Большое, прекрасное строительство ядерной энергетики (или нет?)
The Breakthrough Journal
от Авторов: Адам Штайн и Дерик Тилсон
Администрация Трампа объявила посредством многочисленных указов и заявлений о своем намерении и цели обеспечить энергетическое доминирование посредством поддержки ядерной энергетики. Но цель развертывания ядерной энергетики и наличие политики, обеспечивающей ее успех, — это не одно и то же. В понедельник Комитет по путям и средствам Палаты представителей опубликовал « Единый, большой, прекрасный законопроект », в котором подробно изложены его планы по поэтапной отмене многих налоговых льгот и субсидий, возникших в Законе о снижении инфляции 2022 года. Многие из этих льгот, включая разделы 45U, 45V, 45Y, 48C и 48E, напрямую принесли пользу ядерной энергетике. Республиканцы в Сенате уже дали понять , что для принятия этого законопроекта потребуются изменения.
Тем не менее, возникает вопрос: Положит ли окончание кредитования ИРА конец всем надеждам на создание новой ядерной энергетики?
Отмена существующих налоговых льгот не станет предвестником возрождения ядерной энергетики, но уберет строительные леса, на которых она строилась.
Роль налоговых льгот и денежных стимулов
Сохранение кредитов IRA является синонимом поддержания динамики в борьбе с изменением климата. Кредиты IRA, в частности налоговый кредит на производство (PTC) и инвестиционный налоговый кредит (ITC), применимые к ядерной энергетике, помогают уравнять игровое поле с субсидируемыми возобновляемыми источниками энергии и конкурировать с исторически более дешевым ископаемым топливом за счет снижения стоимости ядерных проектов . Они обеспечивают финансовую определенность, необходимую для длительного и капиталоемкого процесса разработки новых ядерных проектов, включая малые модульные реакторы следующего поколения (SMR) и другие передовые конструкции. С этими кредитами путь к достижению амбициозных целей по декарбонизации к середине века кажется более жизнеспособным, поддерживая разнообразный портфель чистой энергии, где ядерная энергетика играет основополагающую роль в стабильности сети и сокращении выбросов.
Технологии первого рода (FOAK) почти всегда нуждаются в ранней поддержке, поскольку они напрямую конкурируют с устоявшимися технологиями. Это область, где правительство может и исторически способствовало продвижению технологических инноваций. Ранняя поддержка, особенно в сфере фундаментальных исследований , обеспечивает умножение и иногда усугубление выгод для общества. Частные фирмы не всегда обладают большими объемами капитала или длительными временными горизонтами, необходимыми для участия в фундаментальных исследованиях; Bell Labs была исключением среди фирм, но это было в основном из-за ее монопольного статуса, приводящего к сверхприбыли.
Государственная поддержка исследований может осуществляться в различных формах, от грантов до субсидий и налоговых льгот. Гранты, как правило, являются самой ранней стадией поддержки и более целенаправленны, чем более поздние формы поддержки. Заявители подают заявки на такие программы, а федеральное агентство выбирает победителей. Гранты обычно имеют определенные критерии и ожидания относительно их распределения; федеральное агентство, выдающее грант, ожидает иметь определенный надзор при предоставлении средств. Демонстрационные установки для TerraPower X-Energy поддерживаются грантами в рамках Программы демонстрации усовершенствованных реакторов . Недавно нынешняя администрация отметила новые гранты на исследования и производство HALEU и SMR поколения 3+ . Субсидии различаются по специфике и участию правительства. Налоговые льготы, как правило, передают больше контроля рынку и значительно сокращают или устраняют сроки одобрения. Пока технология молода и продолжает демонстрировать признаки потенциальной выгоды, правительству имеет смысл продолжать субсидирование и участие в исследованиях, но по мере того, как технология становится зрелой, фирмы начинают делать инвестиции и технология становится коммерчески жизнеспособной, правительству следует урезать свои субсидии . Субсидирование зрелых технологий искажает рыночные сигналы, создает неэффективность и выбирает победителей. Это сокращает инновации, которые могли бы произойти в противном случае, и ограничивает путь технологического прогресса.
