世界主要核国家抢占小堆市场■戴定伍浩松郭志峰
2020年年初,英国罗尔斯•罗伊斯公司宣布将于 2029年在英国建成并投运首座小型模块堆,并将大力 推进海外市场开发。目前,美国、俄罗斯、英国、法国、加拿大和韩国等主要核国家均推出了本国小堆设计,旨在抢占未来小堆蓝海市场。
小堆商业化竞赛日趋激烈
近年来,世界核工业掀起了一波又一波的小堆研 发浪潮,迄今已提出超过50种小堆设计。美、俄、英、法、加、韩等国均大力支持小堆研发,小堆商业化竞赛 日趋激烈。
美国国内迄今推出了 10多种小堆设计,其中NuS-cale电力公司小堆的商业化进展最快,有望于今年年内 通过评审,获得设计合格证。美国的首座小堆电厂拟 在爱达荷国家实验室建设,由12座NuScale小堆组成,2026年投运。
俄罗斯国内也拥有约10种小堆设计,采用KLT- 40C小堆技术的首座浮动式核电站已于2019年12月并 网发电。此外,俄罗斯国家原子能公司2019年9月表 示拟在陆上建设最新版RITM-200反应堆。RITM- 200是其中一种新型压水堆,最初作为舰船动力堆设 计,在俄三艘新型核动力破冰船(即“北极”号、“西伯利 亚”号和“乌拉尔”号)上总计安装了 6座。
英国自2015年发布包含小堆选型竞标在内的核研 发计划以来,一直致力于以市场换技术,倾向于引入其 他国家小堆技术,并在小堆建设中为英国核工业创造 合作机会。同时,英国也在大力支持本土技术,正斥资 促进民间小堆技术发展。2019年7月,英国政府表示将 为罗尔斯•罗伊斯公司提供2240万美元资金,帮助其推 进小型模块堆的商业化。罗尔斯•罗伊斯公司也于2020年1月宣布,将于2029年在现有核厂址建成首座小堆。
法国强强联手多机构协同开发小堆技术。2019年 9月,法国原子能与替代能源委员会、法国电力公司、法 国海军集团和原子能技术公司联合推出了 NUWARD 小型模块堆设计,并宣布该堆将在2030年前实现商业 化应用。
加拿大近年来一直致力于推进小堆的研发和建设,制订了 2026年前在乔克河建成首座小堆的目标,目前正在与四家小堆技术开发商研究首堆的建设。加拿 大核安全委员会2019年3月收到首份小堆建设许可证 申请,7月正式启动小堆建设环评。
由于当前政策不允许本国新建反应堆,韩国核工 业不得不将小堆发展的精力转向国外,主打SM A RT小 堆技术开拓国际市场。2020年1月,韩国与沙特签署合 同,将组建合资企业在沙特推进SM ART首堆的建设。
当前研发特点和趋势
第一,各国政府大力支持小堆技术研发。以美国 为例,美国政府大力支持小堆技术研发,计划在示范堆 建设、燃料供应、核能发展战略、购电、人才培养等方面 为先进反应堆技术创新和商用活动提供全面、有力的 支持,推动美国小堆技术的快速发展。为推进有望于 2026年投运的首座小堆电厂,美国政府已采用分摊经 费、提供厂址和签署购电协议等方式给予了大量支持。
当世界年纪还小的时候教案第二,鉴于小堆研发的技术含量高、涉及面广、竞 争激烈,强强联手已成为普遍采用的行业竞争策略。强强联手在于两个层面,一个层面是加强国内合作,共 同研发。例如法国最新推出的NUW ARD就由四家法 国机构共同完成。原委会负责研究和认证能力建设,
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S53月度聚焦•小堆蓝海
O N T H L Y F O C U S
法电负责系统集成和运营,海军集团负责结构件和模 块化,原子能技术公司负责紧凑型反应堆设计。此外,在国内强强联手的同时,法国还加强国际合作,与西屋 公司签署框架协议,将开展NUW ARD小堆设计和西 屋小堆设计的技术交流。另一个层面是组建由小堆行 业界驱动的实体,使潜在反应堆业主及
运营商能够以 一个统一的声音就各种政策和监管等问题发表意见,从而加速小堆的商业化进程。例如美国NuScale、BWX 技术、霍尔台克等公司组建的小堆联合体SMR Smart。
第三,技术成熟之前就启动全球战略布局,提前构
建供应链,抢占国际市场。虽然目前仍未有任何一座 公认具有现代特征的小堆建成,但小堆技术的全球战 略布局业已拉开,其方式主要有三种。一是提前抢占 市场,先与目标国签署初步合作协议,以共同研发的方 式取得目标国市场的人门券。二是提前构建供应链, 先与主要设备供应商开展合作,形成利益共同体。NuScale目前已与斗山重工、BW X技术公司以及萨金 特和伦迪公司等合作构建供应链。三是提前开展专利 布局,展示技术实力,吸引目标国目光,并为市场开发 提供保障。NuScale公司目前表示已在19个国家获得 或正在申请超过485项专利。
应对挑战与机遇
相对于目前得到广泛使用的大型反应堆,小堆具 有初始投资小、建设周期短、多用途、安全性好等诸多 优点,受到主要核工业国家重视,开展了激烈的技术研 发竞赛。但与其他创新型技术一样,小堆在商业化过 程中也面临诸多挑战。
首先,当前监管和评价体系不适于小堆优势的发 挥。作为一种新兴技术,目前没有现成的规范和标准
可供使用,监管机构也没有现成的小堆评审经验可供 参考。各国现行的规范和标准主要针对的是大型反应 堆,如果照搬,将会使小堆的许多优势得不到体现。例 如NuScale小堆完全依赖非能动安全系统,设计简单,不需要外接电力、水或操纵员干预。建立一套适用于 小堆的监管和评价体系,是目前迫切需要开展的工作。一体化熔盐堆商业图
其次,竞争力尚待在首堆建设和运营中得到证明。
相对于大堆,小堆具有初始投资低、建设周期短、适用性
广、可以在工厂批量制造等优势。但这些优势目前都是
理论性的,尚未得到实践证明。因此,目前迫切需要推
动首堆建设,以实际行动证明小堆的种种优势。
新冠疫情当前正在世界蔓延,其影响范围之大,持 续时间之久历所罕见。在这种严峻形势下,小堆技术
研发及市场化方面也不可避免地受到了诸如因全球经
济形势放缓所引发的市场欲望降低、停工停产所造成
的研发进度拖期等不利影响。但从长远来看,具有能
量密度高、无需频繁燃料运输、甚至可实现无人值守的
小堆概念必将在后新冠时代获得更大关注。
我国也在积极推进小堆技术研发,即将在海南昌 江启动“玲龙一号”首堆建设,这已引起国际社会关
注。针对小堆技术发展的特点、趋势和重要挑战,以及
当前的新冠疫情提出下列建议:
一是针对小堆技术特点,建立专门的取证和评审 模式。尽快制定并出台专用于小堆监管和评价的规范
和标准,为小堆项目选址和取证保驾护航。
二是实现国内首堆的及早建成投运。加大科研投 入力度J己置必要的人、财、物资源,趁着当前国内疫情
趋于平稳的大好时机,为在国际上首先建成小堆、抢占
先发优势奠定基础。51
(作者单位:中核战略规划研究总院)
(栏目编辑:李春平;版式设计:李志超)
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