美國核能管理委員會通過首座小型模組式核反應(yīng)爐設(shè)計

第三代與第三+ 世代的核電廠大而無當，在全球都成為追加預算不停、完工不斷延后、上線遙遙無期的超大型錢坑，導致許多計劃逐一取消。舊核電廠也狀況不妙，美國許多核電廠原本計劃延役，但成本遠高于其他發(fā)電方式而毫無競爭力，各大電力公司不斷威脅美國政府若不增加補貼就要關(guān)閉核電廠，在納稅人壓力下特朗普政府不敢明目張膽補貼，于是預期舊核電廠也會一一提早停役。

核工產(chǎn)業(yè)唯有將希望寄托在下一代的第四代核電廠，先前雖然有許多新創(chuàng)公司研發(fā)小型模組式核反應(yīng)爐(small modular reactor，SMR)，卻都只聞樓梯響，如今，終于有第一家向美國核能管理委員會提出設(shè)計圖( Nuclear Regulatory Commission，NRC)第一階段送審通過。

2018 年 4 月底，新規(guī)模能源(NuScale Power)宣布，已獲得美國核能管理委員會第一階段設(shè)計認證審查通過，可望成為打造全美第首個小型模組式核反應(yīng)爐核電計劃的廠商，也可望成為全球第一。新規(guī)能源的第一個客戶，是猶他州聯(lián)合市政電力系統(tǒng)(Utah Associated Municipal Power Systems)，計劃于愛達荷州興建 12 座 50 百萬瓦(Megawatt)發(fā)電容量小型模組式核反應(yīng)爐，預定于 2020 年代中期開始運轉(zhuǎn)，可能是 2026 年。

新規(guī)模能源表示，設(shè)計特色為采用冷卻劑自然循環(huán)方式，不需馬達幫浦輸送，相較于競爭對手的優(yōu)勢是機構(gòu)更簡易，也因此提升耐用性與安全性，美國核能管理委員會在 11.5 萬小時的審查過程中，提出的資料要求相對較少。開發(fā)過程中，美國能源部核能辦公室的「美國先進核能發(fā)展產(chǎn)業(yè)機會基金」給予新規(guī)能源 4,000 萬美元的研發(fā)成本分擔補貼。

核能產(chǎn)業(yè)界早自 1990 年代起就一直談?wù)摰谒拇c小型模組式核反應(yīng)爐的概念，但從來都只是學理或初期研究階段，新規(guī)能源此次審核通過，將過去的紙上談兵往前推進一大步，世人可望在 10 年內(nèi)實際測試小型模組式核反應(yīng)爐的真正可行性。

在全球核產(chǎn)業(yè)明顯走向衰亡的趨勢下，下一代核電廠的愿景，成為核產(chǎn)業(yè)界的一根救命稻草，訴諸規(guī)模較小不再大而無當，也就能把第三+ 世代超巨大錢坑的陰影拋在腦后;提出熱中子、快中子高溫反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生的高能核廢料半衰期較過去的 3 萬年減少為 300 年;采用氣冷、液態(tài)鈉、液態(tài)鉛、熔鹽等各種不同冷卻技術(shù)，設(shè)計上一旦反應(yīng)爐熔毀，反應(yīng)會自動停止，提升安全性，且反應(yīng)爐內(nèi)的燃料也大幅減少，以新規(guī)模能源的技術(shù)為例，一個反應(yīng)爐內(nèi)僅有傳統(tǒng)核電廠反應(yīng)爐內(nèi) 5% 燃料，讓世人淡忘福島電廠為了持續(xù)冷卻反應(yīng)堆，冷卻用水受輻射污染，得永無止境的新建蓄水池的噩夢。

太陽能和風能都在降價

不過小型模組式核反應(yīng)爐仍然面臨嚴峻的商業(yè)挑戰(zhàn)。

猶他州聯(lián)合市政電力系統(tǒng)的 12 座反應(yīng)爐計劃，總預算為 29 億美元，預計完工上線后，每度電均化成本目標( levelized cost of energy)為 0.065 美元。

根據(jù)美國能源資訊局(EIA)資料，預計 2022 年上線的第三代核能發(fā)電廠，每度電均化成本 0.09 美元，若是新規(guī)模能源的預估均化成本沒有往上追加，新一代的核電廠的確比現(xiàn)在世代更便宜。

然而，若跟其他能源比較，復循環(huán)燃氣發(fā)電每度電均化成本 0.0303 美元，先進式復循環(huán)燃氣發(fā)電 0.0328 美元，地熱均化成本 0.0431 美元，美國陸上風能的均化成本 0.048 美元，太陽能電池 0.0591 美元，也就是說，小型模組式核反應(yīng)爐雖然贏過前一代核能，仍然幾乎比所有其他能源都來得貴，在美國只勝過離岸風能、生質(zhì)能。

一個更大的挑戰(zhàn)是，不僅太陽能正在快速降價，美國陸上風能也變得無比便宜，連因為受到《瓊斯法案》干擾使得成本無法像歐洲那么低的美國離岸風能，受到產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸進入成熟階段，成本也一樣快速降低。相對的，小型模組式核反應(yīng)爐則才剛送設(shè)計圖審核通過，要進入成本快速下降階段還要很長的時間，在發(fā)展成熟之前，離岸風能早已成本降到遠低于小型模組式核反應(yīng)爐。

新規(guī)模能源充分理解所面臨的市場挑戰(zhàn)，表示過去第一波核電廠興建時，當時美國電力市場處于高度政府管制，高度集中化，低市場競爭的情況，才使得核電廠得以生存，如今狀況已經(jīng)完全不同，電力市場自由化程度提高，百花齊放，市場環(huán)境完全不同，新規(guī)模能源了解所面臨的挑戰(zhàn)，但認為新一代技術(shù)能解決傳統(tǒng)輕水式反應(yīng)爐的高成本問題。

新規(guī)模能源以外，新一代核電廠宣稱最快能進入商用階段的，是中國華能興建中的球床反應(yīng)爐核電廠山東石島灣核電廠，原本稱 2017 年底完工發(fā)電，但目前仍處于興建狀態(tài)。