來(lái)源:嘿嘿能源heypower 作者:Barnard 發(fā)布日期:2021-05-17
氫能最近熱度很高,小型模塊化核反應(yīng)堆也是如此,主要原因是政策和投資驅(qū)動(dòng)的。一些企業(yè)家試圖通過(guò)先進(jìn)技術(shù)吸引投資。
有些人認(rèn)為小型模塊化反應(yīng)堆有很多不足。如大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性差、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、不適合偏遠(yuǎn)地區(qū)、仍然面臨非常大的安全成本等。這一技術(shù)沒(méi)有解決任何既有問(wèn)題,還故意降低了效率。20世紀(jì)50年代就已經(jīng)有了該技術(shù),現(xiàn)在也沒(méi)有比那時(shí)更好。
實(shí)際上,大部分人是被誤導(dǎo)的,會(huì)引起對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)的敵視。
首先,讓我們簡(jiǎn)單探討一下小型模塊化核反應(yīng)堆(SMNR)或中小型反應(yīng)堆(SMR)。它們都是核裂變驅(qū)動(dòng)的發(fā)電裝置,使用放射性衰變的裂變材料來(lái)加熱液體,從而產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)來(lái)發(fā)電。從技術(shù)上講,和燃煤發(fā)電一樣,只是熱量由鈾的衰變提供。與傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆的區(qū)別在于它們更小,容量從0.068兆瓦到500兆瓦不等,國(guó)際原子能協(xié)會(huì)用小型表示300兆瓦以下,中型表示700兆瓦以下。
這并不是一項(xiàng)新技術(shù),第一座核能發(fā)電站是俄羅斯的5兆瓦裝置,于1954年投入使用。而后,數(shù)以百計(jì)的小型反應(yīng)堆被建造出來(lái),用于核動(dòng)力船舶或作為中子源。因此,這項(xiàng)技術(shù)有著很好的基礎(chǔ),大多數(shù)被吹捧的創(chuàng)新在幾十年前就有了。
自第一個(gè)小型反應(yīng)堆投入使用以來(lái)的七十年間,有57種不同的設(shè)計(jì)和概念被開(kāi)發(fā)出來(lái),但很少真的建造。大多數(shù)已建成的核反應(yīng)堆都在正常運(yùn)轉(zhuǎn),沒(méi)有新的核反應(yīng)堆來(lái)替代。
俄羅斯正在考慮在偏遠(yuǎn)的北方城鎮(zhèn)對(duì)其進(jìn)行陸上部署,而西伯利亞的反應(yīng)堆已經(jīng)到了使用期限。印度的是正在運(yùn)行的14個(gè)小型CANDU變體,大多數(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史。中國(guó)的也即將結(jié)束其40年的壽命。阿根廷的反應(yīng)堆已經(jīng)斷斷續(xù)續(xù)地建造了十多年,出現(xiàn)了停工、政治鬧劇和資金問(wèn)題,它可能永遠(yuǎn)也看不到曙光了。中國(guó)的HTR-PM,在過(guò)去十年中一直在建設(shè)中,這是唯一擁有前景的新技術(shù)項(xiàng)目,如果投入使用,它將成為第一個(gè)投入運(yùn)行的第四代反應(yīng)堆。
說(shuō)白了,這不是一種技術(shù),而是許多技術(shù)的集合。幾十年來(lái),18種類型的57種變體已經(jīng)被提出來(lái),但并沒(méi)有真正的主導(dǎo)技術(shù)。
關(guān)于SMR的一些說(shuō)法經(jīng)不起推敲,倡導(dǎo)SMR的人通常會(huì)提出以下的一些主張。如安全性更高、規(guī)模化、集中化的制造使得成本更低、可以為邊遠(yuǎn)地區(qū)提供清潔電力、可以部署在退役的燃煤電廠、建設(shè)周期短等,事實(shí)也并非如此完美。
首先,傳統(tǒng)的核電是安全的,核電的管理和運(yùn)營(yíng)高度關(guān)注安全問(wèn)題。切爾諾貝利是一個(gè)糟糕的設(shè)計(jì),福島事故是嚴(yán)重的選址和運(yùn)營(yíng)決策錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤決策導(dǎo)致日本要承擔(dān)一萬(wàn)億美元左右的經(jīng)濟(jì)損失。SMR也不能避免錯(cuò)誤的選址和錯(cuò)誤的運(yùn)營(yíng)決策,但該行業(yè)已經(jīng)有了一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。安全問(wèn)題并不是核電在市場(chǎng)上失敗的原因,經(jīng)濟(jì)性才是核電失敗的原因。
第二,為了使規(guī)模經(jīng)濟(jì)發(fā)揮作用,生產(chǎn)廠必須生產(chǎn)大量相同的產(chǎn)品,并確保有產(chǎn)品有市場(chǎng)。然而,SMR領(lǐng)域出現(xiàn)了18種不同類型的技術(shù),彼此間又存在相互競(jìng)爭(zhēng)。目前尚沒(méi)有主導(dǎo)性的技術(shù),每個(gè)從事SMR研究的國(guó)家都有自己的首選技術(shù)和自己的公司來(lái)支持。為了使SMR具備規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益,幾個(gè)主要國(guó)家決定聯(lián)合使用單一技術(shù),組建合資企業(yè),并承諾只建造和部署該技術(shù)。這不是市場(chǎng)化解決方案,它不符合各國(guó)的地緣政治戰(zhàn)略,因此這些設(shè)計(jì)的規(guī)模都不會(huì)超過(guò)現(xiàn)有印度SMR的規(guī)模。
俄羅斯重視破冰船和登陸艇用的小型反應(yīng)堆,但并不打算為其拓展全球市場(chǎng),而是僅僅在俄羅斯北部部署一些。中國(guó)是唯一大力發(fā)展核電的國(guó)家,美國(guó)可能重新專注于小型壓水堆,在國(guó)家層面上沒(méi)有特別的意愿來(lái)推動(dòng)這一工作。
沒(méi)有規(guī)模化的制造,就沒(méi)有成本的降低。Nu Scale公司表示希望將其發(fā)電成本降低到只有目前風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電批發(fā)成本的兩倍,即每兆瓦時(shí)65美元左右。
第三,在偏遠(yuǎn)地區(qū)和燃煤發(fā)電站都有重大的安全隱患。核技術(shù)和燃料由于核不擴(kuò)散條約而被高度限制,并且由于集中的放射性材料對(duì)于恐怖分子來(lái)說(shuō)是非常理想的臟彈來(lái)源,整個(gè)供應(yīng)、操作和廢物鏈需要周密部署以保證安全。SMR同樣面臨這些問(wèn)題。而且這些安全成本很高,而且大多由補(bǔ)貼承擔(dān)。由于偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)輸距離長(zhǎng),安全成本可能會(huì)更高。
沒(méi)有規(guī)模經(jīng)濟(jì),就不會(huì)有SMR的快速部署。它們需要是標(biāo)準(zhǔn)化的、便于運(yùn)輸?shù)臋C(jī)組。現(xiàn)在,正在建設(shè)中的機(jī)組和Nu Scale的建設(shè)進(jìn)度是近十年的中位數(shù)。Nu Scale承諾到2029年將有12臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行,但因成本上升和進(jìn)度減緩而導(dǎo)致幾個(gè)項(xiàng)目退出后,它獲得了14億美元的救助。
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