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經合組織核能機構2021年4月13日發布研究報告《模塊化小堆：挑戰與機遇》，介紹了小堆技術研發現狀，分析了小堆的技術和經濟性特點以及未來發展將面臨的挑戰，并為各國推進小堆技術商業化提出了建議。在這份報告中，小堆是指電功率低于300兆瓦的反應堆。

國際原子能機構的數據顯示，全球已總計推出超過70種小堆設計，比2018年增加了40%。商業化進程最快的小堆設計均基于已經積累數十年運行和監管經驗的大型輕水堆設計。在目前推出的所有小堆設計中，約50%屬于輕水堆；另外50%屬于第四代反應堆技術，采用液態金屬、氣體或熔融鹽等冷卻劑。

全新交付模式和價值主張是小堆的核心競爭力

由于電功率低，小堆不能從單堆的規模經濟中受益，“批量建設”勢在必行。與大堆相比，小堆能夠在更大程度上實現模塊化、簡單化和標準化。小堆可以進行工廠預制，有利于提高生產效率，加強質量控制，降低建設風險以及引進新的制造技術。這些優點已在其他行業得到證明，但需要在小堆的未來發展中得到驗證。

與大堆相比，小堆的建設周期短，前期投資低，有利于降低客戶的財務風險。其他有利于增強小堆價值主張的特點包括增強了負荷跟蹤運行能力，以及可用于海水淡化、制氫、區域供暖等。這些特點拓展了核能的應用范圍，使核能可以在更多的地區得到應用。

需要評審現行監管與法律框架

由于現行國際核監管和法律框架在最初制訂時主要基于當時可供使用的技術，因此需要對這些框架進行評審，并進行必要的修訂，使其能夠適用于目前正在研發的創新型小堆技術。

例如，現行取證體系主要基于使用氧化鈾燃料（鈾-235豐度低于5%）的大型輕水堆運行經驗。對于基于大型輕水堆的小堆設計，由于有許多經驗可供借鑒，在取證方面面臨的阻力較小。但是，對于沒有經驗可供參考的創新設計，在取證方面面臨較大的挑戰。

核能機構成員國正在推進小堆技術研發

核能機構部分成員國正在積極推動小堆技術研發。例如，美國能源部正通過以公私共同承擔費用的方式向小堆技術開發商提供支持，并允許這些企業使用國家實驗室的研究設施。為實現2050年碳中和目標，英國也為小堆的研發提供資助。加拿大和芬蘭等國家目前也在開展相關工作，例如開展取證體系評估，以便更好地支持新技術的部署。

小堆大規模部署面臨挑戰

市場問題是評估小堆經濟合理性的核心。如果小堆能像商用飛機一樣實現量產，其經濟性將得到顯著提高。但實現這一目標需要擁有規模很大的市場。這突出了形成一個全球市場的必要性，但同時也意味著最終只有小部分設計能夠實現大規模商業化應用。

建立全球市場，需要各國在監管方面實現更高水平的協調。隨著技術研發工作的不斷推進以及首批示范堆的建成，小堆面臨的技術風險將會降低，對潛在客戶的吸引力也會增加。除了必要的人才培養和研發基礎設施建設，供應鏈企業還應開展能力建設，做好為小堆商業化提供支持的準備，包括設備制造能力和高豐度低濃鈾燃料及其他新型燃料制造能力。

此外，部分小堆開發商試圖消除設置場外應急區的必要性，以便能在人口密集區建設反應堆。這些小堆的商業化部署將在獲得公眾支持方面面臨更大的挑戰。

政府支持和國際合作是推進小堆部署的關鍵要素

在小堆商業化進程中，政府支持和國際合作能夠在四個方面發揮關鍵作用：

公眾參與：通過盡早推動當地的公眾參與，未來的小堆項目可從國際合作以及經驗教訓和最佳實踐的交流中獲益。

首堆建設：從簽署長期購電協議到采用費用分擔機制，政府能夠采用多種形式支持首堆建設，從而降低建設風險，吸引更多投資者。支持監管機構建立必要的取證體系并開展相應的能力建設也同樣至關重要。與此同時，政府還應通過為首堆建設提供場區或為研究基礎設施的建設提供資金等方式，推進小堆的商業化部署。

取證體系的協調：利用在大堆領域的現有協作體系，推進各國取證體系的協調。盡管完全的統一可能不切實際(有時甚至是不可取的)，監管部門仍應繼續努力，在部分領域就監管立場達成一致。應當考慮核能機構在多國設計評估計劃(MDEP)等項目下開展的多邊取證協調、雙邊合作和聯合安全評估工作。

制造能力的建設：通過實施支持多座小堆建設的國家計劃，相關國家能夠建立并加強設備制造能力。擁有大型反應堆建設能力的國家能夠充分現有能力。各國能夠就重要合作關系和產業協作問題進行探討，以便共擔潛在風險。還應預測核燃料循環問題，以便為市場提供合理支持。最后，應努力協調能夠帶來額外市場利益的法規和標準。

（中核戰略規劃研究總院 伍浩松）