据了解,早在2000年,美国能源部就提出模块式小型堆概念,用于小火电替代或城市附近电、热、淡水、蒸汽联供。国际原子能机构也于2004年6月倡导成立“革新性小型核能装置”协作研究项目,主要致力于核能的区域供热、海水淡化、海洋能源开发等多用途利用。据国际原子能机构统计,截至2017年,全世界范围内正在研发56种致力于核能多用途综合利用的小型堆技术。
小型堆的方兴未艾,加之世界能源增长需求放缓、全球大型核电站建设减弱,以及能源转型升级进入新阶段,各国对核能的多元化利用提出了更多路径。与会专家认为,核能系统除了主要应用于发电领域,还在制氢、海水淡化、区域供热等领域存在一定的市场空间和利用价值。但从目前目前除了发电,核能在其他领域的应用还相对较少。
资料显示,在海水淡化方面,我国洪水泛滥、干旱缺水、水污染等问题并存,淡水利用的难度和需求加大;区域供热方面,我国北方供热面积已达130多亿平方米,且每年以5%-10%的速度递增,很多地区已面临热源紧缺;在制氢领域,氢储能、分布式发电、交通物流等均具有广阔前景。
小型模块化反应堆在未来电力市场中将与新能源配合,在分布式电网和智能微网中发挥重要作用。而海水利用产业将朝着工程大型化、环境友好化、低能耗、低成本等方向发展。“这些海水淡化的发展方向有利于采用核能作为能源供应方式,未来核能海水淡化的发展前景可观。”有专家表示。而在核能制氢气领域,该专家认为,未来氢能经济有望取代化石能源经济,将被更多地应用到分布式能源及运输行业中,市场潜力巨大。
然而,也有业内人士认为,尽管小型堆市场前景广阔,也开展了一些设计研究,但因开发进展缓慢、场址准备和部署延迟及经济等原因,目前还未能展示出大规模应用的实用性。
叶奇蓁认为,目前小型模块化反应堆的一些进展大大提升了其竞争力和吸引力。“现在的小型反应堆运用非能动安全概念,并且工厂内模块化建造能力也已形成。另外‘即插即用’概念的运用,使发电站可完全在工厂内建造,而后运到现场接入电网。这些进展都提升了小堆的竞争力。”
叶奇蓁指出,小型堆想要获得长足稳定发展,就要切实满足市场需求,具有创新理念。“新的小型模块化反应堆必须是真正采用创新理念,绝对不是目前的第三代反应堆的缩小版。创新的设计可明显提升小型模块化反应堆在经济上的竞争力。”
“与间歇性风电、太阳能发电、天然气发电和用于特定应用的柴油发电机相比,小型堆是有竞争力的。如果类似于‘即插即用’、设计完全独立于安装地点的解决方案得到证实,小型堆就可以满足市场需求、从而为能源转型发挥作用。”叶奇蓁表示。
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