近日，美國核創(chuàng)新聯(lián)盟組織（NuclearInnovationAllianceorganisation）發(fā)布最新報告《EnablingNuclearInnovation:LeadingonSMRs》，指出為確保在未來幾十年內(nèi)美國保持國際核技術領先者地位，美國聯(lián)邦和州政策制定者及官員應該支持美國公司開發(fā)小型模塊反應堆。

　　隨著美國核電廠的老化，為應對氣候變化的緊迫性，小型核反應堆（簡稱“小型堆”）被認為非常適合幫助美國解決急需下一代清潔能源的問題。著眼全球，小型堆可替代傳統(tǒng)的大型輕水反應堆，幫助滿足全球范圍內(nèi)日益增長的能源需求，而且其功率特性可以更好地適應發(fā)展中國家的能源需求。

　　發(fā)展小型堆，是解決國家能源安全的需要

　　這份由公司、投資者、專家及其他相關團體共同完成的報告指出，考慮到小型堆產(chǎn)生的國內(nèi)外市場需求，美國發(fā)展小型堆可以創(chuàng)造并維持數(shù)十萬就業(yè)機會。核創(chuàng)新聯(lián)盟政策主管AshleyFinan認為“支持小型堆技術的部署，美國可以確保其在未來數(shù)十年中保持國際核技術領導者的地位?！边@份長達50頁的報告還為政策制定者發(fā)展SMR技術提出了具體建議。

　　事實上，美國能源部（DOE）已經(jīng)在推動小型堆的發(fā)展和商業(yè)化，認為小型堆在解決國家能源安全，經(jīng)濟和氣候目標方面發(fā)揮重要作用。美國能源部于2015年向NuScale公司和猶他州聯(lián)合市政電力系統(tǒng)UAMPS簽發(fā)了為期三年的合作協(xié)議，進行廠址認證工作并著手為獲得NuScale商用模塊化發(fā)電廠建設運行許可證做準備。截止目前，美國能源部已給予2.17億美元的資金支持。2016年底，第一份小型堆設計認證申請已經(jīng)正式提交美國核管會NRC進行審查。除NuScale輕水堆設計外，在美國，氣冷堆、液態(tài)金屬冷卻反應堆、地熱結合熔鹽堆等各類小型堆設計研究均已開展。

▲NuScale公司50MW模塊化小型堆剖視圖（圖片來自報告）

　　媲美天然氣，小型堆發(fā)電成本具備競爭力

　　報告援引了一項來自SMRStart財團于9月14日發(fā)布的關于小型堆經(jīng)濟性的研究，指出如果采用個人投資和財政支持相結合的形式解決小型堆新技術先期投入的問題，不僅有利于降低技術風險，同時可以使小型堆的發(fā)電成本控制到與天然氣電廠相當。

　　SMRStart財團的研究顯示，到2030年，在最初幾家小型堆電廠開始運營后，擺脫起初的個人投資和財政支持相結合的形式，小型堆發(fā)電仍將具有成本競爭力。報告指明，“在大多數(shù)情況下，小型堆核電廠的成本與天然氣電廠相近。進而由于具有長期穩(wěn)定的價格、核燃料的多樣性等特點，小型堆發(fā)電將成為公用設施的選項。”

　　小型堆市場前景巨大，美中俄引領未來

　　報告還對小型堆發(fā)電的市場前景進行了預期，引用了英國國家核實驗室在2014年的一項關于小型反應堆的深度研究。該研究對世界各主要核電大國應用小型反應堆發(fā)電可能的地點和原因進行了深入的分析。研究假設2035年核電發(fā)電量仍占全球總發(fā)電量的12.5%，結果顯示，小型堆發(fā)電裝機容量大約為65-85GW。屆時，美國、中國、俄羅斯三國的小型堆發(fā)電裝機容量將領先全球。

　　當前世界范圍內(nèi)處于設計研發(fā)階段的小型堆有50多種。美國除了文中提到的NuScale（輕水堆），還有X-energy（氣冷堆）、ARC-100（液態(tài)金屬反應堆）、TerrestrialEnergy（熔鹽堆）等諸多概念設計。俄羅斯的KLT-40S（輕水堆）浮動核電廠有望2019年9月正式安裝，同時額定功率300MWe的鉛冷快堆BREST也將于2015年開工建設。韓國的SMART（輕水堆）也處于工程設計和技術驗證階段。

　　在小型堆研發(fā)中，中國目前在研的堆型有HTR-PM（氣冷堆）、ACP100（輕水堆）、CLEAR（鉛基堆）等。其中HTR-PM示范工程已于2012年開建，計劃將于年內(nèi)并網(wǎng)發(fā)電；ACP100技術已通過IAEA通用反應堆安全審查（GRSR）；由中科院核能安全技術研究所主導研發(fā)的鉛基堆CLEAR，在氧測控、主泵、換熱器、堆芯組件等系列鉛基堆核心技術取得了重大突破，不僅打破了國外相關技術壟斷，使得鉛基反應堆技術實現(xiàn)了完全自主化。中國已經(jīng)率先將至少三種構型的小型堆推進到可以開工建造的狀態(tài)，這一成績?nèi)蛭ㄒ唬?

　　因具有模塊化設計便于移動、結構緊湊、成本可控等特點，小型核反應堆發(fā)電技術正越來越受到重視。正如報告最后建議中再次重申的那樣，美國如果想在未來幾十年內(nèi)保持國際核技術領先者地位，應大力支持小型模塊反應堆技術的研究。小型堆或許是美國核能復興的關鍵。