核电一直以来都被认为是削减对化石燃料依赖的重要途径。核电具有巨大的潜力，一同也存在很大争议。世界核协会（WNA）的数据显现，全球目前有600多个反应堆在运行，散布在50多个国家，供给了约占世界十分之一的用电量。


可是，随着世界动力需求的激增，人们担心大型核电或许无法处理问题。例如英国Hinkley Point C的制作成本不断攀升，比较于化石燃料发电设备，第三代核电技术没有成熟。





小型模块化反应堆（SMR）已经成为核工业的潜在处理方案。世界原子能机构（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应战和螺旋式添加的费用，而且小而灵敏，能够布置在多种环境中。然而，SMR在资金和技术方面仍存在许多应战。


劳斯莱斯将在英国制作16座微型核反应堆


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


估计这些反应堆将供给高达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。目前英国在运的悉数7台核电机组都将于2035年前退役，届时电力供给将削减五分之一。


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


可是，该项目也面对着应战。


该项意图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职业的产值将到达约5460亿美元。然而，由于英国脱欧使得英国与其前交易伙伴之间联系死板，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动力（例如可再生动力）的发展计划或许会阻止对核电的出资。Statista的数据显现，到2035年，当英国的核电机组退役后，英国将使用可再生动力补偿70GW的发电空缺。





比较之下，新增核电的计划发电量仅为13GW。这表明即使有相当多的财务支持，英国核电在动力结构中的作用仍受到限制。


Rosatom将建造50MW的SMR机组


俄罗斯核能公司Rosatom于2020年末宣告已就该国东部雅库特区域SMR的动力价格达成协议。该SMR功率为50MW，能够帮助该区域每年削减10,000吨的碳排放。


该项目是雅库特区域为削减对化石燃料依赖的最新举措。由于该区域的极点气候因素导致太阳能等可再生动力的牢靠性很低，因而人们认为SMR能够为该区域供给持久的清洁动力。


Rosatom还强调了该项意图其它经济利益，例如，由于核电的牢靠性更高，该区域的电力成本将降低两倍，并在SMR的制作和运营中发明了800个当地工作岗位。


美国经过首个SMR规划认证


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，经过了首个SMR规划认证。


在获得监管答应的情况下，NuScale希望该项目将对本身财务以及美国SMR职业都产生有利影响，事实上该项意图最新进展已经证明了其观念。其SMR模块开始的规划功率为60MW，但现在已提高至77MW。


NuScale的SMR设置了许多安全功能，将最大程度地削减灾祸对核设备的影响。由许多SMR组成的一个核电机组，每个SMR别离布置在直径为4.6m的安全壳内，而不是像大堆一样悉数布置在直径40m的安全壳内。


SMR的安全壳能够承受多达15倍的压力，安全性更高。此外，压力容器被淹没在水池中，供给了额定的余热导出措施，这在大堆中很难完成。


然而，该项目能否处理美国许多核设备面对的首要应战（成本问题）还有待调查。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完成盈余，而且被迫提前退役。





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在美国没有进行商业测试，因而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


南非初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。因而该SMR能够布置在南非等水资源有限的国家。


南非的动力结构严峻失衡，此类项目对于南非尤其重要。2016年，南非的一次动力69％来自煤炭，14％来自原油。


可再生动力，天然气和核电是全球最受重视且出资最多的三种动力，别离仅占11％，3％和3％。


2019年南非的政府陈述指出，南非在铀储量非常丰富，具有世界已探明铀矿的5.2％。这表明只要南非有意愿出资开发核相关技术，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保护和保养，在2020年1月表示正在寻觅出资者介入该项目并发挥其潜力。由于南非的动力职业由国企主导，私人出资的影响力尚不明晰。因而该项目能否焕发新生尚存疑虑。


得州大停电 证明还是核电稳


2021年2月中下旬，美国得克萨斯州（以下简称得州）遭遇历史性极点寒流气候，电力系统几近溃散。而核能发电在极寒气候中体现出强抗灾才能。


这次大停电终究怎么回事？什么样的动力结构更能防止类似事端的产生？


1、得州电源安全牢靠存在短板


电源安全性低是此次停电事端的根本原因。受极点气候影响，占美国得州总发电量70%的天然气和风力电源机组出力下降40%，导致上网电量与用电负荷严峻失衡。


作为首要发电燃料的天然气因气井冻住和管道冰堵导致断供，无法继续发电，形成3000万千瓦的电力缺口。作为第三大电源的风电因风力涡轮机冻住导致发电设备瘫痪，凸现出可再生动力易受气候影响、牢靠性低的问题。


