核電一直以來都被認為是削減對化石燃料依賴的重要途徑。核電具有巨大的潛力，一同也存在很大爭議。世界核協會（WNA）的數據顯現，全球目前有600多個反應堆在運行，散布在50多個國家，供給了約占世界十分之一的用電量。


可是，隨著世界動力需求的激增，人們擔心大型核電或許無法處理問題。例如英國Hinkley Point C的制作成本不斷攀升，比較于化石燃料發電設備，第三代核電技術沒有成熟。





小型模塊化反應堆（SMR）已經成為核工業的潛在處理方案。世界原子能機構（IAEA）將電功率小于300MW的反應堆定義為小型堆。


值得注意的是，SMR很少遇到大型核電在后勤方面的應戰和螺旋式添加的費用，而且小而靈敏，能夠布置在多種環境中。然而，SMR在資金和技術方面仍存在許多應戰。


勞斯萊斯將在英國制作16座微型核反應堆


近期由英國汽車巨頭勞斯萊斯（Rolls Royce）牽頭的財團在展開SMR項目，該財團計劃在英國建造16座微型核反應堆。


估計這些反應堆將供給高達400MW的電力，相當于約150臺陸上風力發電裝置，并將于2028年開始商運。目前英國在運的悉數7臺核電機組都將于2035年前退役，屆時電力供給將削減五分之一。


勞斯萊斯還強調了SMR項目產生的其它經濟利益，例如SMR產業鏈將發明40,000個工作崗位。該項目還獲得了政府約2500萬美元的贊助，將促進私人及公共資產的出資。


可是，該項目也面對著應戰。


該項意圖大部分財務可行性依托于SMR將全球范圍出口。到2035年，全球SMR職業的產值將到達約5460億美元。然而，由于英國脫歐使得英國與其前交易伙伴之間聯系死板，英國在全球核工業的地位受到了削弱。


此外，英國對其他傳統的清潔動力（例如可再生動力）的發展計劃或許會阻止對核電的出資。Statista的數據顯現，到2035年，當英國的核電機組退役后，英國將使用可再生動力補償70GW的發電空缺。





比較之下，新增核電的計劃發電量僅為13GW。這表明即使有相當多的財務支持，英國核電在動力結構中的作用仍受到限制。


Rosatom將建造50MW的SMR機組


俄羅斯核能公司Rosatom于2020年末宣告已就該國東部雅庫特區域SMR的動力價格達成協議。該SMR功率為50MW，能夠幫助該區域每年削減10,000噸的碳排放。


該項目是雅庫特區域為削減對化石燃料依賴的最新舉措。由于該區域的極點氣候因素導致太陽能等可再生動力的牢靠性很低，因而人們認為SMR能夠為該區域供給持久的清潔動力。


Rosatom還強調了該項意圖其它經濟利益，例如，由于核電的牢靠性更高，該區域的電力成本將降低兩倍，并在SMR的制作和運營中發明了800個當地工作崗位。


美國經過首個SMR規劃認證


2020年9月，在經過美國核管員會（NRC）對NuScale Power開發的SMR進行了為期四年的審查后，經過了首個SMR規劃認證。


在獲得監管答應的情況下，NuScale希望該項目將對本身財務以及美國SMR職業都產生有利影響，事實上該項意圖最新進展已經證明了其觀念。其SMR模塊開始的規劃功率為60MW，但現在已提高至77MW。


NuScale的SMR設置了許多安全功能，將最大程度地削減災禍對核設備的影響。由許多SMR組成的一個核電機組，每個SMR別離布置在直徑為4.6m的安全殼內，而不是像大堆一樣悉數布置在直徑40m的安全殼內。


SMR的安全殼能夠承受多達15倍的壓力，安全性更高。此外，壓力容器被淹沒在水池中，供給了額定的余熱導出措施，這在大堆中很難完成。


然而，該項目能否處理美國許多核設備面對的首要應戰（成本問題）還有待調查。盡管美國是世界上最大的核能發電國，占全球核能發電量的30％以上，但美國的許多電站不能完成盈余，而且被迫提前退役。





在2013年至2020年，美國有10臺提前退役的機組，總發電量為9GW。NuScale的SMR在美國沒有進行商業測試，因而尚不清楚能否帶來長期的經濟效益。


南非重啟球床模塊化反應堆


南非初次開發球床模塊化反應堆（PBMR）是在20世紀90年代。該SMR的功率為110MW，采用氦氣冷卻。因而該SMR能夠布置在南非等水資源有限的國家。


南非的動力結構嚴峻失衡，此類項目對于南非尤其重要。2016年，南非的一次動力69％來自煤炭，14％來自原油。


可再生動力，天然氣和核電是全球最受重視且出資最多的三種動力，別離僅占11％，3％和3％。


2019年南非的政府陳述指出，南非在鈾儲量非常豐富，具有世界已探明鈾礦的5.2％。這表明只要南非有意愿出資開發核相關技術，將有很大的發展前景。


南非電力公司Eskom一直致力于開發PBMR。Eskom一直在對這些反應堆進行保護和保養，在2020年1月表示正在尋覓出資者介入該項目并發揮其潛力。由于南非的動力職業由國企主導，私人出資的影響力尚不明晰。因而該項目能否煥發新生尚存疑慮。