Солнечные и ветровые кредиты сохранялись в течение последних двух десятилетий, даже несмотря на то, что технологии созрели и вытеснили инвестиции в другие формы генерации энергии. Ядерная энергетика не нуждается в субсидиях для эффективной работы, но неясно, будет ли ядерная энергетика FOAK конкурентоспособной с природным газом, независимо от возобновляемых субсидий. На некоторых рынках, особенно тех, чьи очереди на соединение заполнены возобновляемыми источниками энергии, ядерные субсидии необходимы, поскольку субсидии на ветер и солнечную энергию продолжались даже после того, как они стали коммерчески конкурентоспособными, и эти субсидии создают антиконкурентное игровое поле на рынке. Эффективные ценовые сигналы больше не посылаются; ценовые сигналы были искажены. Искажение затрудняет извлечение сигнала из шума.
«Единый, большой, красивый законопроект» призывает к поэтапному отказу от инвестиционных и производственных налоговых льгот по всем возобновляемым и чистым энергетическим технологиям, а не только ядерным. Поэтапный отказ уменьшает искажение ценового сигнала на уровне рынка электроэнергии, но без другого политического драйвера инвестиции могут быть более приглушенными. Это значительно замедлит развертывание. У нас все еще будут первопроходцы, которые закупают из-за своих собственных целей, но без PTC и ITC ядерная энергетика имеет меньше преимуществ в будущем.
Факторы, не связанные с денежно-кредитной политикой
Не вся промышленная и инновационная политика основана на экономических стимулах. До того, как был принят IRA и введены налоговые льготы, Breakthrough Institute опубликовал Advancing Nuclear Report , в котором исследовал, как передовая ядерная энергетика может достичь масштаба. Исследование показало, что крупномасштабное расширение ядерной энергетики приведет к созданию менее затратной и надежной энергетической системы, и является устойчивым по целому ряду затрат. Однако эти результаты были получены в контексте декарбонизации сети, и в настоящее время нет федерального мандата на достижение энергетической системы с нулевым уровнем выбросов, чтобы обеспечить необходимый рыночный драйвер. Аналогичным образом, на федеральном уровне нет прямого мандата на национальную безопасность, энергетическое доминирование или топливо в отношении возрождения ядерной энергетики. Хотя есть небольшой мандат для федерального правительства на покупку возобновляемой энергии . Закон о сокращении инфляции, хотя и имел множество субсидий и денежных механизмов, был в значительной степени символическим законодательным актом, объявляющим о приверженности Соединенных Штатов инвестициям в чистую энергию и сокращению выбросов. С законопроектом о примирении, удаляющим ключевые части IRA и прекращающим действие LPO , центральный политический драйвер также выпотрошивается; видение стирается.
Государственные энергетическо-энергетические корпорации не спешат одобрять новые ядерные проекты на регулируемых рынках, а коммунальные предприятия опасаются потенциального влияния на кредитные рейтинги при объявлении о новых проектах, отчасти из-за перерасходов средств на Vogtle 3 и 4. Без правительственной программы, направленной на решение проблемы перерасхода средств, маловероятно, что проекты смогут продвигаться на регулируемых рынках.
В некоторых штатах энергетическая политика предоставляет возможности для ядерных инвестиций при отсутствии федеральной поддержки. Многие штаты отклонились от Портфелей возобновляемой энергии и перешли на Стандарты чистой энергии , которые включают ядерную энергию. В некоторых случаях, как в Колорадо , признание ядерной энергии чистой энергией делает ее пригодной для программ финансирования с низкими процентными ставками и учитывается в требованиях к коммунальным службам. Без существенных поправок «Один, большой, красивый законопроект» уступит роль федерального правительства в инновационной и промышленной политике штатам и частным фирмам. Штаты с регулируемыми рынками будут в лучшем положении для направления и предоставления стимулов для развертывания ядерной энергетики. Штаты с нерегулируемыми рынками столкнутся с другими ограничениями.