电源结构不合理，供电安稳的核能占比过低，未能填补电力缺口。在此次美国得州停电事端中，核电体现相对安稳，4台核电机组保持了75%的预期容量，并迅速康复至100%。核电不易受气候影响，具备较强抵挡极点气候灾祸的才能，可作为全天候零碳的基荷电源。相对于天然气发电，核电的安全性和牢靠性更高。


但因得州核电发电量占比较低，无法填补此次灾祸形成的电力缺口。煤电机组出力虽因部分煤堆和设备冻住受到一些影响，但总体上与核电一同支撑起灾祸期间得州的最低用电供给。


2、核电是进步电源安全牢靠性的重要挑选


发挥核电安全牢靠优势，保证极点气候灾祸下的供电安全。随着全球气候变化加重，极点气候导致的电源安全问题凸显。除此次美国得州停电事端外，2019年美国加州因酷暑气候导致用电需求激增，引发大规模停电，而其可再生动力改革步伐过快，无法供给安稳足额的电力以应对需求添加成为此次大停电事端的首要原因。


风景等可再生动力易受气候影响，具有波动性和间歇性，大规模接入电网时需要安稳的基荷电源予以支撑。核电在安全性、高效性和安稳性上具有优势，能够作为全天候安稳供给电力的零碳清洁动力，能够为可再生动力接入电网供给有力支撑，在极点气候灾祸中可成为安稳牢靠的调度基荷电源。


局部电力危机快速康复须依托当地的安稳基荷电源。本次美国得州本地基荷电源受极点气候影响发电才能下降，其周边各州相同面对供电需求飙升与动力供给缺少的对立，无力供给支援，而且得州相对独立的电网导致其接受外部电网输电的才能有限。


上一年冬天，受冬天寒流影响，我国湖南、江西等地用电需求激增，因当地可再生动力出力缺乏，省外送电量有限，也因当地缺乏安全安稳的动力作为应急填补电力缺口，多地出现电力供给紧张的局势，被迫拉闸限电。


区域基荷电源不仅在平时能为该区域供给电力，在突发灾祸情况时，也可依托其予以缓解电力危机的出现或快速康复。因而保证区域性安全安稳的基荷电源建造非常重要。


保证动力在供热与供电上的平衡，有利于应对气候变化。此次美国得州因管道冰堵形成天然气断供，而仅存的可用天然气被优先用于家庭和企业供暖，发电厂的天然气供给被进一步削减，直接导致天然气发电才能下降40%，形成停电危机。我国应探究包括核能供热在内的多元供热方法，以减轻天然气需求的压力，共同保证供电安全。


3、相关主张


添加动力系统中核电占比，使电源结构多元化。面对未来的动力低碳化需求，核能和可再生动力是完成碳中和愿景目标的重要途径。电源结构多元化有利于增强电源的可调理性，进步牢靠性，保证动力电力供给安全。


主张在确保安全的前提下进步核电占比，在调度出力上对电网电压及事端应急完成频率支撑。合理统筹核、水、风、光等清洁动力比例，构建核能与可再生动力相和谐的复合动力系统，最大极限保证动力安全。


在华中区域添加支撑性核电电源，优化动力空间布局。在极点气候下、区域动力网络中断后，核电能够较长时间内继续安稳输出，保证区域动力安全。我国华中区域资源有限，水电可开发资源根本开发结束，风景资源数量有限，


煤电依托外省调入动力煤，相当一部分电力电量依托特高压外网送入。主张在“十四五”期间核准湖南桃花江核电项目，为华中区域电网添加支撑电源，提高区域动力系统的和谐性与灵敏性，做好应对极点气候灾祸的预备。


重视核能的综合使用，促进动力系统优化。我国60%以上的区域、50%以上的人口需要冬天供热，在目前的供热结构下，形成了较为严峻的环境污染和雾霾气候。


核能作为清洁动力，是重要的供热资源，与燃煤和天然气供热比较，核能供热可有效削减二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和烟尘颗粒物的排放。主张加速核能供热等综合使用项意图建造，将核能供热归入国家动力电力“十四五”规划，完成供热的清洁代替，助力我国碳达峰、碳中和目标。