通过研究和开发,ANItA 的使命是提供基于知识的决策支持,以在瑞典有效实施新的核电技术。
目前的瑞典核电计划是在六十年代制定的,并在七八十年代全面实施。该计划的制定有几个原因,其中一个重要的原因是减少瑞典对化石燃料进口的严重依赖以增强国家安全。另一个是减少酸化物质向大气中的排放。第三个原因是认识到日益扩张的工业部门需要在能源方面得到支持,而不能利用北部仅存的河流进行水力发电。其背后的原因之一可能是向外界展示瑞典可以开发、建造和建造高科技反应堆,从而为出口行业增加价值。
为了在一个人口相对较少的国家实现这一发展,国家、工业界和学术界之间的密切合作被认为是一个决定性因素。因此,瑞典运行的 12 座反应堆中有 9 座是由瑞典 ASEA 设计的,并且几乎仅由瑞典供应链制造。
近年来,为了实现国家环境和气候目标,对新型核电的需求日益明显。重新制定至少部分六十年代使用的战略似乎是个好主意,国家、工业界和学术界再次合并并协调资源以实现共同目标。这就是 ANItA 发挥作用的地方。
实现可持续能源未来的学术工业核技术倡议( ANItA) 于 2021 年提出概念,并于 2022 年开始运营。ANItA 是一个合作平台,目前由以下机构组成:乌普萨拉大学(主办方)、皇家理工学院 (KTH) 和查默斯作为学术合作伙伴。工业合作伙伴包括:Vattenfall、Uniper、Fortum、Westinghouse 和 Studsvik Nuclear。该国由瑞典能源署代表,瑞典和芬兰监管机构以及核能女性作为观察员。
通过研究和开发,ANItAs 的使命是提供基于知识的决策支持,促进瑞典高效及时地实施新核电技术,特别是轻水小型模块化反应堆(SMR)。该使命的一部分还在于确保和发展核电技术领域的重要专业知识供应。此次合作还旨在促进社会就核电在解决环境和气候问题方面的作用进行理性辩论,同时保持高福利目标不变。2022 年至 2026 年间,ANItA 的资金来自工业界、学术界和瑞典能源署各三分之一,前五年的总预算约为 800 万欧元。
为了解决任务的不同方面,开发了一个联合研究组合,满足工业界和学术界的利益,并符合对实施新反应堆技术的要求进行的分析。由此产生的研究组合目前由 14 个项目组成,其中包括技术和非技术主题的研究和开发工作。这些项目由博士生和博士后研究人员组成,并得到学术界和工业界的监督和高级参与。在这种情况下,需要指出的是,ANItA 并未参与中小型反应堆的设计或建造。相反,它依靠当前反应堆供应商提供的相关信息来联系 ANItA,为研发工作建立现实的场景。
项目组合
ANItAs 项目组合根据以下内容分为五个研究领域:
A. SMR技术及应用
B. SMR 特定堆芯、燃料和运行
C. SMR 专用反应堆安全和安全系统
D. 燃料循环
E. 瑞典新核技术的部署
AD 研究领域涵盖与轻水 SMR 利用相关的广泛技术主题。简而言之,这些项目处理以下问题:
轻水堆 SMR 的优化化学成分
结构材料问题
SMR 的燃料组件和堆芯设计优化
新型反应堆监测技术
核保障新方法
加速燃料开发的实验方法
乏核燃料的回收
发电以外的应用
研究 SMR 在混合能源系统中的作用
设计基础和超越设计基础场景、被动安全系统
AD 研究领域涵盖核工程中的典型技术主题,而 E 研究领域则涵盖直接影响 SMR 实施的非技术主题,因此值得在此进行简要回顾。研究领域 E 分为两个项目,每个项目都涉及在瑞典实施 SMR 的先决条件。
SMR 的实施以及批量生产对工厂项目管理的影响
该项目包括针对缓解 SMR 项目风险以及与此处强调的施工进度和预算相关的风险的研究。中小型反应堆的商业案例在很大程度上依赖于批量生产,尽可能在工厂预制系统、组件和结构,然后在现场安装,即从“现场构建”思维转变为“现场安装” .' 这样的转变可以节省成本并确保项目能够按计划和预算进行。
然而,它需要新的项目类型和融资模式,包括项目方的角色和责任。批量生产的好处已在其他工业领域得到证实,例如航运业和航空业,所积累的经验应该转移到核工业。如何高效、及时地做到这一点是本研究项目需要回答的问题。
监管观点和许可
为了充分发挥小型堆的潜力,为终端用户附近的本地发电和供热,有必要考虑将工厂选址在非传统地点。现在,瑞典几乎所有基础设施项目都受到冗长的环境评估过程的阻碍,这主要适用于新核电。因此,法律的修改对于成功引入中小型模块化反应堆至关重要。将研究确定必要的变更以及它们如何与瑞典和欧盟法律相关,并提供立法变更建议。
在部署之前还需要成功获得 SMR 许可。迄今为止,瑞典的许可主要集中在单独的动力反应堆上,每个装置都有单独的许可程序。如果要在多个地点安装大量相同的设备,则有必要将许可流程重新组织为通用阶段,在第一阶段进行型式核准,然后在第二阶段仅限于特定地点的问题。然而,这将挑战瑞典当前使用的许可程序,该项目旨在找到解决这一问题的可行方法。
上述挑战类型并非瑞典独有。通过解决当前和未来的要求和安全标准,该研究项目的活动旨在有助于减少瑞典和其他国家在 SMR 实施的早期阶段可能存在的风险和许可困难。
开展所有 ANItA 项目所需的努力是巨大的。事实上,它超出了利益相关者通常可以管理的范围,并且该项目需要一系列能力,而任何一个利益相关者都无法单独提供。ANItA 的主要价值在于收集和协调瑞典核研究,可以将广泛的研究和工程专业知识聚集在一个框架下并协调一致地开展工作。
该研究项目于 2023 年秋季启动,首批成果预计将于今年夏季后在各种同行评审期刊上发表。此外,项目结果和报告一旦发布将立即发布在ANItA 网站上。
核电技术的补充研究
目前,政治和舆论都赞成瑞典引进新的核电。然而,由于几十年来关于核电假定的危险、高成本等问题的争论,人们仍然对小型模块堆的新应用和在人们社区的潜在位置存有疑虑。实施 SMR 的社会方面是 ANItA 尚未涵盖的一个高度相关的研究领域。将社会科学研究人员纳入 ANItA 的工作正在进行中,目的是为该项目组合创建一个额外的研究领域。
为了完整起见,值得一提的是,除了 ANItA 之外,瑞典还有另外两个涉及核技术的研究中心。由 KTH 主办的核技术中心 (SKC) 主要从事与瑞典现有反应堆相关的研究。查尔姆斯理工大学的瑞典核技术研究学术计划(SAINT)范围更广,主要包括辐射科学领域的工作。最后,尽管它不是一个正式的中心,但它为瑞典的核能力做出了贡献。
KTH 的 Sunrise 项目由瑞典能源署资助。
结论
ANItA的研究项目自2023年夏季以来已全面运行,首批成果即将在科学期刊和会议上发表。除了研发工作外,ANItA 还出席各种公开会议、研讨会和大众媒体平台,向社会通报与核电技术、特别是中小型反应堆相关的问题。新的利益相关者加入 ANItA 的兴趣日益浓厚。由于 ANItA 现在已获得瑞典最高政治层面的认可,因此可以合理地说,ANItA 的概念在其使命方面是成功的。
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