英國(guó)核電的“小目標(biāo)”

2018-01-29 16:06:00 《環(huán)球》雜志　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

日本福島核泄漏事件發(fā)生后，歐洲國(guó)家開(kāi)始降低核電在能源結(jié)構(gòu)中的比重。然而，英國(guó)對(duì)于核電的態(tài)度與歐洲其他國(guó)家大相徑庭。英國(guó)能源部長(zhǎng)理查

日本福島核泄漏事件發(fā)生后，歐洲國(guó)家開(kāi)始降低核電在能源結(jié)構(gòu)中的比重。然而，英國(guó)對(duì)于核電的態(tài)度與歐洲其他國(guó)家大相徑庭。英國(guó)能源部長(zhǎng)理查德·哈林頓近期在英國(guó)核工業(yè)協(xié)會(huì)年會(huì)上明確了核電在英國(guó)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略中的核心地位。

英國(guó)政府近日宣布，將通過(guò)撥款等一系列措施加快新一代核能技術(shù)的研發(fā)，以確保該國(guó)在這一領(lǐng)域的發(fā)展維持在國(guó)際先進(jìn)水平。

未來(lái)3年，英國(guó)政府將提供資金支持先進(jìn)的“小型模塊化反應(yīng)堆”發(fā)展，并將開(kāi)展相關(guān)評(píng)估，加快其中一些具有可行性的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。英國(guó)政府還會(huì)在這類小型反應(yīng)堆的監(jiān)管、融資等方面開(kāi)展早期調(diào)研。

眾所周知，2011年日本福島核泄漏事件發(fā)生后，世界核電產(chǎn)業(yè)遭受嚴(yán)重打擊。歐洲國(guó)家作為曾經(jīng)核電發(fā)展的重要地區(qū)也開(kāi)始降低核電在能源結(jié)構(gòu)中的比重，例如，德國(guó)在福島核泄漏事故后宣布到2022年關(guān)閉境內(nèi)所有核電站;核電占比高達(dá)75%的法國(guó)近期也表示準(zhǔn)備關(guān)閉部分核電站，為風(fēng)電和太陽(yáng)能提供更廣闊的發(fā)展空間……

然而，英國(guó)對(duì)于核電的態(tài)度與歐洲其他國(guó)家大相徑庭。近期，英國(guó)能源部長(zhǎng)理查德·哈林頓在英國(guó)核工業(yè)協(xié)會(huì)年會(huì)上明確了核電在英國(guó)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略中的核心地位。在歐洲整體去核化的背景下，英國(guó)此舉有何意圖?

探索之路

相較傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆，“小型模塊化反應(yīng)堆”并非專指水堆、冷氣堆等特定反應(yīng)堆技術(shù)，而是結(jié)合了小規(guī)模發(fā)電和模塊化生產(chǎn)這兩大特點(diǎn)、以第三代核反應(yīng)堆技術(shù)為主的反應(yīng)堆的統(tǒng)稱。

根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)定義，每一個(gè)裝機(jī)容量不超過(guò)30萬(wàn)千瓦的反應(yīng)堆被認(rèn)為是小型反應(yīng)堆。模塊化則強(qiáng)調(diào)這種反應(yīng)堆的建造可以實(shí)現(xiàn)工廠的生產(chǎn)線式生產(chǎn)，然后將生產(chǎn)的產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)胶穗娬窘ㄔ斓剡M(jìn)行組裝完成。

顯然，“小型模塊化反應(yīng)堆”是對(duì)傳統(tǒng)大型核反應(yīng)堆的創(chuàng)新，改變了核電站的建造方式以及相應(yīng)的電力傳輸、分配模式。

英國(guó)對(duì)于“小型模塊化反應(yīng)堆”的關(guān)注始于2011年。當(dāng)年，英國(guó)上議院科學(xué)技術(shù)委員會(huì)發(fā)布《英國(guó)的核未來(lái)》，將發(fā)展“小型模塊化反應(yīng)堆”技術(shù)列為英國(guó)核電產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)重要目標(biāo)。英國(guó)政府2014年發(fā)布有關(guān)“小型模塊化反應(yīng)堆”在英發(fā)展?jié)撃艿膱?bào)告，開(kāi)始深入探索該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展可行性。

