中國儲能網(wǎng)訊：2013年底，美國能源部宣布，出資2.26億美元支持努斯凱爾能源公司開展小型核電的技術(shù)研發(fā)和許可證申請。這是美能源部第二個小型核電資助項目。
作為奧巴馬政府加速推進清潔能源戰(zhàn)略的一部分，美能源部于2012年3月宣布了一項總額4.5億美元的科研資助計劃，幫助美國核工業(yè)開展小型模塊化反應(yīng)堆的技術(shù)研發(fā)和許可證申請。
2013年3月，美能源部宣布了首個小型核電資助項目，巴威公司獲得了至少1.5億美元的資助。
在清潔能源戰(zhàn)略中，到2030年，美國80%的電力將由包括核能在內(nèi)的清潔能源提供。通過此次大規(guī)模資助小型核電研發(fā)，可以看出即使在福島核事故之后，華盛頓對于通過發(fā)展小型核電實現(xiàn)其清潔能源發(fā)展目標(biāo)仍寄予厚望。
革命性的能源形式
小型核電，也稱小型模塊化反應(yīng)堆，是一種新型核能利用形式，其規(guī)模為現(xiàn)有商用核電站的1/3或更小，具有靈活性高、安全性高和投資小等特點。
小型核電適用于電力需求規(guī)模小、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的國家和地區(qū)，也可用于邊遠地區(qū)供電、居民和工業(yè)供暖供熱、海上石油開采、海水淡化等領(lǐng)域，具有非常廣闊的市場前景。
據(jù)國際原子能機構(gòu)預(yù)測，到2040年，全球小型核電的需求量將達1000臺。
由于規(guī)模變小，小型核電的安全性可以得到極大提高，其核燃料裝量只有大型核電站的5%，對周圍環(huán)境的影響遠遠小于商用核電站。同時，小型核電的投資金額也隨之大大減小，建設(shè)周期得到有效縮短。在現(xiàn)有小型核電設(shè)計方案中，投資金額在幾億到幾十億人民幣不等，建造周期縮短到 2至3 年。
而且，通過規(guī)模批量生產(chǎn)，可以有效降低小型核電生產(chǎn)成本，從而提高小型核電經(jīng)濟效益。這種成本控制方式已在美國海軍造船業(yè)上得到驗證。
此外，通過模塊化設(shè)計，小型核電可在工廠里完成整個反應(yīng)堆的生產(chǎn)和組裝，然后通過卡車或火車運輸?shù)侥康牡剡M行發(fā)電，在壽期結(jié)束后可將整個反應(yīng)堆運往后處理場，進行退役處理。
對于這種極具創(chuàng)新的設(shè)計方案，努斯凱爾能源公司研發(fā)部主任，前美國橡樹林國家實驗室核工程師丹尼爾·英格索爾博士表示，“我們正在尋找一種革命性的能源形式?！?
搶占行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位
據(jù)美國能源咨詢管理委員會預(yù)測，要實現(xiàn)清潔能源戰(zhàn)略，美國至少需要1100太瓦時的電力源自小型核電，該規(guī)模已超全美現(xiàn)有的100多座核電站的發(fā)電總量。
同時，小型核電也被美國工業(yè)界認為是替代退役電站和增強電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力的極佳選擇。
“它們可以有效增加電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力，因為它們可以根據(jù)實際需要來增加容量，也可利用它們替代退役老化的化石燃料電站”前美能源部長朱棣文在《華爾街日報》專門介紹小型核電的文章中寫道。
“小模塊化反應(yīng)堆是新一代安全、可靠的低碳能源技術(shù)，它為美國在全球低碳工業(yè)中占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位提供了一個重要機會”，美能源部長歐內(nèi)斯特·莫尼茲在項目資助發(fā)布會上說，“能源部致力于加強核能在低碳未來中的重要性，小型模塊化反應(yīng)堆這樣的新技術(shù)將確保我們在全球核能行業(yè)中保持領(lǐng)先位置?！?
美國如此大規(guī)模資助小型核電研發(fā)，正是期望通過發(fā)展小型核電加速推進其核能復(fù)興戰(zhàn)略，并希望在全球范圍內(nèi)迅速占領(lǐng)該領(lǐng)域的制高點。在美能源部與小型核電公司簽署的協(xié)議中，明確規(guī)定所設(shè)計的反應(yīng)堆必須在國內(nèi)生產(chǎn)，以增強美國的制造能力和提高美國的出口能力。
按照美能源部規(guī)劃，小型核電將在2025年實現(xiàn)商業(yè)化，屆時美國將成為全球小型核電行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。保守估計，未來6年內(nèi)，小型核電產(chǎn)業(yè)可提供約180萬個就業(yè)機會和約2800億美元的出口額。
發(fā)展戰(zhàn)略四步走
對于如何成功實現(xiàn)小型核電的商業(yè)化，美國學(xué)者給出了“四步走”的戰(zhàn)略方案。
第一步，盡快推進技術(shù)驗證和許可證申請。小型核電屬新型技術(shù)，對于負責(zé)設(shè)計的工程師和頒發(fā)建造許可證的美國核能管理委員會來說，需要時間和資金開展相關(guān)的實驗研究和技術(shù)開發(fā)。美能源部此次的資助項目，目的便是為小型核電開發(fā)公司進行技術(shù)驗證和許可證申請?zhí)峁┵Y金保障。
第二步，完成首堆建設(shè)。作為第一批生產(chǎn)建造的小型核電，因無法享受“規(guī)模生產(chǎn)”，高昂的造價或成其建造主要障礙。美能源部很大可能會成為首批購買者。通過其轄下的政府公共設(shè)施、國家實驗室或軍事基地進行購買。事實上，美能源部已于2012年3月，與三家小型核電開發(fā)公司簽署備忘錄，為這三家公司提供土地使用、現(xiàn)場資料等服務(wù)。
第三步，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。在完成首堆建設(shè)后，各開發(fā)公司的主要任務(wù)便是開展融資，擴大生產(chǎn)能力。預(yù)計2030年，全美小型核電生產(chǎn)能力可達年產(chǎn)20臺。
第四步，全球商業(yè)化。經(jīng)過前三步戰(zhàn)略，將形成成熟的小型核電工業(yè)體系。各開發(fā)公司將向全球商業(yè)化拓展。預(yù)計2040年，全美小型核電生產(chǎn)能力將穩(wěn)定在年產(chǎn)50臺左右。
雖然小型核電商業(yè)化應(yīng)用道路的發(fā)展前景仍存爭論，且實際建造成本和經(jīng)濟競爭能力尚難確定，但美能源部的堅決舉措表明了當(dāng)局對該新型核電技術(shù)的巨大信心。一旦小型核電商業(yè)化應(yīng)用戰(zhàn)略成功實施，美國的核能復(fù)興便指日可待！
（作者為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院博士生，德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院核能技術(shù)研究所國家公派聯(lián)合培養(yǎng)博士生）
