小型堆的2030目标

到本世纪末，部署小型模块堆（SMR）将成为工业动力的普遍选择。

1、我们离全面部署SMR有多远？

根据国际原子能机构（IAEA）数据，目前有17个国家共70多个SMR设计正在评估中。

可以说，这是一个大规模的全球SMR部署活动，但如果让这些反应堆真正实现我们未来的零碳电力，世界还需要进一步商业化的推广SMR。

（来源：微信公众号“嘿嘿能源heypower”ID：heiheinengyuan 作者：heypower）

我们离全面部署SMR有多远？

在技术商业化过程中，SMR领域通常被称为“死亡谷”，不过这一领域最近也传来了好消息——从开发到商业推广出现了转折点。

首先，反应堆设计建造的流水线标准获得了国家监管机构的许可。

2020年9月，美国核管理委员会（NRC）发布了NuScale的SMR设计批准标准。下一步，NRC将邀请各方就认证NuScale标准反应堆设计的规则制定发表意见，这意味着客户可以推进NuScale发电厂的开发计划。

此外，10月，Kairos Power在同一方向上也迈出了重要一步，宣布已向NRC提交氟盐冷却高温反应堆的初步安全分析报告，作为其申请Hermes低功率示范堆施工许可证的一部分。

NRC已经受理在橡树岭建造试验堆的申请，“除非出现不可预见的延误”，工作人员预计，环境和安全审查将在2023年9月完成。

美国不是唯一一个在该领域迅速发展的国家。

在加拿大，Global First Power（GFP）已申请许可证，在安大略省的Chalk River为其15 MWt微型模块堆（MMR）准备场地，该申请目前处于加拿大核安全委员会（CNSC）许可程序的技术审查阶段。

与此同时，英国核监管办公室对其通用设计验收（GDA）流程进行了现代化改造，以适应先进的核技术发展要求。

劳斯莱斯（Rolls-Royce）表示，其470 MWe小型模块堆的GDA申请已经提交，该公司希望“明年1月与监管机构达成一致”。

第二个，已经通过许可审查并投入运行的工厂正在积累丰富的运行经验。

俄罗斯的Akademik Lomonosov浮动核电站在2021年5月完成了第一个年度运行计划。

9月，中国的HTR-PM启动，该项目于2012年12月开始建设，被认为是一个工业示范工厂，有两个反应堆单元驱动一个200MW的涡轮机。

27MW的阿根廷CAREM（150-300MW商业设计原型堆）也处于建设的后期阶段。

2、机遇与挑战

世界上唯一的浮动核电站（FNPP）Akademik Lomonosov于2020年5月在俄罗斯北极城市佩维克开始商业运营。

SMR为核工业带来了机遇，但也不应忽视其随之而来的各种新的挑战。

尽管SMR有推广和系列建设的一定经验，但目前行业标准大部分是建立在类似于国际机场或铁路枢纽的大型基础设施规划模型基础上：与政府合作商定和规划场地，以及资金和融资。

如果一个行业模型中有几十个反应堆建造，而且往往是在新的地点，那么就需要一种不同的行业标准。

这一点已经很明显应用于SMR的许可证发放过程中，在某些情况下，它也挑战了长期以来关于如何设计和运行核能的假设。

例如，NuScale的一项要求就规定了一个专用控制室和每个核机组的最低操作员数量——但NuScale的新设计将有一系列小型反应堆在一个控制室中运行。

当其他SMR或微型反应堆设计（其中一些使用远程操作）进入许可程序时，该问题也将会以不同的形式出现。

同样，还需要一种新的选址方法，其工业模式适合几十个和数百个地点，而不是每个国家一个或两个。

监管机构必须准备好处理这一问题，因为我们看到了SMR可以大规模推广的真正开端。

几个月前，NuScale电力（NuScale Power）公司朝着这个方向迈出了一步，与两个波兰组织签署了谅解备忘录，开发一批潜在的场地。

一个是基于需要重新调整用途的发电厂：与位于俄克拉荷马州的综合能源公司Getka Group和波兰能源公司Unimot一起，确定可能部署SMR的燃煤发电厂。

GE日立核能、BWXT加拿大有限公司和总部位于波兰的Synthos Green Energy（SGE）也签署了一份合作意向书，在波兰部署BWRX-300 SMR。SGE及其合作伙伴希望在21世纪30年代初在波兰部署至少10座BWRX-300 SMR。

