近日,美國(guó)《耶魯360度環(huán)境觀(guān)察》雜志刊文指出,當(dāng)前,一些國(guó)家和核能公司正在努力開(kāi)發(fā)小型核反應(yīng)堆。與傳統(tǒng)核能相比,小型模塊化反應(yīng)堆具有更安全、更便宜,且能更好的與可再生能源兼容的特性,因此前景被業(yè)界普遍看好。但也有業(yè)界人士對(duì)小型模塊化反應(yīng)堆的技術(shù)成本、安全問(wèn)題存疑。
應(yīng)用前景廣闊
《耶魯360度環(huán)境觀(guān)察》指出,推廣新一代核反應(yīng)堆的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。首先,若要實(shí)現(xiàn)本世紀(jì)中葉之前削減二氧化碳排放的目標(biāo),就應(yīng)考慮新一代核技術(shù)。其次,許多現(xiàn)有的核電站正在老化,新的核電建設(shè)受到嚴(yán)重拖延和巨額成本超支的困擾;大型核電站成本往往超過(guò)100億美元。此外,因?yàn)樾⌒湍K化反應(yīng)堆更易啟動(dòng)和運(yùn)行的靈活特性,隨著可再生能源供應(yīng)的增長(zhǎng),可以更好地與風(fēng)能和太陽(yáng)能兼容。
文章認(rèn)為,小型模塊化反應(yīng)堆還有其他盈利前景,比如,不僅能用于電網(wǎng)發(fā)電,還可以用于開(kāi)發(fā)先進(jìn)反應(yīng)堆,包括核能制氫或海水淡化。此外,小型模塊化反應(yīng)堆也將對(duì)減少碳排放作出貢獻(xiàn)?!坝杏^(guān)點(diǎn)指出,如果不依賴(lài)核能,凈零排放不可能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)?!?/p>
各國(guó)競(jìng)相研發(fā)
據(jù)了解,美國(guó)核電公司NuScale已經(jīng)在小型模塊化反應(yīng)堆技術(shù)的開(kāi)發(fā)上投資了9億多美元。近期,美國(guó)核管理委員會(huì)剛剛完成了對(duì)NuScale反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的第四階段審查,這也是該委員會(huì)審查的第一個(gè)小型模塊化反應(yīng)堆認(rèn)證。該公司預(yù)計(jì)最終審批將在2020年底前完成。美國(guó)能源部已經(jīng)在NuScale的小型模塊化反應(yīng)堆項(xiàng)目的研發(fā)上投資了3.17億美元。
其實(shí),NuScale并不是唯一一家研發(fā)小型模塊化反應(yīng)堆的公司。俄羅斯也已經(jīng)在北冰洋啟動(dòng)70兆瓦的浮動(dòng)反應(yīng)堆——“羅蒙諾索夫院士”號(hào);中國(guó)也曾在2016年宣布,計(jì)劃建造國(guó)家級(jí)浮動(dòng)小型模塊化反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。此外,加拿大的安大略省、新不倫瑞克省和薩斯喀徹溫省也已簽署備忘錄,研究小型模塊化反應(yīng)堆的開(kāi)發(fā)和部署。
英國(guó)勞斯萊斯集團(tuán)也正在研發(fā)440兆瓦的小型模塊化反應(yīng)堆項(xiàng)目。據(jù)了解,該設(shè)計(jì)目前處于初期階段。勞斯萊斯集團(tuán)表示,其反應(yīng)堆的運(yùn)營(yíng)至少還需要10年時(shí)間。到目前為止,勞斯萊斯已經(jīng)從英國(guó)政府獲得了1800萬(wàn)英鎊經(jīng)費(fèi),且還在申請(qǐng)另外的2億英鎊。
勞斯萊斯和NuScale都表示,可向非洲和南美國(guó)家出售該種反應(yīng)堆?!斑@些國(guó)家不太健全的電網(wǎng)系統(tǒng)可能無(wú)法支持傳統(tǒng)大型反應(yīng)堆的能源負(fù)荷。即使在發(fā)達(dá)國(guó)家,小型模塊化反應(yīng)堆也能夠提供在偏遠(yuǎn)地方發(fā)電的可能性。例如,加拿大最近宣布,將在目前依賴(lài)柴油發(fā)電的北部偏遠(yuǎn)地區(qū)開(kāi)發(fā)小型模塊化反應(yīng)堆站點(diǎn)。”
成本、安全問(wèn)題存爭(zhēng)議
不過(guò),即使是規(guī)模較小的核反應(yīng)堆也仍然是最昂貴的能源形式之一,建造和運(yùn)行都需要大量的政府補(bǔ)貼。英屬哥倫比亞大學(xué)的拉瑪納教授表示,隨著可再生能源價(jià)格暴跌,核電將無(wú)法與之競(jìng)爭(zhēng)?!俺^(guò)1/3的美國(guó)核電站目前處于不盈利或計(jì)劃關(guān)閉狀態(tài)?!?nbsp;
也有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為,小型模塊化反應(yīng)堆同樣存在安全問(wèn)題。但業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示,小型模塊化反應(yīng)堆的小堆芯設(shè)計(jì)比大型反應(yīng)堆堆芯產(chǎn)生的熱量要少,因此不會(huì)產(chǎn)生堆芯過(guò)熱問(wèn)題。同時(shí),小型模塊化反應(yīng)堆部件比傳統(tǒng)反應(yīng)堆少,也從一定層面降低了發(fā)生事故的可能性。
NuScale正在研發(fā)的多座小型模塊化反應(yīng)堆反應(yīng)堆將被安置在同一個(gè)傳統(tǒng)反應(yīng)堆的安全殼中,這就意味著燃料、蒸汽和發(fā)電機(jī)都將在一個(gè)容器中。該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人雷耶斯說(shuō):“這降低了管道斷裂的可能性,從而減小了事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)?!?nbsp;
但《耶魯360度環(huán)境觀(guān)察》指出,使用壓水堆技術(shù)的小型模塊化反應(yīng)堆將產(chǎn)生高放射性乏燃料。對(duì)于如何安全儲(chǔ)存此類(lèi)廢料,目前還沒(méi)有一個(gè)國(guó)家提出永久性解決方案。