Существует широкий спектр дополнительных политик на уровне штатов, которые влияют на новое строительство ядерных объектов. В некоторых штатах действуют политики, поддерживающие уголь для рабочих мест, которые конкурируют с новыми ядерными объектами для мощностей. В других штатах действуют моратории на строительство новых атомных электростанций или произвольные ограничения на размер или местоположение новых электростанций. В некоторых из них действуют противоречивые правила, такие как поддержка новой ядерной энергетики, но запрет неизбежного отработанного топлива с любых объектов, которые в настоящее время не существуют. Штаты могут поддерживать ядерную энергетику посредством технико-экономических обоснований, характеристики площадки и прямых грантов, но в меньшей степени, чем то, что может предоставить федеральное правительство.
Реалии рынка
Вопрос не в том, может ли ядерная энергетика конкурировать на полностью свободном рынке. Большинство атомных электростанций в США были построены без налоговых льгот. Только свободного рынка электроэнергии не существует . Рынки электроэнергии начали дерегулироваться в 1990-х годах, и этот процесс продолжался в течение 2000-х годов. Региональные операторы передачи CAISO, ISO New England, MISO, NYISO и PJM — все это результаты движения за дерегулирование, но ни один из них не является свободным рынком. Дерегулированные рынки считаются конкурентными, но эта конкуренция ограничена полууникальными правилами каждого системного оператора. Из-за этих ограничений ядерная энергетика и другие источники генерации не компенсируются за все свои характеристики. Вклад ядерной энергетики в устойчивость сети, топливную безопасность и эффективность землепользования, наряду с ее профилем нулевых выбросов, часто недооценивается или полностью не монетизируется в стандартных рыночных конструкциях. Это означает, что рынки не являются динамичными в конкуренции — продукт товаризирован, а производство — нет. Конкуренция существует на уровне более крупного рынка, но топология сети играет большую роль, чем рынок в целом. Рынка декарбонизации не существует. «Ограничение и торговля» и другие налоговые схемы, основанные на учете социальных издержек углерода, в прошлом терпели неудачу. Топология сети определяет способность любого генератора конкурировать. Расположение генерирующего ресурса относительно инфраструктуры передачи и других генерирующих ресурсов влияет на его способность продавать свою электроэнергию на рынке. Районы, в которых генерируется больше, чем требуется, и недостаточно инфраструктуры передачи для отправки электроэнергии в центры нагрузки, приводят к перегрузке. Цены на передачу электроэнергии по линиям электропередачи растут по мере увеличения перегрузки; это называется локальным предельным ценообразованием (LMP) или узловым ценообразованием. Оператор сети постоянно пытается выделить самые дешевые источники энергии для удовлетворения спроса. Однако, если слишком много очень дешевых генераторов энергии расположены в одном месте, получение этой энергии из региона становится затруднительным. Линии электропередачи могут передавать только ограниченный объем потока электроэнергии. Чем ближе поток электроэнергии приближается к пределу линии электропередачи, тем дороже становится передача дополнительной единицы электроэнергии по линии. Представьте себе это как ценообразование за перегрузку , за исключением того, что электроны движутся со скоростью света. Если линия достигает своей пропускной способности и становится слишком перегруженной, это может привести к срабатыванию выключателя, и линия прекратит передачу электроэнергии. Это вызовет всплеск активности и экстренные действия по перенаправлению электроэнергии в обход неработающей линии. Чтобы избежать этого, операторы сетей отслеживают перегрузку в узлах по всему региону, выделяя ресурсы и отключая другие для поддержания производства электроэнергии, учитывая при этом как затраты на генерацию, так и на передачу.
