劳斯莱斯(Rolls-Royce)首席技术官保罗•斯坦因(Paul Stein)近日表示，劳斯莱斯在英国的小型模块堆(SMR)开发已基本完成可行性验证阶段，预计今年5月将集中精力争取投资。
斯坦因表示，劳斯莱斯的SMR技术将在2024年接受英国监管机构的通用设计评估(GDA)程序，并将在5年后投入电网使用。
在威斯敏斯特能源论坛(Westminster Energy Forum)网络研讨会上，斯坦因对与会代表发表讲话时强调，劳斯莱斯领导了英国SMR项目，其他参与方还包括艾西斯腾(Assystem)、阿特金斯(Atkins)、BAM Nuttall、雅克布(Jacobs)、Laing O'Rourke、国家核实验室、核先进制造研究中心和TWI。
1、进度表
斯坦因说：“第一阶段即将结束。目前是‘可行性和可投资’阶段，我们与英国政府合作，把SMR从纸面创意变成可投资的设计。第二阶段是英国政府、财团的联合投资，而且非常重要的是，第三方股权也可以加入进来，我相信我们的方法，我们的设计。第二阶段将于今年5月左右进行，预计2024年左右完成GDA，2030年左右完成第一个SMR的并网发电。”
他说，“这是一个‘现实性且风险较低的计划’，主要还是建造方法和已经‘标准化’的压水堆的使用。而且作为英国的知识产权，不应仅仅用来帮助英国实现2050净零排放目标，这也是一个巨大的出口机会。”
“这个设计中的一个关键因素是数字孪生的使用，”斯坦因说，“因此，从一开始，我们就研究了一种混合许可模式——最初由英国财团建设所有电站，但随着我们获得外国投资，而且这些投资逐渐占相当大的分量，零件就可以出口，其他零件也可由那些获得许可证的国家制造。”
“目前全世界每年使用4万亿美元的化石燃料——煤、天然气和石油。所有这些最终都必须由可再生能源替换下来，我们核工业有机会通过SMR技术加入进来。”
2、应用
斯坦因说，一台英国SMR就能为类似利兹城(Leeds)大小的城市供电，到2040年，全球SMR的电网容量需求将超过79 GWe。
他还介绍了英国SMR不仅可以用于电网供电，还可以用在各种能源系统的脱碳应用，包括航空燃料。
他说：“SMR的优点之一——成为了脱碳领域其他构成(如氢气和合成燃料)中的低成本能源。”
一家英国SMR工厂可以每天生产170吨氢气或280吨纯零合成燃料。
劳斯莱斯认为，SMR还能生产合成煤油，作为Jet A航空燃油的替代品，价格大约是化石燃料煤油的两倍。
“这其实没那么糟糕，”他说，“到2050年，全球航空业需要5亿吨Jet A航空燃油，因此，除了氢气和电网电力之外，还有一个庞大的工业正在自行发展。到2040年，全球市场的合成燃料年产量将超过5亿吨。”
一个英国SMR和相关的基础设施可以供热/供冷谢菲尔德(Sheffield)大小的城市，预计到2040年，全球区域供热/供冷年需求将超过10000 TWh。
在海水淡化方面，一个英国SMR海水淡化厂每年能生产5亿立方米饮用水，预计到2040年，全球饮用水需求将超过每年1万亿立方米。
他强调，英国SMR是“一个发电站设计，而不是一个核反应堆”，它的可用性系数大于90%，并提高了三代以上堆型的安全保障水平。
当被问及2050年的预计生产规模时，斯坦因说：“只要更换电网电力，2050年的发电量就在10到16个单位之间。生产的氢气主要用于交通、公共汽车和家庭取暖。我们在英国推出了大型航空燃油计划，这个市场本身就有几十台的需求。其他市场虽然还不太清晰，但我认为比电网的市场更大一些。”
3、成本
每台英国SMR成本为18亿英镑(资本支出)，60年内耗资40~60英镑/MWh。
斯坦因说：“把价格降到18亿英镑，就可以吸引私人投资建设和运营一座反应堆。因此，我们相信，核电可以以一种国家、企业之外的另一种方式迅速发展。”
“英国SMR通过广泛反思制造和建造方法，广泛使用数字孪生技术，同时保持物理包完全相同，寻找到了一种解决核电成本的新方法。其中就包括我们熟悉且喜爱的压水堆。”
他接着说：“所有的设计理念都是为了最大限度地降低能源成本，以合理的成本价格供应电网，在反应堆60年的寿命期内，我们相信价格会保持在40英镑/ MWh(约56美元/ MWh)。建设一座440 MWh的发电站需要18亿英镑。”
“但我们现在已经找到了另一种方法，可以从中获得470 MW的电力。这座电站的一切都是为了降低成本，所以就是要把反应堆物理公式‘冻结’，然后看看设计的方方面面，搞清楚如何降低成本。成本是核电的历史挑战。”
核电站价值的90%是在工厂环境下交付的。这就是说，核岛、主要混凝土组件和其他“主要部件”都是现场预制和组装的。
“发电站运营商的融资成本要低得多。我们说的是一个18亿英镑的发电站，从下订单到在电网上销售电力大约需要四年时间。缩短这一周期改变了核电的模式，实际上使SMR非常有吸引力。”
除了财团成员，劳斯莱斯最近还与美国电力公司Exelon签署了一份谅解备忘录。
“Exelon将负责管理发电站，并充当我们与融资伙伴之间的联络人，”斯坦因说，公司还与其他核电站运营商合作，“尤其是在国外”。
4、创新
英国SMR的设计特点包括一个抗震筏，斯坦因说这是SMR安装的标准。
“它是由我们的一个土木工程合作伙伴设计的，由一个大约1.5英亩大小的混凝土筏组成，位于一个抗震支座上，一个卵石床支座，为反应堆提供抗震性能，这些电站的每一个装置都有同一个标准化的抗震筏。”
斯坦因强调设计的另一个创新部分是场地天棚。
“在整个1.5英亩的土地上建造的，即使在下雨、下雪、恶劣天气期间，也能使项目继续进行，从而通过在施工时间上给予更多的确定性来降低资金成本。”。
“在核岛以外，绝大多数部件都是压水堆蒸汽发生器和电网之间蒸汽循环的现成部件。”
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