得州大停電 證明還是核電穩


2021年2月中下旬，美國得克薩斯州（以下簡稱得州）遭遇歷史性極點寒流氣候，電力系統幾近潰散。而核能發電在極寒氣候中體現出強抗災才能。


這次大停電終究怎么回事？什么樣的動力結構更能防止類似事端的產生？


1、得州電源安全牢靠存在短板


電源安全性低是此次停電事端的根本原因。受極點氣候影響，占美國得州總發電量70%的天然氣和風力電源機組出力下降40%，導致上網電量與用電負荷嚴峻失衡。


作為首要發電燃料的天然氣因氣井凍住和管道冰堵導致斷供，無法繼續發電，形成3000萬千瓦的電力缺口。作為第三大電源的風電因風力渦輪機凍住導致發電設備癱瘓，凸現出可再生動力易受氣候影響、牢靠性低的問題。


電源結構不合理，供電安穩的核能占比過低，未能填補電力缺口。在此次美國得州停電事端中，核電體現相對安穩，4臺核電機組保持了75%的預期容量，并迅速康復至100%。核電不易受氣候影響，具備較強抵擋極點氣候災禍的才能，可作為全天候零碳的基荷電源。相對于天然氣發電，核電的安全性和牢靠性更高。


但因得州核電發電量占比較低，無法填補此次災禍形成的電力缺口。煤電機組出力雖因部分煤堆和設備凍住受到一些影響，但總體上與核電一同支撐起災禍期間得州的最低用電供給。


2、核電是進步電源安全牢靠性的重要挑選


發揮核電安全牢靠優勢，保證極點氣候災禍下的供電安全。隨著全球氣候變化加重，極點氣候導致的電源安全問題凸顯。除此次美國得州停電事端外，2019年美國加州因酷暑氣候導致用電需求激增，引發大規模停電，而其可再生動力改革步伐過快，無法供給安穩足額的電力以應對需求添加成為此次大停電事端的首要原因。


風景等可再生動力易受氣候影響，具有波動性和間歇性，大規模接入電網時需要安穩的基荷電源予以支撐。核電在安全性、高效性和安穩性上具有優勢，能夠作為全天候安穩供給電力的零碳清潔動力，能夠為可再生動力接入電網供給有力支撐，在極點氣候災禍中可成為安穩牢靠的調度基荷電源。


局部電力危機快速康復須依托當地的安穩基荷電源。本次美國得州本地基荷電源受極點氣候影響發電才能下降，其周邊各州相同面對供電需求飆升與動力供給缺少的對立，無力供給支援，而且得州相對獨立的電網導致其接受外部電網輸電的才能有限。


上一年冬天，受冬天寒流影響，我國湖南、江西等地用電需求激增，因當地可再生動力出力缺乏，省外送電量有限，也因當地缺乏安全安穩的動力作為應急填補電力缺口，多地出現電力供給緊張的局勢，被迫拉閘限電。


區域基荷電源不僅在平時能為該區域供給電力，在突發災禍情況時，也可依托其予以緩解電力危機的出現或快速康復。因而保證區域性安全安穩的基荷電源建造非常重要。


保證動力在供熱與供電上的平衡，有利于應對氣候變化。此次美國得州因管道冰堵形成天然氣斷供，而僅存的可用天然氣被優先用于家庭和企業供暖，發電廠的天然氣供給被進一步削減，直接導致天然氣發電才能下降40%，形成停電危機。我國應探究包括核能供熱在內的多元供熱方法，以減輕天然氣需求的壓力，共同保證供電安全。


3、相關主張


添加動力系統中核電占比，使電源結構多元化。面對未來的動力低碳化需求，核能和可再生動力是完成碳中和愿景目標的重要途徑。電源結構多元化有利于增強電源的可調理性，進步牢靠性，保證動力電力供給安全。


主張在確保安全的前提下進步核電占比，在調度出力上對電網電壓及事端應急完成頻率支撐。合理統籌核、水、風、光等清潔動力比例，構建核能與可再生動力相和諧的復合動力系統，最大極限保證動力安全。


在華中區域添加支撐性核電電源，優化動力空間布局。在極點氣候下、區域動力網絡中斷后，核電能夠較長時間內繼續安穩輸出，保證區域動力安全。我國華中區域資源有限，水電可開發資源根本開發結束，風景資源數量有限，


煤電依托外省調入動力煤，相當一部分電力電量依托特高壓外網送入。主張在“十四五”期間核準湖南桃花江核電項目，為華中區域電網添加支撐電源，提高區域動力系統的和諧性與靈敏性，做好應對極點氣候災禍的預備。


重視核能的綜合使用，促進動力系統優化。我國60%以上的區域、50%以上的人口需要冬天供熱，在目前的供熱結構下，形成了較為嚴峻的環境污染和霧霾氣候。


核能作為清潔動力，是重要的供熱資源，與燃煤和天然氣供熱比較，核能供熱可有效削減二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和煙塵顆粒物的排放。主張加速核能供熱等綜合使用項意圖建造，將核能供熱歸入國家動力電力“十四五”規劃，完成供熱的清潔代替，助力我國碳達峰、碳中和目標。