2015年11月，英國(guó)宣布實(shí)施一個(gè)極具雄心的核研究和發(fā)展計(jì)劃，即在未來(lái)五年內(nèi)投資2.5億英鎊支持新一代核科技研發(fā)。其中“小型模塊化反應(yīng)堆”特別是反應(yīng)堆部件實(shí)現(xiàn)工廠流水線生產(chǎn)方面占據(jù)整個(gè)投資金額的40%以上。英國(guó)政府試圖將本國(guó)打造為全球“小型模塊化反應(yīng)堆”技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。

2016年，英國(guó)發(fā)起了一場(chǎng)關(guān)于“小型模塊化反應(yīng)堆”設(shè)計(jì)的競(jìng)賽活動(dòng)，歷時(shí)18個(gè)月，全球共有33個(gè)機(jī)構(gòu)參與其中，提供了多種反應(yīng)堆設(shè)計(jì)方案。根據(jù)競(jìng)賽中出現(xiàn)的問(wèn)題，2017年12月，哈林頓提出了與核電站監(jiān)管規(guī)則、技術(shù)研發(fā)和設(shè)計(jì)細(xì)化以及相關(guān)市場(chǎng)完善相關(guān)的三項(xiàng)改革措施。

優(yōu)點(diǎn)何在

英國(guó)重視核電產(chǎn)業(yè)的主要原因是：在完成減排目標(biāo)的同時(shí)，保障國(guó)家能源供給安全。

英國(guó)氣候變化委員會(huì)認(rèn)為，能源產(chǎn)業(yè)能否在2030年完成大規(guī)模去碳化，將成為能否實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的關(guān)鍵。然而，能否單純依靠可再生能源實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)仍未可知。因此，英國(guó)政府提出了“核能復(fù)興”戰(zhàn)略，使核電成為英國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變暖的首要能源選擇之一。

就供給安全而言，核電相較于穩(wěn)定性弱的可再生能源而言更具優(yōu)勢(shì)。

而英國(guó)選擇重點(diǎn)發(fā)展“小型模塊化反應(yīng)堆”，成本、應(yīng)用更靈活經(jīng)濟(jì)和推動(dòng)自身核電技術(shù)發(fā)展等都是考量因素。

“小型模塊化反應(yīng)堆”的反應(yīng)堆部件能夠在工廠生產(chǎn)，達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)后可顯著降低生產(chǎn)成本，之后運(yùn)輸?shù)浇ㄔ斓剡M(jìn)行組裝，也將有效解決傳統(tǒng)反應(yīng)堆建造時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。

“小規(guī)模”還使得該技術(shù)的應(yīng)用更具靈活性和經(jīng)濟(jì)性：首先，在電力供應(yīng)規(guī)模方面，通過(guò)對(duì)多個(gè)小型堆進(jìn)行組合調(diào)整，可以服務(wù)于不同規(guī)模的電力網(wǎng)，適用于更多地區(qū);其次，從吸引投資的角度來(lái)看，單個(gè)反應(yīng)堆的前期投資更小，更易吸引投資;同時(shí)，小規(guī)模使得核電站可以距離供電市場(chǎng)更近，能夠兼顧熱能傳輸和水脫鹽處理，從而增加發(fā)電以外的收入;此外，安全性的提高和拆解難度的下降也是“小型模塊化反應(yīng)堆”不可忽視的優(yōu)勢(shì)。

相比之下，大型核電站的建造周期長(zhǎng)、成本高、安全核查程序復(fù)雜，很難吸引到足夠的民間投資。到2030年，英國(guó)三分之二的核電站將面臨退役，巨大的能源空缺需要填補(bǔ)，加上英國(guó)自1995年后已停止建造新的核電站，長(zhǎng)達(dá)20多年的空白導(dǎo)致大型核電人才培養(yǎng)出現(xiàn)斷檔，發(fā)展“小型模塊化反應(yīng)堆”技術(shù)成為彌補(bǔ)未來(lái)能源缺口的現(xiàn)實(shí)之選。