NuScale电力董事长兼首席执行官约翰·霍普金斯（John Hopkins）表示，SMR是“一种理想的灵活清洁能源解决方案，可用于重新调整退役燃煤发电厂的用途，最重要的是，可以让波兰社区现有的熟练发电厂员工再就业”。

美国也提出了类似的论点，要求在燃煤电站即将关闭或已经关闭的地点安置SMR。

除了熟练的劳动力，这些站点还可能拥有其他关键资源——电网连接、供水和民用基础设施——这些都可能降低安装SMR的资本成本。

类似地，另一家美国SMR开发商TerraPower，正在讨论在怀俄明州一个即将退役的煤厂建设其第一个钠示范项目的计划。

该设计包括一个熔盐储能系统，目前正在与GE日立核能（GEH）工程和施工合作Bechtel共同开发。

SMR也可以取代小型天然气或柴油装置。在偏远或其他无法进入的地点，安装常规电源和运输燃料供应既复杂又昂贵，在这种情况下，SMR装置的经济性看起来更加显著。

例如，据说俄罗斯的Akademik Lomonosov浮动核电站就是为了这个目的而规划的，其两台35MWe KLT40S SMR机组可为一座约10万人口的城市供电，并提供热量，可用于当地供热或海水淡化（每天产生高达24万立方米的饮用水）。

NuScale还将这些偏远地区视为一个潜在应用推广区。

该公司已与波兰铜和银矿业公司KGHM以及PBE Molecular联手，为该矿业公司的生产工厂提供电力。该合作将开发和建设四个SMR，可能多达十二个（装机容量约1GW）。

3、目标日期

以上所提到的合作计划均将2030年作为运营目标。

KGHM Polska Miedz SA管理委员会主席Marcin Chludzinski说：“气候变化迫使我们必须要采取果断行动。我们已经感受到了气候变化的影响，包括在金融等方面，以及与能源价格上涨有关的其他影响。到2030年建造小型核反应堆是一项坚实的宣言，也是我们能源转型的一个目标。我们是波兰能源的先驱者，正如我们过去所做的那样，我们的第一座核电站将于2029年投产。”

英国也在考虑类似的时间计划。

Tom Greatrex是英国核游说集团核工业协会的首席执行官。在保守党年会上举行的一次关于新核能的会外会议上，他表示，劳斯莱斯财团仍需做出一些决定，SMR“在未来几年内无法部署”。

他补充道，“我们可能在十年内有第一个，但明天无法部署”。

在美国，NuScale表示“正积极与我们的制造合作伙伴合作，并准备在2027年向客户交付第一批NuScale核电模块”。

该公司表示，预计第一座NuScale 12模块示范电厂将于2030年在爱达荷州全面投入运营，作为犹他州相关市政电力系统无碳电力项目（CFPP）的一部分，12个模块中的第一个模块将于2029年上线，

Chludzinski在一份有趣的补充说明中还表示，SMR将“大幅降低我们业务的运营成本”，这增加了它出售多余部分成为电力供应商的可能性。

Chludzinski补充道：“我们计划商业化发电，以帮助波兰实现绿色转型，降低普通家庭的生活成本。”

工业界建造自己的发电和交易过剩能源的模式已被普遍采用，但它们是基于天然气或可再生能源的。

这表明，利用SMR实现核工业的潜在工业化将给该行业带来革命性的变化。