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

背景

2011年日本福島核泄漏事件發(fā)生后，世界核電產(chǎn)業(yè)遭受嚴重打擊。歐洲國家作為曾經(jīng)核電發(fā)展的重要地區(qū)也開始降低核電在能源結(jié)構(gòu)中的比重，例如，德國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75%的法國近期也表示準備關(guān)閉部分核電站，為風電和太陽能提供更廣闊的發(fā)展空間……

然而，英國對于核電的態(tài)度與歐洲其他國家大相徑庭。近期，英國能源部長理查德˙哈林頓在英國核工業(yè)協(xié)會年會上明確了核電在英國產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略中的核心地位。

未來3年，英國政府將提供資金支持先進的“小型模塊化反應(yīng)堆”發(fā)展，并將開展相關(guān)評估，加快其中一些具有可行性的反應(yīng)堆設(shè)計開發(fā)。英國政府還會在這類小型反應(yīng)堆的監(jiān)管、融資等方面開展早期調(diào)研。

在歐洲整體去核化的背景下，英國此舉有何意圖？

第1話 探索之路

相較傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆，“小型模塊化反應(yīng)堆”是結(jié)合了小規(guī)模發(fā)電和模塊化生產(chǎn)這兩大特點、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)國際原子能機構(gòu)定義，每一個裝機容量不超過30萬千瓦的反應(yīng)堆被認為是小型反應(yīng)堆。模塊化則強調(diào)這種反應(yīng)堆的建造可以實現(xiàn)工廠的生產(chǎn)線式生產(chǎn)，然后將生產(chǎn)的產(chǎn)品運輸?shù)胶穗娬窘ㄔ斓剡M行組裝完成。

顯然，“小型模塊化反應(yīng)堆”是對傳統(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。

英國對于“小型模塊化反應(yīng)堆”的關(guān)注始于2011年。當年，英國上議院科學技術(shù)委員會發(fā)布《英國的核未來》，將發(fā)展“小型模塊化反應(yīng)堆”技術(shù)列為英國核電產(chǎn)業(yè)的一項重要目標。英國政府2014年發(fā)布有關(guān)“小型模塊化反應(yīng)堆”在英發(fā)展?jié)撃艿膱蟾妫_始深入探索該項技術(shù)的發(fā)展可行性。

2015年11月，英國宣布實施一個極具雄心的核研究和發(fā)展計劃，即在未來五年內(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)堆部件實現(xiàn)工廠流水線生產(chǎn)方面占據(jù)整個投資金額的40%以上。英國政府試圖將本國打造為全球“小型模塊化反應(yīng)堆”技術(shù)的領(lǐng)導者。

2016年，英國發(fā)起了一場關(guān)于“小型模塊化反應(yīng)堆”設(shè)計的競賽活動，歷時18個月，全球共有33個機構(gòu)參與其中，提供了多種反應(yīng)堆設(shè)計方案。根據(jù)競賽中出現(xiàn)的問題，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)計細化以及相關(guān)市場完善相關(guān)的三項改革措施。

第2話 優(yōu)點何在

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

英國氣候變化委員會認為，能源產(chǎn)業(yè)能否在2030年完成大規(guī)模去碳化，將成為能否實現(xiàn)減排目標的關(guān)鍵。然而，能否單純依靠可再生能源實現(xiàn)減排目標仍未可知。因此，英國政府提出了“核能復(fù)興”戰(zhàn)略，使核電成為英國應(yīng)對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。

而英國選擇重點發(fā)展“小型模塊化反應(yīng)堆”，成本、應(yīng)用更靈活經(jīng)濟和推動自身核電技術(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)，達到規(guī)模化生產(chǎn)后可顯著降低生產(chǎn)成本，之后運輸?shù)浇ㄔ斓剡M行組裝，也將有效解決傳統(tǒng)反應(yīng)堆建造時間過長的問題。

“小規(guī)模”還使得該技術(shù)的應(yīng)用更具靈活性和經(jīng)濟性：首先，在電力供應(yīng)規(guī)模方面，通過對多個小型堆進行組合調(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看，單個反應(yīng)堆的前期投資更小，更易吸引投資；同時，小規(guī)模使得核電站可以距離供電市場更近，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。

相比之下，大型核電站的建造周期長、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，英國三分之二的核電站將面臨退役，巨大的能源空缺需要填補，加上英國自1995年后已停止建造新的核電站，長達20多年的空白導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)成為彌補未來能源缺口的現(xiàn)實之選。

第3話 三個潛在問題

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

第一，成本問題。由于缺乏實踐經(jīng)驗，對“小型模塊化反應(yīng)堆”的經(jīng)濟成本的評估目前僅限于理論層面。雖然工廠流水線生產(chǎn)會有利于降低反應(yīng)堆組件的生產(chǎn)成本和退役反應(yīng)堆的拆解費用，但是反應(yīng)堆的組裝成本或?qū)⒃黾樱煌瑫r，小型反應(yīng)堆的熱效率將低于大型反應(yīng)堆，燃料成本或會增加。

第二，當前的核電站許可證規(guī)則無法適用于規(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化生產(chǎn)完全不符合當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時間。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)和實踐。

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

第4話 中英合作前景可期

中國工程院院士葉奇蓁曾提出，中國核能創(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。

目前，中國與美國、俄羅斯、加拿大等國是少數(shù)擁有至少一種“小型模塊化反應(yīng)堆”技術(shù)的國家。由此可見，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核電項目的基礎(chǔ)上，中國可繼續(xù)利用技術(shù)優(yōu)勢，加強與英國在新一輪核電站建造中的合作。

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

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