“为扩大核能应用范围，适应低碳能源发展需求，过去十年我国陆续开发出面向不同应用领域和市场需求的小型堆，部分技术已经具备开展示范的工程条件。”中国核能行业协会专家委常务副主任赵成昆近日表示。
据记者了解，随着能源转型持续推进和减碳目标的提出，各种能源利用方式朝着“小”的方向发展——体积小、排放少、贴近终端消费，核电小堆就是尝试之一。业内人士认为，小堆将成为我国“多能互补的清洁能源基地建设”的重要选项，不过受制于政策、经济、技术等多方面因素，小堆尚未实现商业运行。
开发利用优势明显
与耗资不菲、建造周期漫长的传统大型核电站相比，30万千瓦以下的小型核反应堆造价更低、更易建造安、更安全灵活。
赵成昆指出，过去20多年，为适应全球能源低碳化大趋势，各核能大国努力扩大核能应用范围，多用途小堆开发逐渐成为发展重点。
经合组织核能机构近日发布的研究报告《模块化小堆：挑战与机遇》(以下简称《报告》)指出，全球目前已总计推出超过70种小堆设计，比2018年增加了40%。商业化进程最快的小堆设计均基于已经积累数十年运行和监管经验的大型轻水堆设计，因此建设周期短，前期投资低，有利于降低业主的财务风险。
近年来，我国小堆研发和应用处于提速状态，目前正在开发和落地建设、适用陆地和海洋应用的小型堆共有10种，大部分处于设计阶段。对于小堆的布局，“十四五”规划明确提出“推动模块式小型堆应用”，《电力发展“十三五”规划》也明确要开展小型智能堆、商业快堆和熔盐堆等先进核能技术研发。
中国电力发展促进会核能分会秘书长汪永平告诉记者，我国自主研发的小型堆——玲龙一号(ACP100)于2016年4月成为全球首个通过国际原子能机构通用安全审查的小型堆。去年6月，国家核安全专家委员会审议通过了海南昌江ACP100科技示范工程初步安全分析报告，为该工程建造许可证发放创造了必要条件。
供热需求助推小堆落地
能源产业转型升级进入新阶段，对核能多元利用带来了更多机遇。汪永平表示，小堆能够满足直接面向用户的分布式能源系统在供电、城市供热、工业供汽和海水淡化、同位素生产等各种领域的应用需求。
“供热是全球最大的终端能源消费领域，追求电力低碳化的同时，需要兼顾供热领域的低碳化，核能利用尤其是小堆在该领域市场空间广阔。”赵成昆指出，“小型堆建设周期短，在选址方面灵活性较大，安全性好，很适宜作为供热热源。”
公开信息显示，国家电投去年与齐齐哈尔市政府、克山县政府签订合作协议，共同推动核能供热小堆落地，打造齐齐哈尔东北部县域冬季取暖“无煤化、零碳化”典范。
除了供热，小堆在海水淡化、制氢等领域也蕴藏潜力。赵成昆指出，我国北方地区缺水总面积达58万平方公里，全国共有300多座城市不同程度缺水，每年缺水量58亿立方米。“海水淡化的市场很大，同时氢气在未来能源市场具有广泛用途，预计2030年以后高温堆在这方面具有显著优势。”
汪永平指出，海上浮动式核动力平台、核动力破冰船等也是小堆技术的应用方向。“海上浮动式核动力平台可为海洋石油开采和偏远岛屿提供安全、有效的能源供给，也可用于大功率船舶和海水淡化领域。”
规模化发展仍待破冰
《报告》指出，小堆不能从单堆的规模经济中受益，“批量建设”势在必行，但其大规模部署面临一系列挑战。
赵成昆也指出，目前国内尚不具备一套相对完整的适用于模块化小堆发展的法规标准和用户要求，这些法规标准涉及项目核准、安全评审、核应急以及安保等领域，需逐步补充和完善。
汪永平对此表示认同，他认为，政策性因素是小堆发展目前面临的主要制约因素。“我国尚未建立针对小型堆项目开发的标准、法规、审批以及监管体系，从选址到系统配置和安全监管，都是按照大堆的理念和要求。小型堆产业发展需要具规模的厂址储备及适合小堆的厂址要求，并结合目标市场需求，明确定位，配全标准，保障发展。”
经济性因素也是小堆面临的一个严峻问题。汪永平指出，小堆单堆装机容量小，与大型核电机组相比经济性差。“主要原因是小堆受所在地负荷制约，难以在同一厂址规模化建造，难以通过模块化、标准化设计以及共用设施、系统等方式，来降低成本。小堆的经济性、潜力等仍需进一步研究。”
与建设在沿海的大型核电厂相比，小堆的邻避效应也会更明显。汪永平表示，根据项目建设目标，小堆适宜布置在距离负荷中心较近的城市或工业园区周边，周边居民和工作人员密度明显大于大型核电厂周边，公众的抵触、排斥情绪相对较大。
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