三個(gè)潛在問(wèn)題

不過(guò)，“小型模塊化反應(yīng)堆”作為一項(xiàng)尚未大范圍實(shí)踐的技術(shù)，仍存在一些潛在問(wèn)題。

第一，成本問(wèn)題。由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“小型模塊化反應(yīng)堆”的經(jīng)濟(jì)成本的評(píng)估目前僅限于理論層面。雖然工廠流水線生產(chǎn)會(huì)有利于降低反應(yīng)堆組件的生產(chǎn)成本和退役反應(yīng)堆的拆解費(fèi)用，但是反應(yīng)堆的組裝成本或?qū)⒃黾?同時(shí)，小型反應(yīng)堆的熱效率將低于大型反應(yīng)堆，燃料成本或會(huì)增加。

第二，當(dāng)前的核電站許可證規(guī)則無(wú)法適用于規(guī)模化生產(chǎn)的“小型模塊化反應(yīng)堆”，特別是工廠流水線式的自動(dòng)化生產(chǎn)完全不符合當(dāng)今核電站的安全核查規(guī)定。因此許可證和規(guī)則的調(diào)整同樣需要一定成本和較長(zhǎng)時(shí)間。規(guī)則調(diào)整與磨合也從一定程度上阻礙了“小型模塊化反應(yīng)堆”的建設(shè)和實(shí)踐。

第三，從技術(shù)出口的角度看，英國(guó)想要實(shí)現(xiàn)“小型模塊化反應(yīng)堆”技術(shù)出口，需要使該技術(shù)符合進(jìn)口國(guó)的技術(shù)規(guī)定。因此，許可證和規(guī)則的國(guó)際協(xié)調(diào)也是潛在阻礙因素。特別是在“脫歐”公投后，英國(guó)政府已明確表示退出歐洲原子能共同體，這將對(duì)英國(guó)在國(guó)際規(guī)則協(xié)調(diào)和核貿(mào)易方面產(chǎn)生消極影響。

中英合作前景可期

中國(guó)工程院院士葉奇蓁曾提出，中國(guó)核能創(chuàng)新發(fā)展的重要方向之一就是核能應(yīng)用的多樣化，其中就包括“小型模塊化反應(yīng)堆”的研發(fā)設(shè)計(jì)。

目前，中國(guó)與美國(guó)、俄羅斯、加拿大等國(guó)是少數(shù)擁有至少一種“小型模塊化反應(yīng)堆”技術(shù)的國(guó)家。在英國(guó)2016年發(fā)起的設(shè)計(jì)競(jìng)賽上，中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司提交了ACP100 SMR和ACP100+ SMR兩種設(shè)計(jì)方案。由此可見(jiàn)，在該領(lǐng)域的研發(fā)方面，中英存在較大合作空間。

而且，中國(guó)現(xiàn)已突破第四代核反應(yīng)堆技術(shù)有關(guān)燃料組件部分的關(guān)鍵難題，處于世界領(lǐng)先地位。因此，在建設(shè)欣克利角C核電項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，中國(guó)可繼續(xù)利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與英國(guó)在新一輪核電站建造中的合作。

另外，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)曾指出，在技術(shù)發(fā)展的設(shè)計(jì)階段，重視安全和規(guī)則方面的國(guó)際交流與合作至關(guān)重要。因此，在發(fā)展“小型模塊化反應(yīng)堆”時(shí)，中國(guó)也應(yīng)重視技術(shù)以及監(jiān)管方面的國(guó)際合作，可開(kāi)展與英國(guó)的合作，借鑒其在許可證及國(guó)際規(guī)則協(xié)調(diào)方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為未來(lái)技術(shù)出口奠定良好基礎(chǔ)。

(閆姝曉系中國(guó)人民大學(xué)國(guó)際能源戰(zhàn)略研究中心助理研究員;劉旭系中國(guó)人民大學(xué)國(guó)家發(fā)展與戰(zhàn)略研究院研究員)

責(zé)任編輯：lixin

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