08.29 SMR在英國——The Next Big Thing

英國著名智庫“Policy Exchange”發佈的研究報告指出,鑑於未來幾十年內英國對低碳能源的需求不斷增長,並考慮到傳統大型核電站的昂貴造價、可再生能源的種種缺陷的約束,SMR已經成為英國能源系統脫碳的關鍵技術,也是英國核工業“返老還童”的契機。

經濟可靠的低碳能源技術——SMR

隨著對氣候變化這一嚴峻問題認識的日益深入,英國積極發展低碳經濟,從2001年就開始徵收氣候變化稅,並於2007年3月起草並出臺了全球第一部與氣候相關的法案——《氣候變化法案》。在巴黎英國政府承諾到2025年將碳排放量減少到1990年標準的一半,到2030年將碳排放量減少60%,到2050年時減少80%。為實現減排承諾,該國將於2023年限制燃煤電站的使用,並於2025年前徹底關閉燃煤電廠,並且到了2030年,英國的15座核電站中將會有14個退役,屆時英國將出現40%的電力缺口,這意味著未英國未來的低碳電力系統需要注入大量新鮮血液。而可再生能源的成本雖然在不斷下降,但是其與生俱來的間歇性對於儲電技術依賴性過高,還需要對儲電設備或備用電源投入大量資金。根據2017年的數據,英國的太陽能和風能評價每個月有一週的時間產能幾乎為零,在此期間花費將高達1萬億英鎊。與其他低碳能源相比,核電更加可靠,規模也不受限制,還具備供熱和制氫等用途。核工業界在大型核電站工期和預算方面的失策,也間接說明了在政府的未來能源政策中SMR是必不可少的關鍵技術。

SMR在英國發展歷程

在迫切的減排需求下,英國政府在2014年發佈了英國SMR的概念、可行性和潛力報告,2015年11月政府宣佈將在五年內投資至少2.5億英鎊用於包括SMR在內的和研發,2016年3月,英國能源與氣候變化部發起了Small Modular Reactors competition,主要面向以下兩種類型的SMR:

  • 第三代水冷小型模塊化反應堆,基於現有的反應堆技術但是規模更小。
  • 先進的模塊化第四代反應堆,使用革新的冷卻系統或燃料,拓展非電應用,經濟性更好,對政府和市場的吸引力更大。

不過SMR潛在的技術方案類型繁多,涵蓋了三代反應堆、四代反應堆和聚變堆的概念,因此政府認為SMR作為先進核能技術,擁有廣泛的市場前景。在2017年12月,競爭活動結束,英國政府啟動了一個兩段式的先進模塊化反應堆競爭計劃,第一階段有八家反應堆供應商對SMR進行詳細的技術和商業可行性研究,第二階段會選擇3-4家供應商加速其SMR的設計開發,總資助金額高達4400萬英鎊,截至2月7日已收到20份競標方案。除此之外,英國政府和法國電力公司、西屋公司、NuScale以及勞斯萊斯等製造商單位在SMR方面都進行了密切的合作與開發活動。英國脫歐之後,開發SMR技術具有重要戰略地位,推動其在國際市場出口已成為英國工業戰略的四大領域之一,有望重塑英國在國際核能供應市場的地位,減少脫歐對英國核工業帶來的風險。

SMR在英國——The Next Big Thing

How a power plant based on Rolls-Royce's SMR could appear (Image: Rolls-Royce)

未來建議與思考

“Policy Exchange”發佈的研究報告對英國SMR的發展作出了以下建議:

  • 將SMR作為英國能源結構的一部分,降低電力系統脫碳成本,從而長期減少消費者賬單。
  • 在目前諮詢結果公佈後,英國政府應當儘快啟動小型模塊化反應堆建造設計工作(最低使用三代堆技術)。
  • 開展重工業方面的諮詢工作,拓展先進四代堆設計的非電應用,例如用於生產低碳鋼製造用的氫氣。
  • 開發SMR制氫技術,因為未來氫氣將會成為英國經濟的一個重要組成部分,包括替代天然氣為家庭取暖,以及為新一代低碳車輛提供動力。
  • 英國政還應對潛在SMR選址地點附近的人群進行民意調查。
  • SMR製造商應該對核能體系進行整體規劃,如使用餘熱為家庭供熱,發展蓄電池,以確保能夠充分利用所產生的核能。

英國的SMR已經開始在國際市場中嶄露頭角,中國的小型堆設計也多重多樣,競相開放。


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