全球竞争小型模块化反应堆,中俄实用化领先
2022/08/26
世界各国纷纷开始引进以安全性和建设费低廉为特点的小型模块化反应堆(SMR)。有可能改变以大规模发电站为主的电力供给方式,美国新兴厂商NuScale Power等将开拓新市场。与美欧对立的中俄也尽快推进实用化。作为解决因气候变化和乌克兰危机而日益复杂的能源问题的强有力技术,小型模块化反应堆的开发竞争日渐激烈。
“欧洲的能源安全保障能得到强化,将在罗马尼亚和美国创造数千个就业岗位”,在俄罗斯仍在进攻乌克兰的6月下旬,在举行G7峰会的德国南部的埃尔茂,美国总统拜登如此表示。
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拜登考虑到的是NuScale Power在罗马尼亚建造SMR的计划。拜登强调称,“将扶持划时代的美国技术的开发”,提出了通过资金支援等加以推动的态度。
NuScale Power是2007年成立的新兴企业。追求大型化的传统反应堆的输出功率每座超过100万千瓦,而该公司的SMR仅为7.7万千瓦,还不到10分之1。在应对气候变化等方面,SMR的利用受到期待,目前在能源安保方面也再次受到关注。
天然气涨价构成威胁
NuScale Power的董事长兼首席执行官(CEO)John L. Hopkins在8月10日的财报说明会上表示,在俄罗斯减少对欧洲的天然气供应、天然气价格上涨成为威胁的背景下,“更加需要来自原子能的清洁电力”。
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东欧的其他国家也存在引进该公司SMR的构想。日本东洋大学教授市川显表示,从长期来看普及可再生能源不可或缺,同时指出“由于俄罗斯的威胁和脱碳化的要求,东欧各国不得不依赖核电站的状况正在产生”。
SMR是新一代的小型反应堆,采用不依赖电源即可冷却反应堆的结构等,提高了安全性。在工厂制造大部分设备,能以较短工期降低建设费。NuScale Power此前的估算显示,在美国国内建设SMR发电站的费用为每千瓦不到3000美元,与大型反应堆(达到5000美元以上)相比降至几乎一半。
该公司的SMR可根据需求和选址建设多座。明显不同于需投入巨资、与大规模发电站建立供电网、向远方的消费地输送电力的传统思维。
要实现脱碳化,避免从遥远的大型发电站输送电力,构建在地区内的电力地产地销模式成为关键。SMR属于小型反应堆,具有实现分散型能源社会的潜力。
在美国,对SMR的关注也很高。NuScale Power的1号发电站最早2029年在爱达荷州起用。该公司表示,“能以具有竞争力的价格提供零部件”。还对于此前作为核电大国显示出存在感的日本企业显示出期待。
反应堆安全壳世界巨头IHI携手日挥控股、国际协力银行向NuScale Power出资。力争在横滨工厂获得NuScale Power的订单,正在推进安全壳的开发。该工厂的厂长大久保亮太干劲十足地表示,“希望做到只要得到采用即可迅速交付”。
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SMR带来商机的公司不仅限于NuScale Power等新兴势力。加拿大安大略省电力公司(OPG)2021年12月选择日立制作所和美国通用电气(GE)的原子能合资公司——GE Hitachi Nuclear Energy作为新核电站建设计划的合作伙伴。
将采用GE Hitachi Nuclear Energy开发的输出功率为30万千瓦的SMR“BWRX-300”,预计2028年建成第一座。BWRX-300以通用电气和日立具有优势的沸水反应堆(BWR)为基础,该公司具备丰富的相关知识。知名度和可靠性高,还在美国等地推进相关计划。
英国把核能定位为“绿色工业革命”的支柱之一,一直在推进SMR的开发。还将其视为带动经济增长的发动机寄予厚望。2020年以罗尔斯·罗伊斯(Rolls-Royce)为中心的协商会发布了一个构想:以政府参与为前提,在20年内建设16座SMR发电站,创造4万个工作岗位。
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发电站的8成设备将在英国国内制造,预计将会带来520亿英镑的经济效应。罗尔斯·罗伊斯通过子公司建造输出功率为47万千瓦的SMR,争取首座SMR于2030年代初投入运行。该SMR将来还计划出口,可能会对英国夺回制造业主导权发挥关键作用。
日本的态度慎重
与积极引入SMR的美国、英国、加拿大相比,日本显得较为慎重。虽然执政党的一部分人等主张利用SMR,但鉴于东京电力福岛第一核电站事故的教训,日本持续冻结了新增核电站。
在这样的情况下,日本出现了着眼于未来建设的动向。三菱重工业正在开发30万千瓦功率的SMR,已于2021年开始和日本国内的大型电力企业商议初期设计。
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在SMR的商用化方面,预计轻水反应堆(使用普通水作为原子炉的冷却材料)将处于领先地位,世界各国也在瞄准新一代反应堆进行技术开发。日本东芝正在挑战高温气体反应堆的研究,这种反应堆因可提取高温热量的技术而备受关注。还设想同时设置蓄热设备来调整发电量,或者与氢气制造设备相结合的用途。
中俄在实用化上领先,还计划用出口以掌握主导权
比北美和欧洲抢先一步,中国和俄罗斯正在稳健推进小型模块化反应堆(SMR)的引入工作。俄罗斯已实现“海上浮动式”SMR的实用化,还计划在陆地上建造。中国也于2021年开始建设陆地型SMR。
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2020年5月,俄罗斯国营核能企业俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)在远东楚科奇自治专区内开启了世界首座浮动式核电站“罗蒙诺索夫院士”号的商业运行。据悉这是装载两座3.5万千瓦核反应堆的船型核电站,可满足该地区50%的能源需求。另外,俄罗斯将于2027年以后陆续启动4座装载5万千瓦功率新型SMR的船型核电站。
俄罗斯国家原子能公司还考虑在陆地上建造SMR。2020年12月,该公司与位于俄罗斯远东地区的萨哈共和国就在北部地区建设输出功率为5.5万千瓦的SMR达成协议。最早将于2024年开工建设,2028年投入运行。
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中国的行动也非常迅速。中国核工业集团2021年7月开始在海南省开工建设SMR“玲龙一号”的实证堆。输出功率为12.5万千瓦,已经通过国际原子能机构(IAEA)的安全性评估。据称,玲龙一号采用既能发电还能用于取暖和海水淡化的设计。
在全球核电站市场上,中俄的存在感很强。通过军事援助和融资的方式,推进了对亚洲、中东、东欧等地区的出口。国际能源署(IEA)6月的报告显示,在2017年以后世界各地开工建设的31座反应堆中,俄罗斯和中国建造的占27座。中俄也有可能在SMR市场上掌握主导权。
日本经济新闻(中文版:日经中文网) 川崎NATSU美、三隅勇气、生川晓
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