Инвестиционные решения для новой генерации на нерегулируемых рынках зависят от ожидаемых цен на генерацию и другие неэнергетические продукты. Субсидии и налоговые льготы могут искусственно снизить цену генерации энергии для новых и существующих проектов. Поэтапная отмена налоговых льгот и прекращение деятельности Управления кредитных программ увеличат ожидаемые затраты, которые понесут новые ядерные проекты. Этот новый набор ожиданий повлияет на состав следующей когорты добавляемой генерации. Поскольку центры обработки данных, операции по майнингу криптовалют и электрификация увеличивают спрос на электроэнергию, ядерная энергетика будет менее желательной с точки зрения затрат, чем природный газ.
Стратегическое планирование сети или его отсутствие может означать, что ранее конкурентоспособные станции, включая ядерные объекты, могут быть подорваны на одном узле сети новыми, часто субсидируемыми, участниками или перегрузкой передачи, которая ставит их в невыгодное положение. Даже существующие, полностью амортизированные атомные станции не всегда эффективно конкурируют только по цене на оптовых рынках, особенно в регионах с низкими ценами на природный газ или высоким проникновением возобновляемых источников энергии, которое подавляет рыночные клиринговые цены. АЭС Quad Cities имеет два реактора, которые планировалось закрыть из-за экономики их расположения в сети . Расположенные между ветряными турбинами и неадекватной системой передачи, реакторы Quad Cities часто сталкивались с отрицательными ценами на электроэнергию, что означало, что станции придется платить за отправку своей энергии в сеть. Реакторы должны были быть выведены из эксплуатации в 2018 году, но были спасены принятием законодательным органом Иллинойса законопроекта « Будущие рабочие места в сфере энергетики » в 2016 году. Другим реакторам повезло меньше; Двенадцать реакторов были остановлены в период с 2012 по 2021 год, большинство из которых находились на конкурентных рынках, где возобновляемые источники энергии и дешевый природный газ оказывали понижательное давление на цены на электроэнергию. С возобновлением спроса на электроэнергию Palisades, один из ранее остановленных реакторов, планирует быть перезапущен и недавно получил финансирование от LPO, чтобы помочь продвинуть процесс вперед.
Возвращение спроса
На американском рынке электроэнергии спрос был неизменным в течение десятилетий . Недавние прогнозы о резком росте спроса, отчасти обусловленном центрами обработки данных и ИИ, попали во многие заголовки. Справедливо спросить, будет ли рыночная тяга, обусловленная растущим спросом, достаточной для поддержки энергетического изобилия и строительства новой ядерной энергетики.
Некоторые коммунальные службы, в основном на регулируемых рынках с возмещением затрат, рассматривают новые ядерные в комплексных планах ресурсов (IRP). Эти обычно 5-летние планы являются необходимым шагом в процессе утверждения комиссии по коммунальным услугам (PUC) для регулируемых коммунальных служб. IRP часто представляются как множественные пути и не являются твердыми обязательствами. Например, Duke , Dominion , Southern и Florida Power & Light имеют опыт эксплуатации атомных электростанций, ожидают резкого роста спроса и находятся на регулируемых рынках с возмещением затрат. Они намекнули на строительство новых электростанций на существующих площадках, но еще не взяли на себя полных обязательств. TVA, которая много лет работает над строительством SMR мощностью 300 МВт, ранее заявляла, что целью будет строительство 20 реакторов , а не одного, но до сих пор не дала окончательного одобрения на первый реактор. В ответ на ожидаемый рост спроса и рост цен , вызванный дефицитом, отрасли пытаются решить собственную проблему поставок. Многие первопроходцы — это технологические компании, такие как Google или Amazon, которые поддерживают новые усовершенствованные конструкции реакторов . Эти первоначальные соглашения в значительной степени основаны на существовании налоговых льгот и исчезнут, если льготы исчезнут. Даже если эти ранние проекты будут построены без налоговых льгот, одного их спроса будет недостаточно для достижения масштаба. Отрасль построит несколько разовых проектов и выдохнется. Должен быть путь, чтобы заставить коммунальные службы, которые обслуживают большую часть нагрузки в США, взять на себя обязательства по заказам на несколько заказов, весьма вероятно, через консорциумный подход, чтобы когда-нибудь достичь масштаба и снизить кривую затрат.
