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核电小堆前景的冷与热:商业前景存在诸多变数

发布时间:2015-1-15 08:48    来自: 中国电力报

在刚刚过去的各核电集团年度务虚工作会上,发展核电小堆被列为了2015年重点事项之一。事实上,在福岛之后大型商业核电站在全球范围内陷入低潮的几年间,核电小堆在全球的发展脚步并没有停缓,我国的小堆发展同样如此。目前我国的主要核电集团都推出了自己的自主化小堆机型,同时,我国也是全球少数拥有在建小堆项目的国家。如石岛湾高温气冷堆项目和出口到巴基斯坦的CNP300。同时,我国已经被国际核电界认可的核电小堆设计机型也已有多个,如中核的ACP100、中广核的ACPR100、国核技的CAP100等,目前我国是除俄罗斯之外全球研发小堆机型种类最多的国家。上述信息表明,小堆在我国的发展现状和前景都不错,但是值得注意的是,相较于成熟的大型商业压水堆,小堆在我国的商业前景仍然存在诸多变数。业内专家表示,小堆发展具有前景无疑,但是需要面临的挑战同样很多。

 

火热前景一个新的核工业

 

在分布式能源大发展的时代已经来临的背景下,各种能源利用方式都有朝着“小”的方向发展的趋势———体积小、排放少、价格低、贴近消费终端。核电当然也不例外,核电小堆就是尝试之一。

 

小型反应堆凭借着初始投资小、建造周期短、移动性强、可以有效解决大电网难以延伸区域供电等问题的优势得到了世界各国,尤其是发展中国家的关注。因为其利用范围、方式等不同于大型商业压水堆的特点,发展小堆被业内认为是再造一个新的核工业。

 

小型核电机组是指发电功率在30万千瓦以下的机组。其中,按照技术路线的不同,小型反应堆大致可分为压水堆、高温气冷堆、液态金属冷却快中子反应堆和熔盐反应堆四大类。目前主要受到国内追捧的是压水堆和高温气冷堆。

 

目前我国已有多个省份在与各核电集团合作进行小堆项目开发。福建、江西、湖南、吉林等省都正在或计划开发小堆项目。因为各个省份地理环境条件的不同,对于发展小堆的初衷也不一样。沿海省份福建发展小堆主要是用于海水淡化;吉林发展小堆是基于小堆高安全性和热电联供能力;江西和湖南等内陆且少煤省份则是为了优化能源结构,而小堆的选址、经济投入等方面显然要比大型商业压水堆容易被接受。

 

除了这些现有的小堆合作计划,在大电网无法深入的地区,发展小堆也很有前景。中国核能协会副理事长赵成昆表示,小堆在大电网无法覆盖的地区具有发展优势,如具有开发价值的海岛、海上钻井平台、电网工程难度较大的无电区等。而一些小堆项目的设计者则认为未来小堆利用的空间会很广阔,比如进入社区的分布式发电、与可再生能源组合利用并进行调峰等。

 

小堆对水文环境等要求不高,所以选择 沿海还是内陆不是主要问题,主要问题是靠近用户。业内专家普遍认为,按照目前的电力需求来看,小型堆的发展还是将以供热为主,在发电方面与大型堆的经济效益差距很大,小堆目前的发展空间是增量的供热需求。

 

上海核工程设计研究院院长郑明光表示,在多元化的市场需求情况下,小堆具有不错的商业前景。他认为最先开启小堆利用热潮的领域将是我国的海洋开发———漫长的海岸线、丰富的海洋资源和匮乏的能源供给给了核电小堆以用武之地。

 

与大型商业堆相同,小堆的发展同样基于安全和经济的前提。对于小堆的设计者来说,解决安全和经济问题是最为重要的。目前石岛湾高温气冷堆就是对于安全性和经济性的一种尝试。“多普勒效应”使得高温气冷堆不会发生核电站最严重的事故———堆芯熔化。因此,小型模块化的高温气冷堆进入社区理论上是安全的。而其经济性如何只能通过示范项目的数据得出结论。但根据事物发展规律,其经济性在未来某个时间节点是可以得到肯定的。

 

冷静思考诸多问题待解

 

发展小堆的前景如此诱人,但是正如所有新生事物一样,小堆发展面临着诸多问题。

 

一个现实的问题就是,根据我国目前的主力电网和电源建设方式,应用于陆地的小堆并不适合目前我国存量的电力体系。低功率的小堆进行远距离输电是完全没有经济效益的,同时也无法和大型基荷电源比拼经济性。业内专家认为,陆上小堆的在电力体系的应用前景将会出现在我国的主力电网建设和电源建设基本完善之后。

 

同时,陆上小堆进行供热也面临现有安全条例的限制。赵成昆告诉记者,根据目前的核安全条例核电站周边有5公里的限制发展区域。而小堆虽小,但同样被归入到核电站范畴。因此对于需要贴近城市或者大型社区进行供热的低功率小堆而言,5公里的限制发展区域显然是不可能的。因此,如果发展陆上小堆,需要对现有的法规条例进行调整。

 

除了相关法规的限制之外,陆上小堆自身的经济性和非设计安全性同样面临着考验。如果单以供热为主,供热季之外小堆的经营将出现困难。因此,为了有效利用小堆的,为之配套的系列设施需要一个综合性的设计。

 

同时,应用于陆地的小堆大部分都需要贴近社区,因此公众对小堆的接受程度是小堆发展的重大考验。由于这并不是一个技术性问题而是社会性问题,解决的方案往往并不是小堆业主和核工业本身能够完成的,需要的是长时间的有效沟通和令公众信服的公共安全保障方案。而对于应用于海上的浮动小堆,虽然没有上述陆上小堆的烦恼,但是我国目前还没有成型的技术方案完成,前景如何仍有待具体示范项目证实。

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