法國重塑核電！

近日，法國政府計(jì)劃在2023年提交新的核電站建設(shè)計(jì)劃，并希望新的核電站能夠在2035年到2037年間投入使用，法國電力公司已向政府提交了建造6座新的壓水堆的可行性報(bào)告。此前的2021年10月12日，法國總統(tǒng)馬克龍?jiān)诎屠韫剂?ldquo;法國2030”投資計(jì)劃，其中提出了要“重塑核電”，宣布法國將重新啟動(dòng)境內(nèi)的核反應(yīng)堆建設(shè)，以應(yīng)對全球變暖。

核能成為法國能源和脫碳政策的核心

“法國2030”投資計(jì)劃總投資額為300億歐元，旨在“通過重振法國工業(yè)，提高法國經(jīng)濟(jì)，通過創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)增長的能力”。整個(gè)計(jì)劃共提出十大目標(biāo)，包括模塊化小型核反應(yīng)堆（SMR）、綠色氫能、工業(yè)脫碳、電動(dòng)汽車、機(jī)器人和數(shù)字化、低碳飛機(jī)、未來醫(yī)學(xué)技術(shù)、文化和創(chuàng)意內(nèi)容生產(chǎn)、太空探險(xiǎn)、海底領(lǐng)域。計(jì)劃將在2030年前向核能領(lǐng)域投資10億歐元，以開發(fā)“顛覆性技術(shù)”，特別是“更加模塊化”和“更加安全”的小型核反應(yīng)堆。

對核能態(tài)度發(fā)生轉(zhuǎn)變

歐洲能源價(jià)格的顯著上漲，尤其是天然氣價(jià)格的上漲，突顯出能源問題的日益重要性。英、法等國政府、公眾對核能的態(tài)度已發(fā)生轉(zhuǎn)變，尤其是對模塊化小型堆等更加安全、靈活的新堆型。按照法國原子能和替代能源委員會(huì)(CEA)的觀點(diǎn)，核能在這兩個(gè)方面都將發(fā)揮重要作用。作為低碳能源，它可以對法國2050碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出重大貢獻(xiàn)，同時(shí)減少對化石燃料的依賴。馬克龍表示：“為了保證法國的能源獨(dú)立，保證我們國家的電力供應(yīng)并實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)——特別是在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和——我們將在幾十年來首次恢復(fù)我國的核反應(yīng)堆建設(shè)并繼續(xù)發(fā)展可再生能源。核能是我們能源和脫碳政策的核心。”

2021年10月，法國電網(wǎng)運(yùn)營商RTE通過模型計(jì)算對法國2050年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的6種不同路徑進(jìn)行了預(yù)測，結(jié)論是，對法國來說，達(dá)成2050年凈零排放目標(biāo)成本最為低廉的辦法就是大力發(fā)展核電，新建14座大型核反應(yīng)堆以及一系列模塊化小型堆，同時(shí)加上可再生能源電力投入，將滿足法國的能源需求。

看好“模塊化小型堆”

模塊化小型反應(yīng)堆功率介于50~500 MWe之間，作為一種安全、經(jīng)濟(jì)的核電新堆型，是國際原子能機(jī)構(gòu)鼓勵(lì)發(fā)展和利用核能開發(fā)的新方向。模塊化小型反應(yīng)堆具有高度的安全性、良好的經(jīng)濟(jì)性、功率規(guī)模的靈活性和特殊廠址的適應(yīng)性，能夠滿足偏遠(yuǎn)城市供電、中小型電網(wǎng)的供電、城市供熱、工業(yè)供汽和海水淡化等各種領(lǐng)域應(yīng)用的需求，實(shí)現(xiàn)核能的綜合利用。它的特點(diǎn)是模塊化，不同的部件在工廠批量生產(chǎn)，然后在現(xiàn)場組裝，成本上更加具有競爭力，建設(shè)工期也更短。

法國目前正在開發(fā)名為紐沃德（Nuward）的小型核反應(yīng)堆。早在2019年9月，法國原子能和替代能源委員會(huì)(CEA)、法國電力集團(tuán)(EDF)、法國海軍集團(tuán)(Naval Group)及法國原子技術(shù)公司(Technic Atome)開始聯(lián)合開發(fā)Nuward小型堆。該設(shè)計(jì)以壓水堆技術(shù)為基礎(chǔ)，裝機(jī)容量300~400 MWe，Nuward小型堆將向偏遠(yuǎn)地區(qū)或電網(wǎng)無法接入大功率電站的地區(qū)、消耗大量電力的工業(yè)場所供電。在這一項(xiàng)目中，CEA將提供反應(yīng)堆堆芯研究及新技術(shù)認(rèn)證方面的專業(yè)知識(shí)；EDF將提供反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營方面的經(jīng)驗(yàn)；法國海軍集團(tuán)將提供有關(guān)模塊化及小型核設(shè)施方面的專業(yè)知識(shí)；法國原子技術(shù)公司則將提供該公司為法國核潛艇艦隊(duì)開發(fā)20座反應(yīng)堆所積累的緊湊型反應(yīng)堆設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。截至目前，法國政府已為該項(xiàng)目提供5000萬歐元的補(bǔ)貼資金，預(yù)計(jì)還將追加大筆投資支持下一階段開發(fā)工作。

