英國核電的“小目標”

2018-01-29 16:06:00 《環球》雜志　點擊量：評論 (0)

日本福島核泄漏事件發生后，歐洲國家開始降低核電在能源結構中的比重。然而，英國對于核電的態度與歐洲其他國家大相徑庭。英國能源部長理查

日本福島核泄漏事件發生后，歐洲國家開始降低核電在能源結構中的比重。然而，英國對于核電的態度與歐洲其他國家大相徑庭。英國能源部長理查德·哈林頓近期在英國核工業協會年會上明確了核電在英國產業戰略中的核心地位。

英國政府近日宣布，將通過撥款等一系列措施加快新一代核能技術的研發，以確保該國在這一領域的發展維持在國際先進水平。

未來3年，英國政府將提供資金支持先進的“小型模塊化反應堆”發展，并將開展相關評估，加快其中一些具有可行性的反應堆設計開發。英國政府還會在這類小型反應堆的監管、融資等方面開展早期調研。

眾所周知，2011年日本福島核泄漏事件發生后，世界核電產業遭受嚴重打擊。歐洲國家作為曾經核電發展的重要地區也開始降低核電在能源結構中的比重，例如，德國在福島核泄漏事故后宣布到2022年關閉境內所有核電站;核電占比高達75%的法國近期也表示準備關閉部分核電站，為風電和太陽能提供更廣闊的發展空間……

然而，英國對于核電的態度與歐洲其他國家大相徑庭。近期，英國能源部長理查德·哈林頓在英國核工業協會年會上明確了核電在英國產業戰略中的核心地位。在歐洲整體去核化的背景下，英國此舉有何意圖?

探索之路

相較傳統的核反應堆，“小型模塊化反應堆”并非專指水堆、冷氣堆等特定反應堆技術，而是結合了小規模發電和模塊化生產這兩大特點、以第三代核反應堆技術為主的反應堆的統稱。

根據國際原子能機構定義，每一個裝機容量不超過30萬千瓦的反應堆被認為是小型反應堆。模塊化則強調這種反應堆的建造可以實現工廠的生產線式生產，然后將生產的產品運輸到核電站建造地進行組裝完成。

顯然，“小型模塊化反應堆”是對傳統大型核反應堆的創新，改變了核電站的建造方式以及相應的電力傳輸、分配模式。

英國對于“小型模塊化反應堆”的關注始于2011年。當年，英國上議院科學技術委員會發布《英國的核未來》，將發展“小型模塊化反應堆”技術列為英國核電產業的一項重要目標。英國政府2014年發布有關“小型模塊化反應堆”在英發展潛能的報告，開始深入探索該項技術的發展可行性。

2015年11月，英國宣布實施一個極具雄心的核研究和發展計劃，即在未來五年內投資2.5億英鎊支持新一代核科技研發。其中“小型模塊化反應堆”特別是反應堆部件實現工廠流水線生產方面占據整個投資金額的40%以上。英國政府試圖將本國打造為全球“小型模塊化反應堆”技術的領導者。

2016年，英國發起了一場關于“小型模塊化反應堆”設計的競賽活動，歷時18個月，全球共有33個機構參與其中，提供了多種反應堆設計方案。根據競賽中出現的問題，2017年12月，哈林頓提出了與核電站監管規則、技術研發和設計細化以及相關市場完善相關的三項改革措施。

優點何在

英國重視核電產業的主要原因是：在完成減排目標的同時，保障國家能源供給安全。

英國氣候變化委員會認為，能源產業能否在2030年完成大規模去碳化，將成為能否實現減排目標的關鍵。然而，能否單純依靠可再生能源實現減排目標仍未可知。因此，英國政府提出了“核能復興”戰略，使核電成為英國應對氣候變暖的首要能源選擇之一。

就供給安全而言，核電相較于穩定性弱的可再生能源而言更具優勢。

而英國選擇重點發展“小型模塊化反應堆”，成本、應用更靈活經濟和推動自身核電技術發展等都是考量因素。

“小型模塊化反應堆”的反應堆部件能夠在工廠生產，達到規?；a后可顯著降低生產成本，之后運輸到建造地進行組裝，也將有效解決傳統反應堆建造時間過長的問題。

“小規模”還使得該技術的應用更具靈活性和經濟性：首先，在電力供應規模方面，通過對多個小型堆進行組合調整，可以服務于不同規模的電力網，適用于更多地區;其次，從吸引投資的角度來看，單個反應堆的前期投資更小，更易吸引投資;同時，小規模使得核電站可以距離供電市場更近，能夠兼顧熱能傳輸和水脫鹽處理，從而增加發電以外的收入;此外，安全性的提高和拆解難度的下降也是“小型模塊化反應堆”不可忽視的優勢。

相比之下，大型核電站的建造周期長、成本高、安全核查程序復雜，很難吸引到足夠的民間投資。到2030年，英國三分之二的核電站將面臨退役，巨大的能源空缺需要填補，加上英國自1995年后已停止建造新的核電站，長達20多年的空白導致大型核電人才培養出現斷檔，發展“小型模塊化反應堆”技術成為彌補未來能源缺口的現實之選。

三個潛在問題

不過，“小型模塊化反應堆”作為一項尚未大范圍實踐的技術，仍存在一些潛在問題。

第一，成本問題。由于缺乏實踐經驗，對“小型模塊化反應堆”的經濟成本的評估目前僅限于理論層面。雖然工廠流水線生產會有利于降低反應堆組件的生產成本和退役反應堆的拆解費用，但是反應堆的組裝成本或將增加;同時，小型反應堆的熱效率將低于大型反應堆，燃料成本或會增加。

第二，當前的核電站許可證規則無法適用于規?；a的“小型模塊化反應堆”，特別是工廠流水線式的自動化生產完全不符合當今核電站的安全核查規定。因此許可證和規則的調整同樣需要一定成本和較長時間。規則調整與磨合也從一定程度上阻礙了“小型模塊化反應堆”的建設和實踐。

第三，從技術出口的角度看，英國想要實現“小型模塊化反應堆”技術出口，需要使該技術符合進口國的技術規定。因此，許可證和規則的國際協調也是潛在阻礙因素。特別是在“脫歐”公投后，英國政府已明確表示退出歐洲原子能共同體，這將對英國在國際規則協調和核貿易方面產生消極影響。

中英合作前景可期

中國工程院院士葉奇蓁曾提出，中國核能創新發展的重要方向之一就是核能應用的多樣化，其中就包括“小型模塊化反應堆”的研發設計。

目前，中國與美國、俄羅斯、加拿大等國是少數擁有至少一種“小型模塊化反應堆”技術的國家。在英國2016年發起的設計競賽上，中國核工業集團公司提交了ACP100 SMR和ACP100+ SMR兩種設計方案。由此可見，在該領域的研發方面，中英存在較大合作空間。

而且，中國現已突破第四代核反應堆技術有關燃料組件部分的關鍵難題，處于世界領先地位。因此，在建設欣克利角C核電項目的基礎上，中國可繼續利用技術優勢，加強與英國在新一輪核電站建造中的合作。

另外，國際原子能機構曾指出，在技術發展的設計階段，重視安全和規則方面的國際交流與合作至關重要。因此，在發展“小型模塊化反應堆”時，中國也應重視技術以及監管方面的國際合作，可開展與英國的合作，借鑒其在許可證及國際規則協調方面的經驗教訓，為未來技術出口奠定良好基礎。

(閆姝曉系中國人民大學國際能源戰略研究中心助理研究員;劉旭系中國人民大學國家發展與戰略研究院研究員)