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小型模块化反应堆 方兴未艾

北极星电力网新闻中心  来源:嘿嘿能源heypower  作者:heypower  2021/3/1 11:44:45  我要投稿  
所属频道: 核电   关键词: 小型堆 小型核电站 模块化反应堆

北极星核电网讯:核电一直以来都被认为是减少对化石燃料依赖的重要途径。核电具有巨大的潜力,同时也存在很大争议。世界核协会(WNA)的数据显示,全球目前有600多个反应堆在运行,分布在50多个国家,提供了约占世界十分之一的用电量。

(来源:微信公众号“嘿嘿能源heypower”  ID:heiheinengyuan  作者:heypower)

但是,随着世界能源需求的激增,人们担心大型核电可能无法解决问题。例如英国Hinkley Point C的建造成本不断攀升,相比于化石燃料发电设施,第三代核电技术尚未成熟。

小型模块化反应堆(SMR)已经成为核工业的潜在解决方案。国际原子能机构(IAEA)将电功率小于300MW的反应堆定义为小型堆

值得注意的是,SMR很少遇到大型核电在后勤方面的挑战和螺旋式增长的费用,并且小而灵活,可以部署在多种环境中。然而,SMR在资金和技术方面仍存在很多挑战。

劳斯莱斯将在英国建造16座微型核反应堆

近期由英国汽车巨头劳斯莱斯(Rolls Royce)牵头的财团在开展SMR项目,该财团计划在英国建设16座微型核反应堆。

预计这些反应堆将提供高达400MW的电力,相当于约150台陆上风力发电装置,并将于2028年开始商运。目前英国在运的全部7台核电机组都将于2035年前退役,届时电力供应将减少五分之一。

劳斯莱斯还强调了SMR项目产生的其它经济利益,例如SMR产业链将创造40,000个工作岗位。该项目还获得了政府约2500万美元的资助,将促进私人及公共资产的投资。

但是,该项目也面临着挑战。

该项目的大部分财务可行性依托于SMR将全球范围出口。到2035年,全球SMR行业的产值将达到约5460亿美元。然而,由于英国脱欧使得英国与其前贸易伙伴之间关系僵化,英国在全球核工业的地位受到了削弱。

此外,英国对其他传统的清洁能源(例如可再生能源)的发展计划可能会阻碍对核电的投资。Statista的数据显示,到2035年,当英国的核电机组退役后,英国将利用可再生能源弥补70GW的发电空缺。

相比之下,新增核电的计划发电量仅为13GW。这表明即使有相当多的财政支持,英国核电在能源结构中的作用仍受到限制。

Rosatom将建设50MW的SMR机组

俄罗斯核能公司Rosatom于2020年底宣布已就该国东部雅库特地区SMR的能源价格达成协议。该SMR功率为50MW,可以帮助该地区每年减少10,000吨的碳排放。

该项目是雅库特地区为减少对化石燃料依赖的最新举措。由于该地区的极端天气因素导致太阳能等可再生能源的可靠性很低,因此人们认为SMR可以为该地区提供持久的清洁能源。

Rosatom还强调了该项目的其它经济利益,例如,由于核电的可靠性更高,该地区的电力成本将降低两倍,并在SMR的建造和运营中创造了800个当地就业岗位。

美国通过首个SMR设计认证

2020年9月,在经过美国核管员会(NRC)对NuScale Power开发的SMR进行了为期四年的审查后,通过了首个SMR设计认证。

在获得监管许可的情况下,NuScale希望该项目将对自身财务以及美国SMR行业都产生有利影响,事实上该项目的最新进展已经证明了其观点。其SMR模块最初的设计功率为60MW,但现在已提升至77MW。

NuScale的SMR设置了许多安全功能,将最大程度地减少灾害对核设施的影响。由许多SMR组成的一个核电机组,每个SMR分别布置在直径为4.6m的安全壳内,而不是像大堆一样全部布置在直径40m的安全壳内。

SMR的安全壳可以承受多达15倍的压力,安全性更高。此外,压力容器被淹没在水池中,提供了额外的余热导出措施,这在大堆中很难实现。

然而,该项目能否解决美国许多核设施面临的主要挑战(成本问题)还有待观察。尽管美国是世界上最大的核能发电国,占全球核能发电量的30%以上,但美国的许多电站不能实现盈利,并且被迫提前退役。

在2013年至2020年,美国有10台提前退役的机组,总发电量为9GW。NuScale 的SMR在美国尚未进行商业测试,因此尚不清楚能否带来长期的经济效益。

南非重启球床模块化反应堆

南非首次开发球床模块化反应堆(PBMR)是在20世纪90年代。该SMR的功率为110MW,采用氦气冷却。因此该SMR可以部署在南非等水资源有限的国家。

南非的能源结构严重失衡,此类项目对于南非尤其重要。2016年,南非的一次能源69%来自煤炭, 14%来自原油。

可再生能源,天然气和核电是全球最受关注且投资最多的三种能源,分别仅占11%,3%和3%。

2019年南非的政府报告指出,南非在铀储量非常丰富,拥有世界已探明铀矿的5.2%。这表明只要南非有意愿投资开发核相关技术,将有很大的发展前景。

南非电力公司Eskom一直致力于开发PBMR。Eskom一直在对这些反应堆进行维护和保养,在2020年1月表示正在寻找投资者介入该项目并发挥其潜力。因为南非的能源行业由国企主导,私人投资的影响力尚不清晰。因此该项目能否焕发新生尚存疑虑。

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