国际原子能机构的数据显示,全球已总计推出超过70种小堆设计,比2018年增加了40%。商业化进程最快的小堆设计均基于已经积累数十年运行和监管经验的大型轻水堆设计。在目前推出的所有小堆设计中,约50%属于轻水堆;另外50%属于第四代反应堆技术,采用液态金属、气体或熔融盐等冷却剂。 全新交付模式和价值主张是小堆的核心竞争力由于电功率低,小堆不能从单堆的规模经济中受益,“批量建设”势在必行。与大堆相比,小堆能够在更大程度上实现模块化、简单化和标准化。小堆可以进行工厂预制,有利于提高生产效率,加强质量控制,降低建设风险以及引进新的制造技术。这些优点已在其他行业得到证明,但需要在小堆的未来发展中得到验证。 与大堆相比,小堆的建设周期短,前期投资低,有利于降低客户的财务风险。其他有利于增强小堆价值主张的特点包括增强了负荷跟踪运行能力,以及可用于海水淡化、制氢、区域供暖等。这些特点拓展了核能的应用范围,使核能可以在更多的地区得到应用。 需要评审现行监管与法律框架由于现行国际核监管和法律框架在最初制订时主要基于当时可供使用的技术,因此需要对这些框架进行评审,并进行必要的修订,使其能够适用于目前正在研发的创新型小堆技术。 例如,现行取证体系主要基于使用氧化铀燃料(铀-235丰度低于5%)的大型轻水堆运行经验。对于基于大型轻水堆的小堆设计,由于有许多经验可供借鉴,在取证方面面临的阻力较小。但是,对于没有经验可供参考的创新设计,在取证方面面临较大的挑战。 核能机构成员国正在推进小堆技术研发核能机构部分成员国正在积极推动小堆技术研发。例如,美国能源部正通过以公私共同承担费用的方式向小堆技术开发商提供支持,并允许这些企业使用国家实验室的研究设施。为实现2050年碳中和目标,英国也为小堆的研发提供资助。加拿大和芬兰等国家目前也在开展相关工作,例如开展取证体系评估,以便更好地支持新技术的部署。 小堆大规模部署面临挑战市场问题是评估小堆经济合理性的核心。如果小堆能像商用飞机一样实现量产,其经济性将得到显著提高。但实现这一目标需要拥有规模很大的市场。这突出了形成一个全球市场的必要性,但同时也意味着最终只有小部分设计能够实现大规模商业化应用。 建立全球市场,需要各国在监管方面实现更高水平的协调。随着技术研发工作的不断推进以及首批示范堆的建成,小堆面临的技术风险将会降低,对潜在客户的吸引力也会增加。除了必要的人才培养和研发基础设施建设,供应链企业还应开展能力建设,做好为小堆商业化提供支持的准备,包括设备制造能力和高丰度低浓铀燃料及其他新型燃料制造能力。 此外,部分小堆开发商试图消除设置场外应急区的必要性,以便能在人口密集区建设反应堆。这些小堆的商业化部署将在获得公众支持方面面临更大的挑战。 政府支持和国际合作是推进小堆部署的关键要素在小堆商业化进程中,政府支持和国际合作能够在四个方面发挥关键作用:
(中核战略规划研究总院 伍浩松) |
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