到本世紀末，部署小型模塊堆（SMR）將成為工業動力的普遍選擇。

1、我們離全面部署SMR有多遠？

根據國際原子能機構（IAEA）數據，目前有17個國家共70多個SMR設計正在評估中。

可以說，這是一個大規模的全球SMR部署活動，但如果讓這些反應堆真正實現我們未來的零碳電力，世界還需要進一步商業化的推廣SMR。

（來源：微信公眾號“嘿嘿能源heypower”ID：heiheinengyuan 作者：heypower）

我們離全面部署SMR有多遠？

在技術商業化過程中，SMR領域通常被稱為“死亡谷”，不過這一領域最近也傳來了好消息——從開發到商業推廣出現了轉折點。

首先，反應堆設計建造的流水線標準獲得了國家監管機構的許可。

2020年9月，美國核管理委員會（NRC）發布了NuScale的SMR設計批準標準。下一步，NRC將邀請各方就認證NuScale標準反應堆設計的規則制定發表意見，這意味著客戶可以推進NuScale發電廠的開發計劃。

此外，10月，Kairos Power在同一方向上也邁出了重要一步，宣布已向NRC提交氟鹽冷卻高溫反應堆的初步安全分析報告，作為其申請Hermes低功率示范堆施工許可證的一部分。

NRC已經受理在橡樹嶺建造試驗堆的申請，“除非出現不可預見的延誤”，工作人員預計，環境和安全審查將在2023年9月完成。

美國不是唯一一個在該領域迅速發展的國家。

在加拿大，Global First Power（GFP）已申請許可證，在安大略省的Chalk River為其15 MWt微型模塊堆（MMR）準備場地，該申請目前處于加拿大核安全委員會（CNSC）許可程序的技術審查階段。

與此同時，英國核監管辦公室對其通用設計驗收（GDA）流程進行了現代化改造，以適應先進的核技術發展要求。

勞斯萊斯（Rolls-Royce）表示，其470 MWe小型模塊堆的GDA申請已經提交，該公司希望“明年1月與監管機構達成一致”。

第二個，已經通過許可審查并投入運行的工廠正在積累豐富的運行經驗。

俄羅斯的Akademik Lomonosov浮動核電站在2021年5月完成了第一個年度運行計劃。

9月，中國的HTR-PM啟動，該項目于2012年12月開始建設，被認為是一個工業示范工廠，有兩個反應堆單元驅動一個200MW的渦輪機。

27MW的阿根廷CAREM（150-300MW商業設計原型堆）也處于建設的后期階段。

2、機遇與挑戰

世界上唯一的浮動核電站（FNPP）Akademik Lomonosov于2020年5月在俄羅斯北極城市佩維克開始商業運營。

SMR為核工業帶來了機遇，但也不應忽視其隨之而來的各種新的挑戰。

盡管SMR有推廣和系列建設的一定經驗，但目前行業標準大部分是建立在類似于國際機場或鐵路樞紐的大型基礎設施規劃模型基礎上：與政府合作商定和規劃場地，以及資金和融資。

如果一個行業模型中有幾十個反應堆建造，而且往往是在新的地點，那么就需要一種不同的行業標準。

這一點已經很明顯應用于SMR的許可證發放過程中，在某些情況下，它也挑戰了長期以來關于如何設計和運行核能的假設。

例如，NuScale的一項要求就規定了一個專用控制室和每個核機組的最低操作員數量——但NuScale的新設計將有一系列小型反應堆在一個控制室中運行。

當其他SMR或微型反應堆設計（其中一些使用遠程操作）進入許可程序時，該問題也將會以不同的形式出現。

同樣，還需要一種新的選址方法，其工業模式適合幾十個和數百個地點，而不是每個國家一個或兩個。

監管機構必須準備好處理這一問題，因為我們看到了SMR可以大規模推廣的真正開端。

幾個月前，NuScale電力（NuScale Power）公司朝著這個方向邁出了一步，與兩個波蘭組織簽署了諒解備忘錄，開發一批潛在的場地。

一個是基于需要重新調整用途的發電廠：與位于俄克拉荷馬州的綜合能源公司Getka Group和波蘭能源公司Unimot一起，確定可能部署SMR的燃煤發電廠。

GE日立核能、BWXT加拿大有限公司和總部位于波蘭的Synthos Green Energy（SGE）也簽署了一份合作意向書，在波蘭部署BWRX-300 SMR。SGE及其合作伙伴希望在21世紀30年代初在波蘭部署至少10座BWRX-300 SMR。

