更小更經(jīng)濟(jì)的小型核反應(yīng)堆

　　國NuScale能源公司(NuScale Power)計(jì)劃于2025年前在英國建設(shè)一座50MWe的小型模塊堆(SMR)。一種規(guī)模僅為現(xiàn)有大型商用核電站1/3的小型模塊化核反應(yīng)堆，將在不遠(yuǎn)的未來顛覆當(dāng)前核能行業(yè)。根據(jù)英國政府支持的能源技術(shù)研究所(Energy Technologies Institute ，ETI)最新發(fā)布的報(bào)告，只要政府完善政策框架，降低小堆開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)、增強(qiáng)投資者信心，這種新型核反應(yīng)堆有望在未來15年內(nèi)在該國投入使用。下面來和學(xué)習(xí)啦小編一起來看看吧。

　　小堆(small modular nuclear reactors，SMRs)

　　顧名思義，是功率更小的核反應(yīng)堆。傳統(tǒng)的核電站反應(yīng)堆功率通常大于1000兆瓦，但小堆的功率僅為300兆瓦，甚至更低。與大型核電站相比，小堆投資小、更易于建造和安裝，也更安全靈活。理論上，它們還可以為附近社區(qū)同時(shí)提供電力和熱力。對(duì)于電力需求較小、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的國家和地區(qū)，亦或是邊遠(yuǎn)地區(qū)的供電供熱、海水淡化、海上采油等，小型堆都被視為極佳的選擇。

　　盡管小型反應(yīng)堆的運(yùn)行歷史已有50年之久，尤其是在軍用潛艇和艦艇上，但民用小型堆的設(shè)計(jì)與軍事用途的小型堆截然不同。建造大型反應(yīng)堆往往需要耗費(fèi)高昂的資金和時(shí)間成本。但小型模塊堆可以在工廠內(nèi)批量生產(chǎn)制造，運(yùn)輸至需要建造的地點(diǎn)進(jìn)行組裝，這也使得小堆的造價(jià)更低。

　　英國是世界上最早發(fā)展核武器和核能的國家之一

　　在民用核能發(fā)展之初，英國也曾領(lǐng)跑全球，于上世紀(jì)50年代建成了全球第一座商用核電站Calder Hall。在經(jīng)歷了核能發(fā)展“黑暗二十年”后，英國在2008年以一份《核電白皮書》宣布重啟停滯多年的核電建設(shè)。在這場被該國稱為“20世紀(jì)50年代以來最大的核電復(fù)興”中，除了新建大型核電站，英國政府還聲稱將成為小型模塊化反應(yīng)堆(SMRs)的全球發(fā)展和制造中心。對(duì)于老核電機(jī)組接連退役、未來有潛在能源短缺危機(jī)的英國來說，發(fā)展造價(jià)更低、建設(shè)速度更快、更易于和可再生能源結(jié)合的小堆，也有其顯著的現(xiàn)實(shí)意義。

　　ETI在報(bào)告中稱，在政府部門的合理支持下，英國有望在2030年運(yùn)行第一個(gè)小型模塊化核反應(yīng)堆。報(bào)告分析了推動(dòng)英國首個(gè)小堆落地所需要的關(guān)鍵步驟，并總結(jié)出一個(gè)可靠的、可實(shí)施的時(shí)間表——當(dāng)然，前提條件是政策框架得到了優(yōu)化和完善，小堆開發(fā)者面臨的風(fēng)險(xiǎn)降低、投資者信心增加。

　　除了部署小堆的時(shí)間表外，ETI在報(bào)告中強(qiáng)調(diào)，英國應(yīng)該在未來五年內(nèi)認(rèn)清并提高對(duì)相關(guān)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)預(yù)期的認(rèn)識(shí)，并在2024年之前就英國發(fā)展小堆的意圖等發(fā)表明確聲明。上述舉措，都是為了確保英國能在2025年之前促成至少一個(gè)小型模塊堆的最終投資決策。ETI核能戰(zhàn)略部門主管、也即該報(bào)告的作者M(jìn)ike Middleton說，供應(yīng)商、政府部門和監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)該在項(xiàng)目中緊密合作，以確保到2030年，首個(gè)小型模塊堆在英國開始運(yùn)行。“要達(dá)成這一目標(biāo)，營造一個(gè)良好的氛圍、提高投資者的信心至關(guān)重要。在圍繞小堆項(xiàng)目的前五年中，政府部門扮演了關(guān)鍵性的角色，必須構(gòu)建和提供一個(gè)合理的政策框架，來逐步降低投資風(fēng)險(xiǎn)。”Mike Middleton在報(bào)告中強(qiáng)調(diào)說。

