小堆潛在的經濟效益來源于后期的規模化應用。低溫供熱堆目前創新的方式,是在其限制區以外,科學規劃需要用汽或用熱的工業項目,保證全年高效利用。
記者日前在中國核能行業協會主辦的“中國核能可持續發展論壇”上了解到,在國內外核能綜合利用快速發展的背景下,小型堆成為現階段各國核能發展的“藍海”。但小型堆發展也面臨著經濟性、安全監管、標準缺失和“鄰避效應”等問題。
安全靈活受熱捧
本世紀初,國際原子能機構(IAEA)發出鼓勵研發小型堆的倡議。IAEA統計顯示,全球目前有近50多種小型堆概念設計,其中小型壓水堆最成熟。國際研究機構預測,2035年全球小型堆市場空間為5000多億美元。
“小型堆可以滿足多種能源需求,包括中小型電網,比如偏遠山區、島嶼、工業園區供電,也可滿足城市區域供熱、工業供汽、制氫。同時,小型堆在海水淡化、海洋石油平臺和核動力船舶供電等領域也有‘用武之地’。”中國核能行業協會專家委員會常務副主任趙成昆表示。
國家電投科技與創新部副主任趙偉明也告訴記者:“小型堆功率小、源項小,能保障用戶的放射性隔離,而且設計限值高于運行值,滿足國家核安全局‘零堆熔、零排放、易退役’的要求。”
隨著全球大型核電站建設放緩、能源轉型步伐加快、分布式能源方興未艾,我國也將小型堆納入發展規劃。《能源發展“十三五”規劃》等多份文件明確,重點發展小型堆和低溫供熱堆示范工程。在區域供熱方面,我國已有多個省份與核電企業合作開發小堆項目,目前主流的技術方案包括:中核集團燕龍池式供熱堆和“玲瓏一號”模塊式小堆、國家電投研發的和美一號和HAPPY微壓供熱堆,以及中廣核與清華大學共同研發的NHR200-II殼式供熱堆等。
經濟性面臨挑戰
面朝“藍海”的小型堆發展前景看似廣闊,但目前企業面臨的風險與機遇不甚清晰,核電行業對其發電、供熱的商業化仍抱有疑慮。
記者在采訪中了解到,經濟性是小型堆目前的最大短板。英國政府的一項研究顯示,到2031年,小型堆的電力成本將比傳統大型反應堆高出近1/3。
對此,趙成昆告訴記者:“小型堆并未規模化發展,缺少經濟效應,前期投入巨資研發成本。尤其低溫供熱堆在非供熱季將面臨經營困難。此外,安全保障、維護等投入也造成小型堆造價高企。”
此外,小型堆在標準設置方面亦有障礙。據了解,我國大型商用核電已具備完整的、與國際接軌的工業和安全標準,但小型堆與大堆技術路線不同,現有核電廠標準并不適用小型堆,小型堆本身并無成熟可用的獨立法規。
根據我國現有法規條例,以反應堆為中心,核電廠劃定的規劃限制區半徑不得小于5公里。對此,趙成昆表示:“如果小型堆規劃限制區的半徑也劃定為5公里,光地價就吃不消,還容易引發土地使用與地方經濟發展的矛盾。此外,小型堆的安全要求比大堆更嚴格,技術上需做到取消場外應急干預。理論上講,目前10萬千瓦左右的小型供熱堆,規劃限制區半徑不得小于1公里。”
對于需要靠近城市負荷中心的小型供熱堆而言,如果縮小規劃限制區范圍,公眾能否接受?
2015年,中科院核能安全技術研究所進行的一次調查顯示,60%的受眾表示未被告知核電的安全性,受訪人群中支持核電發展的人并不希望核電站建在自己家門口。“鄰避效應”依然是核能開發的門檻。
降成本定標準是關鍵
面臨多重掣肘的小型堆,該何去何從?
有專家表示,小型模塊化反應堆在分布式電網和智能微網中發揮重要作用。中國核電發展中心副主任榮健認為,目前小型堆研發尚未走出“大堆小型化”的局限,先進核能技術系統研發要精心謀劃、提早部署。“具有固有安全、高度智能、極度簡化、工廠預制、模塊配置等特征的小型堆裝置或可作為分布式能源,實現模塊化應用,國內企業應集中資源、突出重點,分層次開展研發示范工作。”
也有業內專家認為,現階段小型堆宜重點在工業供汽和海水淡化領域布局。在一些特殊需求上,比如為海島供電,柴油發電機等電價高昂的領域,小堆具備競爭力。
趙成昆認為“治本”之策,在于提高小型堆的競爭力。“小堆潛在的經濟效益來源于后期的規模化應用。低溫供熱堆目前創新的方式,是在其限制區以外,科學規劃需要用汽或用熱的工業項目,保證全年高效利用。”
趙偉明認為,加快制定具有針對性的規范、標準以及審批和監管程序也是小型堆發展的當務之急。“簡化環節,如不必列入國家規劃的項目,則減少備選廠址要求;簡化審批流程和運行要求,在保證安全的前提下,減少運行人員。”
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