设成本对前期设计成本非常敏感，例如：“如果由于某个特定地点或安全法规不断变化而不得不回去重做设计，那么如果您将其构建到您的设计中，根据可能发生的事情具有所有这些不同的可能性”，可以避免进行此类最新的重新设计工作。

“这是软成本贡献，” Trancik说，在典型的设计过程中并没有将其优先考虑。 “它们不是硬件成本，而是对流程的更改，以响应进行中的施工环境。 …如果将其构建到工程模型和工程设计过程中，那么将来也许可以避免成本增加。”

多年来，许多核工程师一直提倡一种方法，即设计可在工厂中建造并运到现场的核电站。例如，与其如今的巨型核电站相比，模块化和较小的反应堆可以完全自成一体，并使用已安装的核燃料运至最终站点。可以将许多此类电厂组合在一起，以提供与大型电厂相当的输出，或者可以更广泛地分配它们，以减少长距离传输电力的需求。或者，可以将大型工厂设计为从一系列较小的工厂组装子组件中现场组装。

她说：“硬件设计和软成本之间的这种关系确实需要纳入工程设计流程中，但是，如果没有共同的努力，并且没有被建模所告知，这些潜在膨胀的原因，这种关系就不会发生。软成本。”

Trancik说，虽然控制成本的某些步骤涉及自动化流程的增加使用，但仍需要在社会背景下加以考虑。 “其中许多工作涉及人工工作，这一点很重要，尤其是在当前需要为人们创造高质量的持续工作的时候，这也应纳入工程设计过程。因此，您不必只考虑成本。”她说，但是团队使用的那种分析仍然有用。 “您还可以从工作的角度看技术的优势，这种机械建模方法可以帮助您做到这一点。”

Trancik说，该团队用于分析成本超支原因的方法也可能会应用于其他大型的，资本密集型的​​建设项目，在这些项目中经常会发生类似的成本超支。

“当您将整个建筑过程的更多部分引入制造工厂时，可以采用一种思考的方式，这可以更加标准化。”她说，这种提高的标准化是导致例如过去几十年太阳能电池板和锂离子电池成本降低95％的部分原因。 “我们可以认为这使这些较大的项目与制造工艺更加相似。”

Buongiorno补充说：“只有降低新工厂的成本，我们才能期望核能在即将到来的能源转型中发挥关键作用。”

这项工作得到了大卫与露西尔·帕卡德基金会（David and Lucile Packard Foundation）和麻省理工学院能源计划（MIT Energy Initiative）的支持。