在傳統核電發展遇挫的當下，小型核電受到業界越來越多的青睞。核電企業紛紛規劃選址，跑馬圈地，小核電能否帶動核電產業再次復興？

在全球核電遭遇寒冬，我國內陸核電審批無望的當下，核電公司在小核電方面的布局，似乎為整個行業帶來一絲回暖的跡象。

“小核電沒有內陸和沿海的限制，有其特有的發展前景。”曾參與我國第一座生產堆設計的中國工程院院士葉奇蓁如此表示。

換言之，小核電是不受國家“十二五”期間暫停內陸核電發展條框限制的，或許，小核電可以重新開啟內陸核電市場。“中核要把小核電做成一個產業，而非一個戰術性的行動，我們的市場開發團隊已經深入到衡陽、江西、蘭州、莆田、吉林、牡丹江等地選址，有沿海，也有內陸。”中核集團核動力事業部副主任程慧平說道。

程慧平是中核集團小核電團隊的主要負責人，也是國內少數深入研究小核電的專家之一，他坦言，中核集團自從2010年啟動小型堆ACP100的研發工作以來，已經投入研發資金6億元，“2013年，ACP100的設計就會完成，項目一旦通過國家相關部門的審批就可以開工建設了”。

中核是啟動小核電最早的企業，從“九五”期間，該公司就開始儲備技術。而其他幾家核電企業也紛紛步其后塵－－中電投正在湖南永州為小核電選址；中廣核專門在中科華核電技術研究院旗下成立了小型核電研究團隊，加速開展研發工作；華能石島灣高溫氣冷堆核電示范工程已經開工。

“應該說，華能石島灣項目是國家核準的第一個小型堆示范項目。我們已經向國家能源局送審了ACP100莆田示范項目的項目建議書，希望也能作為一個示范項目推進，莆田項目跟華能的高溫氣冷堆技術路線不同，我們選用的是國內、國際更為成熟的壓水堆。”程慧平解釋說，現在我國力推的AP1000就是壓水堆。

不僅僅是國內企業，西屋、阿海琺、東芝等國外企業也開始介入小核電領域，并表示看中了中國市場，“我們從2010年年底就開始積極開展西屋小型模塊核反應堆（SMR）的設計，預計在2014年中期向美國核管會提交SMR的設計認證申請，并計劃于2021年在美國阿莫林密蘇里公司的卡拉威核電站第一次正式商用小型堆技術。”西屋首席技術官兼高級副總裁愷瑟琳接受《能源》雜志記者采訪時表示，“希望如同當初的AP1000一樣，加強與中國的合作。”

美國是較早提出小型堆的國家之一，總統奧巴馬近期提出要建設500個小型堆來替代老舊的火電機組，在2012年3月奧巴馬宣布，計劃在今后的5年出資4.53億美元用于支持模塊式小型堆的研發。

小核電升溫

按國際原子能機構（IAEA）的定義，核電小型堆功率在300MWe以下，是一種采用模塊式設計、單堆功率較小的一體化壓水反應堆。一些國家評價小型堆為“核能工業的轉折點”、“開創核能多用途新時代”。據悉，IAEA已于2004年6月啟動中小型堆的開發計劃，同時成立“革新型核反應堆”協作研究項目，成員總數至今已達到30 余個。

數據顯示，全球有26座小型堆處于運行中，有4座小型堆處于建造階段。但與各個國家的預期相比，這個數據只是冰山一角。奧巴馬一直力推清潔能源的發展，他曾表示，美國接下來是核選擇，美國參議院有一項新議案，將小堆開發列入聯邦政府資助名單。西屋公司是從中受益的企業之一，愷瑟琳坦言，“政府的幫助對小核電的發展是必要的”，西屋開始小型堆的設計可以追溯到上世紀60年代，并且擁有超過15年的先進小型堆發展經驗，新型的SMR也于2010年開始設計堆型。

在歐洲，法國和俄羅斯也在加緊布局小核電；在亞洲，日本東芝公司高調宣稱其研發的10MWe小堆30年內不必更換燃料，可供日本3000個家庭用電。
在中國，“各企業都在花大力氣做研究，中核已經開始申報莆田項目。”葉奇蓁一直關注著小核電的新動向。

據程慧平介紹，中核盡管從“九五”期間就開始儲備技術，但真正作為一個產業固定下來是從2010年開始的，也是從那一年，ACP100的堆型被確定了下來。2011年4月，中核集團成立中核新能源有限公司，專門負責小型核電站的推廣和建設。

