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能源转型加速 全球热捧小堆

发布时间:2023-09-29 05:51:33      点击次数:623

文 | 中国能源报记者 杨晓冉
近日,《中国能源报》记者在国际原子能机构小型模块堆技术发展和应用跨地区研讨会上了解到,由于更安全、更灵活、更多元、更靠近用户等特性,小型堆已成为公认的未来核能应用新赛道,多个国家已开始部署相关项目。
近年来,我国小型堆研发成果丰硕,已高质量推进多个小型模块堆技术与产业发展,工业耦合方案日益成熟,为小型模块堆发展贡献了“中国智慧”和“中国方案”。
转型期小堆发展方兴未艾
与会专家指出,小型模块堆将在推动全球能源转型和应对气候变化中起到重要作用。
“当前,全球范围内气候变化挑战严峻,能源安全风险加剧,越来越多的国家将核能作为应对气候变化、实现能源低碳转型和降低排放的重要选项。”国家原子能机构副主任刘敬指出,小型模块堆因初始投入少、建设周期短、安全性高、灵活性好、应用多元等优势,受到许多国家高度关注,正成为新一轮核能技术变革和产业发展的重点方向之一。
近年来,除我国外,美国、俄罗斯、阿根廷、韩国、法国等国均积极部署小型堆建设。国际原子能机构2022年发布的报告显示,全球范围内正在开发的小型堆技术超过80种。《中国能源报》记者从研讨会上了解到,目前,国际上主要发展的小型堆分为轻水堆、高温气冷堆、熔盐堆等,正广泛用于零碳发电、海水净化、船舶运输、产氢及供热等多个领域。
全世界的小型堆也早已从“纸上谈兵”阶段发展到实施阶段:如韩国海上SMR BANDI项目、丹麦紧凑型熔盐反应堆动力驳船项目、法国MUWARD小型堆项目、阿根廷CAREM项目,以及我国的“玲龙一号”、燕龙低温供热堆等。
除了这些主要发展核电的大国,国际原子能机构 SMR平台协调员Dohee Hahn表示,当前,世界范围内还有27个国家加入小型堆行列,其中包括埃及、波兰、土耳其等10个已部署基础建设或已签署相关项目合同的国家,还有17个正在考虑是否使用核电的国家。
我国小堆探索成果丰硕
烈日炎炎,在海南昌江核电基地,工人们正繁忙施工,机器在轰鸣声中运转,刚刚完成吊装的“玲龙一号”机组反应堆拔地而起。据了解,“玲龙一号”是全球首个通过国际原子能机构通用安全审查的小型模块化压水反应堆,最突出的技术特点就是一体化设计、模块化建造。
中国核动力研究设计院小型模块化堆总设计师宋丹戎介绍,在“一体化”设计下,以往需要在现场进行大量安装工作,如今都能在工厂内完成。如此一来,不仅核电设备质量得到进一步提高,造价进一步降低,工期也大幅缩短。“目前其一体化压力容器已吊装就位,预计2026年建成投运。”宋丹戎说。
除了“玲龙一号”,2022年12月,我国具有完全自主知识产权的全球首座球床模块式高温气冷堆核电站示范工程已实现并网发电,发电效率达44%,燃料循环灵活,并具有化工、海水淡化、制氢等多商业用途;早在2017年11月,我国低温供热堆已成功实现区域供暖。
多年来,我国重视并积极有序发展核电。2021年国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》明确,积极安全有序发展核电,积极推动高温气冷堆等先进堆型示范工程,开展核能综合利用示范。历经60余年的发展,我国已建立完整的核能产业链,在建装机位居世界第一。中核集团总经理顾军表示,一直以来,中国积极参与国际原子能机构“核能发展协同和标准化倡议”,加速先进反应堆尤其是小型模块化先进反应堆的安全部署,助力全球实现“零碳”排放。

国际市场前景广阔
据了解,作为核能创新的典型代表,由于小型模块堆的用途多元和部署灵活,多个国家表现出强烈的兴趣,认为其具有良好发展预期和市场前景。
加纳原子能委员会核能研究所副所长Archibold Buah-Kwofie指出,小型堆的成本、尺寸和安全性为加纳带来很多机会,非洲国家将探索以核能作为可能的基荷电源来拓宽市场前景和复兴经济发展的可能性。约旦作为内陆国家,其用于供水和废水处理的一半能量来自于电力,而小型堆功率较小,对冷却水的需求低,适合约旦能源禀赋特点。
“菲律宾电力成本高昂,且以石油和煤炭为主的能源结构也亟待优化。可持续能源预测情景表明,菲律宾能源结构中需要核能。”菲律宾核研究所助理科学家Alvie Asoncin-Astronomo表示。
“小型堆因为其部署灵活,可用于遥远地区,甚至是没有电网的地区,可满足巴西中小城市和偏远地区的需求,小型堆也恰好可以和巴西的各类清洁能源进行耦合。”巴西ABDAN信托委员会副总裁Orpet Peixoto表示。
在小型堆展现出巨大发展潜力、成为全球核电发展热点的同时,业内专家指出,由于世界各国在地理环境条件、发展水平、技术创新能力等方面仍存在较大差异,小型堆的商业化、规模化推广仍面临监管、技术、市场经济性等诸多挑战。海南核电副总经理邓晓亮告诉《中国能源报》记者,由于小型堆现存设计技术路线众多,行业规范不尽统一,整个产业链的相关标准及监管体系尚不完善,制约了小型堆的推广。
顾军也指出,当前,小型堆安全标准体系中的厂址选择仍依照大型核电站标准,对小型堆更高安全性、更少放射性排放、更好环境适应性的特点考虑并不充分。“例如,小型堆应急计划区的要求仍然遵循法规标准难以接近居民区或者城市区。因此亟待行业科学评估现行法规,使其能更好反映小型堆特点,积极推动小型堆选址安全标准的制定。”

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