英國核能創新和研究顧問委員會:英國民用核能研發概況及發展建議

英國核能創新和研究顧問委員會:英國民用核能研發概況及發展建議

第3期(總第204期)2018-1-8

一、英國民用核能研發總體情況

1. 核能研究和創新水平

(1)2015—2016年民用核能研究公共投資總額低於2010—2011年投資總額

2015—2016年的民用核能研究公共投資的年度水平比2010—2011年低,主要原因是英國核能退役管理局(Nuclear Decommissioning Authority,NDA)在設立核退役技術基準上取得了進展,因而削減了定點許可證企業(Site License Companies,SLCs)的總體開支,削減額高達1780萬英鎊。然而,不包括NDA產業的核裂變研究的經費比2010—2011年增加了1200萬英鎊,核聚變開支比2010—2011年減少了800萬英鎊(表1)。

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(2)廢物管理和核退役研究仍為英國核能研究的主要研究對象

廢物管理和核退役仍在英國研究活動中佔主體部分,佔總資助經費的2/3左右,其資助主要來自於NDA、NDA SLCs、創新英國(Innovate UK)和英國研究理事會(Research Councils UK)等機構。其次是正在運營中的反應堆研究和未來反應堆研究,而對新建反應堆的研究經費佔比最少(圖1)。

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(3)研究型在校生(Full-time equivalence,FTE)數量可觀

核能相關領域的本科生和博士的數量有所增長,從英國國內名牌大學畢業後進入核能領域的高素質人才的數量也非常可觀。英國研究理事會(Research Councils UK,RCUK)所投資的兩個博士培養中心(Centres for Doctoral training,CDT)的目標是培養支持英國戰略核能計劃的主題專家和技術帶頭人。此外,其他更寬泛的核能培訓和技能投資正在不斷培養出高素質的研究生和博士人才。

2. 世界級研究設施情況

自2013年3月以來,英國商業創新技能部(Business,Innovation and Skills,BIS)、英國能源與氣候變化部(Department of Energy and Climate Change,DECC)和英國研究理事會(Research Councils UK,RCUK)投資的近6000萬英鎊使英國的世界級研究設施建設取得了良好進展。圖2顯示的是政府資助的國家核用戶設施(National Nuclear User Facility,NNUF)中的高水平研究設施及其所在位置的總體概況。

NNUF創建於2013年3月,是為處理、測試和檢驗放射性材料提供更多的世界級設施而配合其他四個互補型設施中心[ 英國國家核實驗室(NNL)、卡勒姆聚變能源中心(CCFE)、英國曼徹斯特大學道爾頓核研究所和蘭卡斯特大學]所建。NNUF的交付是研究領域的真正進步,NNUF和其他設施之間的協調互補對於避免重複和確保研究潛力的實現至關重要。過去3年,世界一流研究中心(實驗室)的建成為英國的核能研究奠定了良好的基礎。

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3. 英國參與國際研究計劃的情況

二、NIRAB所確定的核能研究目標和重點計劃

NIRAB的研究計劃致力於填補當前核能研究與開發中的空白,尤其是在能夠促進英國實現低碳核能經濟和工業潛能的新反應堆系統方面。NIRAB所建議的計劃旨在使英國具備充分利用近期和中長期市場機遇的技能和能力,同時通過提高核能在英國能源構成中的貢獻,降低脫碳成本,減少對氣候變化的影響。通過這些建議所發展出的能力將有助於新艦隊(The New Build Fleet)和小型模塊化反應堆(Small Modular Reactor,SMR)的開發,並將創建一個支持高級反應堆發展的更長期平臺。NIRAB 所建議的為期5年、投資2.5億英鎊的研究計劃主要覆蓋以下5個方面(表2)。

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三、NIRAB針對核能研究實施和管理的主要建議

一是英國政府應立即正式委託開展NIRAB所建議計劃的第一階段,並儘快在當前的開支審計期內履行其“至少投資2.5億英鎊用於一項宏大的核能研發計劃”的承諾。NIRAB所建議的2.5億英鎊5年計劃,主要包括先進材料和製造研究、事故耐受燃料(ATF)研究和反應堆設計等,旨在將增強英國競爭力的要素環節確定為最高優先級別。

二是政府應加強對公共資助的民用核能研究計劃的產出進行整合和審核。新研究計劃能否成功取決於機制是否有效,以實現對產出進行落實、監督和審核。必須要保證實現高質量的產出和效益最大化,確保未來發展方向明確。

三是要保證所有公共資助的民用核能研究之間的有效整合和協調。目前有數個政府部門和機構都對民用核能研究進行了資助,增加委託研究計劃將會增加公共資助核能研究的整體複雜性。為了使投入的經費實現最大效益,政府應實施一套透明有效的管理機制來協調和指導所有公共資助的核能研發活動。

四是多傾聽核能領域專家的獨立意見。專家意見是一項寶貴資源,隨著全球核能事業的發展將會對重要的政策決定起到支撐作用。NIRAB成立時間雖短,但已經成功地向內閣大臣提供了獨立的專家意見,代表了來自高等院校、國家實驗室和產業界的聲音。

五是政府應定期地將民用核能研發工作信息進行彙編更新,這樣能夠更加客觀地評估整體工作,判斷政府幹預措施的影響和效果。2016年,NIRAB代表英國政府完成了截至2013年的民用核能研發總體工作情況信息更新工作,對英國研究基地的現有經費來源和研究能力進行了總結。

六是應進一步提升核能研究計劃的經費水平。隨著最新式設備的上線,英國的研究基礎設施基地在報告所涉的3年中得到了改善。同時,參與核能研究的高水平研究生和博士數量以及從國際知名大學進入核能產業的人才數量都有增長。此外,機器人、微電子和高性能計算等非核能研究也正逐步參與到核能研究的挑戰中來。然而,雖然有了政府近期承諾的經費投入,但核能研究計劃的經費水平和範圍在這3年中並沒有太多變化。上議院科學技術特別委員會(House of Lords Select Committee on Science and Technology)在2011年首次提出“如何應對在未來核能技術方面研究活動水平低”的問題,但至今還沒有得到實現。因此,為了繼續支持當前的民用核能研究計劃並促使核能技術方面研究活動得到提升,政府的資金支持力度不應小於當前的水平。

七是加強未來核能研究領域的國際合作。英國目前在核能領域的國際活動水平還不足以使英國躋身於核國家前列,尤其是在未來反應堆和燃料循環技術方面。因此政府應制訂計劃使英國能夠參與到國際重大行動中去,其中包括重新積極參加核能系統國際論壇(Generation IV International Forum,GIF)等。政府應為核能研究和創新制定和實施一項廣泛而協同的國際合作策略,從而使開展的研究產生最大的效果。為了確保研究者能夠繼續參與有益於英國的國際合作,政府應評估英國脫歐對核能創新和研究活動的潛在影響,並設定相應機制減輕這一影響。

八是政府應明確在英國發展SMR的目標,確保在SMR競賽中以這些目標來進行評價。NIRAB建議的研究重點以一般性的反應堆設計能力和模塊化的降低成本創新為目標,無論對何種反應堆技術而言,這些都將會構成優勢。未來,隨著英國的SMR地位的提升,繼續結合以SMR為重點的更寬泛的基礎研究計劃並將這一戰略方向保持下去尤為重要。

http://www.nirab.org.uk/media/10139/nirab-117-3-nirab-final-report_web.pdf

編譯:宋 穎

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