隨后，主管小核電的核動力事業部于2011年11月16日掛牌成立，定義范疇為開展核動力技術研發、工程設計、工程建設、設備設計和制造、技術支持與服務等業務領域。中國核動力研究設計院、中國核電工程有限公司、中國中原對外工程有限公司、核動力運行研究所、中核新能源有限公司、中核科技實業股份有限公司等納入核動力事業部。

“小堆的選址比大堆更靈活，向內陸發展就更有可能，我們采取了廣撒網的模式。”中核集團核動力事業部工程師高志虎說，“我們正在做一個課題，是小核電廠址適應性研究，現在還沒結題，但是初步得出了結論：一是小堆的適應性好，二是小堆取消或簡化場外應急是有可能性的。”

程慧平的團隊有幾百名技術專家，他說，有這個團隊才具備了把小核電作為一個產業發展的基礎。程慧平坦言，“中核是為了實現差異化發展，當其他核電公司熱衷于做140萬、170萬大機組的時候，我們選擇做小的，以避免不必要的競爭。”

日前，中核選出了各方面條件較好的莆田項目進行申報，但還是比華能晚了一步，華能石島灣的高溫氣冷堆項目已于2012年年底正式開工。華能核電開發公司原總經理王迎蘇表示，小型的高溫氣冷堆比大型堆將更能適應市場需求，看好其商業前景，而且由于安全性高，這一堆型可以建在城市周邊，避免了遠距離傳輸的，“尤其可以滿足發展智能電網和分布式電源的要求”。

中廣核是第三家宣布進入小核電的企業，中廣核集團副總經理張煒清在2012年提到，將抓緊推進先進小型堆（核電站）的研發安排。2012年3月，中科華研究院邀請美國俄勒岡州立大學吳樵教授來華，俄勒岡州立大學在小型核電站的研發設計領域有很高的地位。

此外，中電投也在進行小核電的選址考察工作。某不愿具名的核電企業人士如此來評價四大公司的動作：“中核和華能有技術，勢必想自己做；而中廣核和中電投反之，存在技術上的缺陷，他們可能會采取另外的策略，比如對外引進先進技術。”

小核電“熱”之所以突然升溫，中核集團核動力事業部工程師廖瑋將其總結為環境驅動和市場推動兩個因素，他解釋說，“節能減排的壓力，全球尤其是發展中國家核電的復興，智能電網、分布式能源的熱炒，以及小核電的多用途需求，自我融資能力的便利，發生事故的低概率都是直接原因。”

技術之爭啟幕

“如同大核電一樣，小核電也存在技術之爭，各企業有不同的思路。”葉奇蓁說。

據高志虎介紹，現在國內主要有三種技術，一是華能石島灣的高溫氣冷堆，二是清華大學在研究的低溫核供熱堆，也稱NHR，第三個就是以中核的ACP100為代表的壓水堆。“現在國際上70％都是壓水堆，國內也是壓水堆占主導地位。”

“氣冷堆在核燃料后處理方面還不完備，陶瓷燃料球不如壓水堆燃料棒好處理。如果再次利用，則需要對陶瓷燃料再做一個閉合的產業鏈。”上述人士說，但是，高溫氣冷堆可以利用獨有的高達六七百度的蒸汽優勢制出優質的氫氣，這是其他技術類型均無法達到的。

對于壓水堆，程慧平說，這是當前最成熟的技術，與AP1000是同一體系，“ACP100比AP1000難在做'小'上，就像電子元器件一樣，以前二極管像筆帽那么大，現在是微電子級的了，同理，小核電做'小‘很難，現在做成了系統集成可謂一項創新”。

西屋電氣公司已正式推介其200MWe小型模塊核反應堆，并準備在美國能源部的示范項目中發揮作用。“西屋的SMR采用了高模塊化的設計，組件可以用鐵路、卡車或是駁船運至建造現場，除此之外，該設計可以適應電網由于接入大量可再生能源電站所帶來的對于穩定性的要求。”愷瑟琳說，“西屋有信心成為美國和全球首個SMR電站的技術提供方。”

對于各國的新技術，廖瑋特意做了一番研究，他分析道，美國、日本、俄羅斯、韓國、阿根廷等國家正在展開激烈的競爭。美國西屋公司的IRIS是典型的一體化反應堆，反應堆功率在800MWt，電功率225MWe，非常高效。而美國巴威公司的小型壓水堆mPower則是一個一回路一體化布置，單堆熱功率500MWt，電功率125MWe。2011年美國DOE投資3800萬美元用于中小堆開發，mPower是其中被資助者之一，巴威公司已經在2012年取得設計認可證，2016年年底取得設計運行許可證，2020年建成發電。