Коммунальные службы знают, что долгосрочная эксплуатация атомных электростанций обеспечивает недорогую, стабильную, надежную и обильную электроэнергию. Из-за сочетания сроков и доступности для начала строительства новых атомных электростанций, сроков лицензирования, а также первоклассной ценовой точки и проектного риска нет гарантии, что новый спрос просто приведет к значительно большему количеству новых атомных электростанций. Скорее всего, ископаемое топливо, особенно газ, будет масштабироваться быстрее из-за доступности и цены. Поставка новых газовых турбин из-за высокого спроса со стороны коммунальных служб теперь отодвинута на 2030 год.
Резкое увеличение прогнозируемого спроса на электроэнергию и вероятный рост цен на электроэнергию приведут к некоторому рыночному притоку новых ядерных установок. Рынок, скорее всего, подождет, чтобы увидеть, будет ли спрос устойчивым, прежде чем брать на себя обязательства по очень долгоживущей атомной электростанции. Результатом опоры только на рост спроса станет, как минимум, задержка крупномасштабного развертывания.
Перезагрузка рынка или провал планирования?
В последний раз, когда мы были на пороге так называемого ядерного ренессанса, газ был супердешевым и стал основным источником энергии, который строился, подрывая и убивая ядерные проекты. Одна из целей « энергетического чрезвычайного положения » нынешней администрации — увеличить производство ископаемого топлива и еще больше снизить цены на газ. Предлагаемый постепенный отказ от инвестиционных налоговых льгот увеличивает стоимость новых ядерных строек, отвлекая инвестиции от ядерной энергетики в пользу ископаемого топлива. Кредиты IRA и кредитные полномочия LPO всегда шли на спад. Это в любом случае отвлекло бы инвестиции от ядерной энергетики, но законопроект о примирении имеет гораздо больший эффект, чем просто деньги. Часто можно услышать, как люди выдвигают гипотезу о том, что разрушение Трампом рынков тарифами или другими указами приведет к раскачке и установлению новой нормы с лучшими условиями. Это подразумевает некоторую стратегию или, по крайней мере, фундаментальную переработку путем разрезания, нарезки и склеивания. На самом деле, у нас есть хорошее представление о том, как закончится история, если мы вернемся к обычному положению дел на рынках электроэнергии десятилетней давности. Энергетический рынок до кредитов и других политических факторов не способствовал наращиванию ядерной энергетики. Единственный проект, который был завершен, сделал это только с выгодой от кредита 45J и LPO. Отмена кредитов и угроза возможностям LPO сбросили рынок на тот, который менее податлив к наращиванию ядерной энергетики. Коммунальные предприятия и RTO, которые и так медленно берут на себя обязательства, с меньшей вероятностью возьмут на себя риски и издержки, связанные с ядерной энергетикой. Государства и, потенциально, гипермасштаберы возьмут на себя роль декарбонизатора посредством развертывания ядерной энергетики.
Исполнительных указов и деклараций об « энергетическом доминировании » недостаточно для того, чтобы продемонстрировать ядерный флот. Цель в 400 ГВт новой ядерной энергии недостижима без стратегии, и не просто желающего, а жаждущего рынка. Тем временем США отстают от международных конкурентов. Вместо планов по планам ядерной энергетике в Соединенных Штатах нужен специальный набор политик и среда, которая позволит рост отрасли и развертывание новых реакторов.