NuScale電力董事長兼首席執行官約翰·霍普金斯（John Hopkins）表示，SMR是“一種理想的靈活清潔能源解決方案，可用于重新調整退役燃煤發電廠的用途，最重要的是，可以讓波蘭社區現有的熟練發電廠員工再就業”。

美國也提出了類似的論點，要求在燃煤電站即將關閉或已經關閉的地點安置SMR。

除了熟練的勞動力，這些站點還可能擁有其他關鍵資源——電網連接、供水和民用基礎設施——這些都可能降低安裝SMR的資本成本。

類似地，另一家美國SMR開發商TerraPower，正在討論在懷俄明州一個即將退役的煤廠建設其第一個鈉示范項目的計劃。

該設計包括一個熔鹽儲能系統，目前正在與GE日立核能（GEH）工程和施工合作Bechtel共同開發。

SMR也可以取代小型天然氣或柴油裝置。在偏遠或其他無法進入的地點，安裝常規電源和運輸燃料供應既復雜又昂貴，在這種情況下，SMR裝置的經濟性看起來更加顯著。

例如，據說俄羅斯的Akademik Lomonosov浮動核電站就是為了這個目的而規劃的，其兩臺35MWe KLT40S SMR機組可為一座約10萬人口的城市供電，并提供熱量，可用于當地供熱或海水淡化（每天產生高達24萬立方米的飲用水）。

NuScale還將這些偏遠地區視為一個潛在應用推廣區。

該公司已與波蘭銅和銀礦業公司KGHM以及PBE Molecular聯手，為該礦業公司的生產工廠提供電力。該合作將開發和建設四個SMR，可能多達十二個（裝機容量約1GW）。

3、目標日期

以上所提到的合作計劃均將2030年作為運營目標。

KGHM Polska Miedz SA管理委員會主席Marcin Chludzinski說：“氣候變化迫使我們必須要采取果斷行動。我們已經感受到了氣候變化的影響，包括在金融等方面，以及與能源價格上漲有關的其他影響。到2030年建造小型核反應堆是一項堅實的宣言，也是我們能源轉型的一個目標。我們是波蘭能源的先驅者，正如我們過去所做的那樣，我們的第一座核電站將于2029年投產。”

英國也在考慮類似的時間計劃。

Tom Greatrex是英國核游說集團核工業協會的首席執行官。在保守黨年會上舉行的一次關于新核能的會外會議上，他表示，勞斯萊斯財團仍需做出一些決定，SMR“在未來幾年內無法部署”。

他補充道，“我們可能在十年內有第一個，但明天無法部署”。

在美國，NuScale表示“正積極與我們的制造合作伙伴合作，并準備在2027年向客戶交付第一批NuScale核電模塊”。

該公司表示，預計第一座NuScale 12模塊示范電廠將于2030年在愛達荷州全面投入運營，作為猶他州相關市政電力系統無碳電力項目（CFPP）的一部分，12個模塊中的第一個模塊將于2029年上線，

Chludzinski在一份有趣的補充說明中還表示，SMR將“大幅降低我們業務的運營成本”，這增加了它出售多余部分成為電力供應商的可能性。

Chludzinski補充道：“我們計劃商業化發電，以幫助波蘭實現綠色轉型，降低普通家庭的生活成本。”

工業界建造自己的發電和交易過剩能源的模式已被普遍采用，但它們是基于天然氣或可再生能源的。

這表明，利用SMR實現核工業的潛在工業化將給該行業帶來革命性的變化。