韓國國家原子能機構開發的小型壓水堆SMART是一體化強迫循環壓水堆，熱功率為330MWt，2011年完成標準設計和取證，2012年開始建造。俄羅斯聯邦機械制造試驗設計局開發的小型多用途核電源KLT－40S屬于緊湊布置的強迫循環壓水堆，單堆熱功率150MWt，已完成詳細設計并取證。另外，俄羅斯還有VBER150、VBER300兩種類型。

據程慧平介紹，面對如此多的小核電技術，法國政府也坐不住了，日前法國政府批評阿海琺公司，將注意力都放在了單機容量過大、安全冗余度過多、過于復雜、造價過高、經濟競爭力低的第三代歐洲壓水反應堆（EPR）上，建議阿海琺也應該提供一些小型的、足夠安全、更廉價的核反應堆。
根據廖瑋的統計，當下國際上有45種以上革新型中小型反應堆概念和設計，部署目標介于2012年至2030年之間。　

不僅僅是供電

“西屋相信迅速發展的小型堆會是大型商用核電項目的補充，能進一步拓展核能利用的層面。在化石能源電站的更新換代中，小型堆能替代那些較小容量的電站。”這是愷瑟琳對小核電的定位。

但是，廖瑋說，“對于小核電，國際上的能源表達需求是電20％，熱需求8％。”

也就是說，并非所有的國家都如同美國一樣需要用小核電來替代傳統電力，而是把其當作他用。“美國與我國的國情不同，他們電力領先我們至少20年，美國需要電源替代，而我國正是經濟大發展時期，電力還不夠用，何談替代。”程慧平說。

“小核電不僅僅是發電，還可以綜合利用，比如供暖、海水淡化、制冷、工業用熱、為海上平臺提供能源、為破冰船提供動力等等。”葉奇蓁稱。

西屋也在關注發展中國家對核能的新應用，愷瑟琳表示：“小型堆能應用的行業，其一包括供電、供熱、水處理、熱電聯產等工業。其二，小型堆能為其它能源的生產提供能源，諸如油砂、頁巖氣和煤變油的生產。”

專家稱，中海油的采油平臺就有此需求，現在中海油一直是用伴生油氣在發電，價格比較貴，氣源又沒保障，小核電就可以在此發揮作用。

其實，中核在上世紀90年代就曾著手做一些核能綜合利用的項目，比如天津的海水淡化、吉林的供熱項目，但是都無疾而終。“原因是多方面的，一是當時的項目本身有制造缺陷，比如吉林的供暖項目只能冬天供熱，夏天用不上，現在的新技術可以做到夏天制冷和發電了。”

而天津的海水淡化沒有推行下去，癥結在于居民的可接受性問題，當時公眾一直對核做的海水供熱進入供熱系統持質疑態度。“大家心存顧慮，最終天津選擇了反滲透法，但是反滲透法的水質其實還沒有核淡化的水質好。”程慧平說。

事實上，核能海水淡化并非一個新概念，而是一項日趨成熟的技術，美國、日本已有多年的核能海水淡化業績。1972年至1999年年間，位于里海沿岸的哈薩克斯坦第六大城市阿克套的一個核反應堆一天就可生產出135MWe的電力和8萬立方米的飲用水。目前很多地方使用礦物燃料淡化海水，波斯灣沿岸等石油豐富的國家基本依靠海水淡化生存，不可避免排放著大量的溫室氣體。核能海水淡化不但節能，而且溫室氣體零排放，這項技術是解決水危機最清潔和最高效的方式。

采訪中，幾乎所有的采訪對象都提出小核電將成為熱電冷三聯供的理想熱源。由于能源結構的原因，城市冬季供熱以燃煤為主的局面短期難以扭轉。為減少輸熱損耗，熱源一般建在城市附近或居民區內，在市內大量燃煤造成嚴重的環境污染，而且煤炭還是溫室氣體的強排放能源。我國“三北”地區兼顧城市供熱的約8000萬千瓦純凝小火電機組能耗高、污染重，淘汰落后小火電必須有替代能源。核能熱電聯供及工業工藝供熱有廣泛的市場，但這些用戶對單堆容量的需求較小，區域性強，并對安全性和廠址條件提出了更高的要求，核反應堆必須盡可能靠近熱用戶，距人口密集區較近，必須采取特殊安全措施來適應。針對這些條件和要求，大型反應堆很難適應這些領域的應用，小型堆在核能非電應用方面是大型反應堆無法替代的堆型。