除了Nuward項(xiàng)目之外，CEA在2019年啟動(dòng)了一項(xiàng)關(guān)于多功能模塊化小型堆的前瞻性研發(fā)計(jì)劃，研究除發(fā)電以外的其它功能應(yīng)用，包括生產(chǎn)無碳?xì)錇槠囂峁﹦?dòng)力，以及為區(qū)域供暖或工業(yè)需求提供熱量，幫助電力以外的其它領(lǐng)域脫碳。

模塊化小型堆廣受國際追捧

各國競相研發(fā)

目前，模塊化小型堆在國際上的關(guān)注熱度很高。2021年11月，英國作為第26屆聯(lián)合國氣候變化大會(huì)主辦國公布了“零碳排放”戰(zhàn)略，將核能列為英國于2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排的關(guān)鍵科技，包括支持羅爾斯·羅伊斯公司投資數(shù)十億英鎊在英國建造至少16座小型模塊化反應(yīng)堆。羅馬尼亞總統(tǒng)約翰尼斯在本屆聯(lián)合國氣候峰會(huì)上和美國氣候問題特別代表約翰·克里宣布，羅馬尼亞將利用美國技術(shù)建造第一座小型模塊化反應(yīng)堆。2021年12月15日，通用電氣-日立核能公司(GEH)、美國BWX技術(shù)公司和波蘭Synthos綠色能源公司(SGE)簽署了一份合作意向書，合作在波蘭部署B(yǎng)WRX-300模塊化小堆，并計(jì)劃到本世紀(jì)30年代初在波蘭至少部署10座BWRX-300小堆。2021年12月，通用電氣-日立核能公司獲得加拿大安大略電力公司BWRX-300模塊化小堆訂單，將在2022年內(nèi)申請建設(shè)許可，最多建設(shè)4座機(jī)組，最快在2028年建成第一臺(tái)機(jī)組。

我國走在前列

當(dāng)前全球正在研發(fā)中的小型堆項(xiàng)目超過70個(gè)，中國走在前列。2021年7月，中核集團(tuán)全球首個(gè)陸上商用模塊化小堆“玲龍一號”（ACP100）在海南昌江開工建設(shè)。與大型核電站相比，模塊化小堆建造周期短、初始投資小且能采用“以堆養(yǎng)堆”模式逐步投入資金；功率小、模塊化建造更加安全，運(yùn)維成本大幅降低；除發(fā)電外還能用于供熱、制氫和海水淡化等。一座250MW小堆制氫日產(chǎn)量達(dá)到50噸，可作為綠氫大規(guī)模供應(yīng)的重要解決方案，有望在全球能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用，模塊化小型堆等先進(jìn)技術(shù)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

如何加快模塊化小型堆發(fā)展為了適應(yīng)新的發(fā)展形勢，有必要采取更多措施，推動(dòng)模塊化小型堆高質(zhì)量發(fā)展。

加快完善小型堆設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管體系

目前，我國核能行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)基本都是針對研究堆和大型核電反應(yīng)堆，對于模塊化小型堆尚沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管體系。國外發(fā)展小型堆的國家同樣面臨該問題，還需要國家有關(guān)部門盡快制定完善小型堆的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)管規(guī)定，確保小型堆研發(fā)與建設(shè)有法可依，小型堆產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

研究制定小型堆的中長期發(fā)展規(guī)劃

小型堆產(chǎn)業(yè)是用途廣泛、極具應(yīng)用前景的產(chǎn)業(yè)，可以在多個(gè)領(lǐng)域促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有必要制定小型堆中長期發(fā)展規(guī)劃，明確小型堆未來發(fā)展目標(biāo)與重點(diǎn)任務(wù)，研究制定小型堆未來發(fā)展技術(shù)路線。在以市場需求為導(dǎo)向的前提下，通過給予資金、政策和技術(shù)支持，爭取國家力量推動(dòng)小型堆技術(shù)重點(diǎn)突破和規(guī)?；瘧?yīng)用。

推動(dòng)小型堆列入國家科技重大專項(xiàng)

國家實(shí)施壓水堆與高溫氣冷堆國家重大科技專項(xiàng)以來，產(chǎn)生了一批重大標(biāo)志性成果，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，提升了我國科技和產(chǎn)業(yè)競爭能力。將國內(nèi)目前有一定研發(fā)基礎(chǔ)的小堆技術(shù)及其示范工程建設(shè)列入國家重大專項(xiàng)，在國家大力投入支持下，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，支持小堆的優(yōu)化改進(jìn)，提高小堆的適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性與安全性，更好更快地推動(dòng)小型堆規(guī)?；瘧?yīng)用。

加強(qiáng)小型堆國際技術(shù)交流和市場推廣

在國家層面上，加強(qiáng)與美、俄等積極發(fā)展小堆的國家交流合作，借鑒國際先進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，促進(jìn)我國小型堆向更高水平方向發(fā)展。鑒于小型堆在國際上比較受歡迎，是很多國家都認(rèn)可的下一步重點(diǎn)發(fā)展堆型，國內(nèi)小型堆企業(yè)可以進(jìn)一步加大力度拓展國際市場，主動(dòng)對接，提供定制化的小型堆出口方案，與“華龍一號”相互補(bǔ)充，助力國家“一帶一路”倡議的實(shí)施。

（作者單位：中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院）