　　報(bào)告同時(shí)建議，開發(fā)者應(yīng)該考慮將小堆作為熱電聯(lián)產(chǎn)電站，而非單純用于發(fā)電。小堆尺寸小、易于選址，這些特點(diǎn)意味著人們可以利用熱水管道直接將低碳熱輸往城市。ETI認(rèn)為，盡管地方上目前并未出現(xiàn)對(duì)集中供熱系統(tǒng)的強(qiáng)勁需求，但開發(fā)者應(yīng)該考慮部署將小堆用于熱電聯(lián)產(chǎn)。該報(bào)告建議，讓小堆同時(shí)具備熱電聯(lián)供功能的額外成本很小，但等到未來集中供熱網(wǎng)絡(luò)形成，供熱收入是很客觀的。

　　英國國家核實(shí)驗(yàn)室于2014年12月發(fā)布的報(bào)告稱

　　至2035年，預(yù)計(jì)全球約有100多座SMR(裝機(jī)總量達(dá)65~85GW，1GW=1000MW)，其中的幾十座將位于英國(7GW)，市場價(jià)值將達(dá)2500~4000億英鎊。英國在發(fā)展小堆上的雄心勃勃令諸多核工業(yè)領(lǐng)域玩家頗感興奮。目前，中、美等國的核企都在向英國兜售自己的小堆設(shè)計(jì)方案。ETI的報(bào)告中提出了英國境內(nèi)幾個(gè)可以用于小堆開發(fā)的潛在廠址。

　　英國國家核實(shí)驗(yàn)室在2014年12月3日公布的一份可行性報(bào)告中指出，通過投資小型模塊堆，英國將有機(jī)會(huì)在擁有和發(fā)展低碳電力技術(shù)和確保能源供應(yīng)安全方面“重獲技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位”。

　　這項(xiàng)研究對(duì)四種小型模塊堆設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)研究：中國核工業(yè)集團(tuán)公司的ACP100，巴布科克·威爾科克斯公司和柏克德公司的mPower，西屋公司的西屋小型模塊堆Westinghouse SMR，以及紐斯凱爾公司的紐斯凱爾電力模塊NuScale Power Module。

　　中國核電工程公司ACP100設(shè)計(jì)部經(jīng)理李云屹近日對(duì)外透露

　　ACP100已通過英國國會(huì)組織的第一階段小型堆項(xiàng)目評(píng)估。今年年初，英國啟動(dòng)了小型堆競標(biāo)第一階段工作，歡迎供應(yīng)商表達(dá)參加競標(biāo)的意向，ACP100是首輪評(píng)估推薦的堆型之一。

　　據(jù)《中國核工業(yè)報(bào)》報(bào)道，中核集團(tuán)模塊式小型堆總設(shè)計(jì)師宋丹戎近期表示，目前，中國的ACP100已完成研發(fā)，韓國的SMART小堆已完成安全分析報(bào)告并取得安全當(dāng)局設(shè)計(jì)許可證書，阿根廷的小堆已開工建設(shè)，由此可以說明，世界上小型堆已從紙上談兵階段發(fā)展到了實(shí)施階段。此外，世界上還有十幾個(gè)國家開發(fā)了40幾種小型堆，有的處于概念設(shè)計(jì)階段，有的處于初步設(shè)計(jì)階段。總的來說，各國都認(rèn)為小堆是未來核能發(fā)展的方向之一。同時(shí)無論是發(fā)展中的國家，如印尼、巴基斯坦、約旦、肯尼亞，還是發(fā)達(dá)國家，如英國、加拿大、美國，都有大量的潛在用戶。

　　但ETI在報(bào)告中稱，盡管英國政府力挺、部長們發(fā)表了熱情講話，但目前英國小堆部署仍沒有具體項(xiàng)目， 也沒有針對(duì)性的政策鼓勵(lì)私營部門發(fā)展小堆。