但是，企業們還是有所擔心，“供熱價格非常低，市政供熱系統都是政府補貼，在城市中供熱能否順利收回供熱費是最大的問題”。

另外，當前隨著智能電網、分布式能源概念的實施，小型堆用于島嶼、石油鉆井平臺及企業自備電廠等發電成為一個新熱點。受地質、氣象、冷卻水源、運輸、電網容量和融資能力等條件的限制，我國內陸未聯網地區和其他一些發展中國家對中小型堆發電存在實在的需求。小型堆投資小、占地少、建造方便、廠址適應性強，可以應用于大型反應堆機組無法應用的場合，如中小規模電網。小型堆可滿足廣大發展中國家中小規模電網穩定性要求以及電力需求增長率較低的國家市場需求。從世界范圍內電站規模分布來看，大多數的發電廠機組容量低于500MWe，這有利于電網尤其是中小電網的穩定。

經濟性和立法掣肘

既然小核電的用途如此廣泛，為何還未能大規模應用？面對這個問題，葉奇蓁的回答簡單而又直切要害，“國家對小堆挺支持的，但是業界普遍對小型堆的經濟性提出了質疑，原因在于堆小了比功率造價就高了，經濟性不好就會喪失市場。如何做到既要有市場，價格又合理，這才是難題。”

但葉奇蓁轉而又提到，“不嘗試誰又知道能不能做好呢。所以還是要有試點，要做示范，要盡早進行商業化運行。”

當然也有專家和公司并不看好小核電，國家核電技術公司專家委員會專家湯紫德就持有這種觀點，他電話中對《能源》雜志記者說，“從經濟上看，小堆是比不上大堆的，因為設備還是那么多，小堆減少的設備有限。從規模上看，一個100萬千瓦的肯定比10個10萬千瓦的經濟性要好。”湯紫德所供職的國核技至今也沒涉及小核電的研發業務，反而是越做越大，朝著AP1400，甚至是AP1700前行。

對于經濟性問題，高志虎給出了不同的解釋，他說，“不能僅僅從比功率的造價來評價其經濟性，還要要看綜合的經濟性”。如果一些地區的負荷不需要那么多電，比如某個地區只有40萬千瓦的負荷需求，抑或電網容量只能接受40萬千瓦，建了一個60萬千瓦的核電站，將功率降低到67％來運行，未必比4個10萬千瓦的小核電站更劃算。另外，4個10萬千瓦的小核電更利于實現滾動發展，能有效減小融資的壓力，這或許就是小型堆比大型堆更容易賣出去的原因。

程慧平也持相同的觀點，他提出，現在研發還沒完全固化下來，造價只是一個估算，“我們的目標是跟國內的脫硫脫銷后的燃煤電廠的等效電價相比更具競爭性”。

不得不指出的一點是，核電機組的經濟性一般隨著單堆容量提高會得到進一步改善，但機組容量的增大勢必以復雜的安全設施為代價，并與工業制造能力、運輸條件、廠址條件和電網容量相適應。而小堆卻有獨特的優勢：第一，由于其本身比較簡化，建設周期比較短，造價會低一些，一般大堆的投資在200億元左右，小堆不超過40－50億元。第二，小堆更利于滾動開發，一個百萬機組大堆需要10年時間建成，在資金比較緊張的情況下投資周期很長，對投資者是不利的，小堆可以縮短到5年左右，更利于滾動開發。5年后可以賺到錢，拿這筆錢去投下一個項目。

“資金流的表現是不同的，大堆是一個非常大的凹坑，但是小堆卻沒有。”對著一張圖表，廖瑋邊比劃邊解釋著。

除了經濟性，小核電的掣肘之處還在于至今國內還沒有針對小型反應堆的安全特點和應用條件而設置的相關核安全法規，只能套用大型反應堆的法規標準。

小型堆在城市供熱、工業供熱、核海水淡化等方面的用途要求反應堆盡量靠近負荷中心，現行法規對核電廠場外應急的相關規定成為了制約其實現工程應用和推廣的瓶頸，要打破此瓶頸，需要減少限制發展區，取消或簡化場外應急，亟待從法規標準適應性以及從設計上提高安全性兩個方面予以解決。

“小堆必須離居民很近，如果是供熱的話傳輸距離越短熱損耗越少。”葉奇蓁說。

程慧平認為，由于模塊式小型堆是自主研發的新一代反應堆，沒有參考電站，獲得安全局的審查、認可將是其進入市場的先決條件，國家相關部門要有一定的認證和安全審查的環節，并在產學研用上都要介入，全面鼓勵創新。另外，相關部門還應該在科研成果轉化成生產力的角度有一些安排，至少應該主動去打消公眾的抵觸情緒。

但愷瑟琳卻說：“不能把標準的缺失只歸結于政府，技術開發方、客戶和監管方需要一起合作推進標準化設計和運營。”