到本世紀末，部署小型模塊堆（SMR）將成為工業(yè)動力的普遍選擇。
1、我們離全面部署SMR有多遠？
根據(jù)國際原子能機構(gòu)（IAEA）數(shù)據(jù)，目前有17個國家共70多個SMR設(shè)計正在評估中。
可以說，這是一個大規(guī)模的全球SMR部署活動，但如果讓這些反應堆真正實現(xiàn)我們未來的零碳電力，世界還需要進一步商業(yè)化的推廣SMR。
我們離全面部署SMR有多遠？
在技術(shù)商業(yè)化過程中，SMR領(lǐng)域通常被稱為“死亡谷”，不過這一領(lǐng)域最近也傳來了好消息——從開發(fā)到商業(yè)推廣出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折點。
首先，反應堆設(shè)計建造的流水線標準獲得了國家監(jiān)管機構(gòu)的許可。
2020年9月，美國核管理委員會（NRC）發(fā)布了NuScale的SMR設(shè)計批準標準。下一步，NRC將邀請各方就認證NuScale標準反應堆設(shè)計的規(guī)則制定發(fā)表意見，這意味著客戶可以推進NuScale發(fā)電廠的開發(fā)計劃。
Hermes低功率示范堆假想圖（圖源：Kairos Power）
此外，10月，Kairos Power在同一方向上也邁出了重要一步，宣布已向NRC提交氟鹽冷卻高溫反應堆的初步安全分析報告，作為其申請Hermes低功率示范堆施工許可證的一部分。
NRC已經(jīng)受理在橡樹嶺建造試驗堆的申請，“除非出現(xiàn)不可預見的延誤”，工作人員預計，環(huán)境和安全審查將在2023年9月完成。
美國不是唯一一個在該領(lǐng)域迅速發(fā)展的國家。
Ultra Safe核公司的15MWt微型模塊堆（圖源：網(wǎng)絡）
在加拿大，Global First Power（GFP）已申請許可證，在安大略省的Chalk River為其15 MWt微型模塊堆（MMR）準備場地，該申請目前處于加拿大核安全委員會（CNSC）許可程序的技術(shù)審查階段。
與此同時，英國核監(jiān)管辦公室對其通用設(shè)計驗收（GDA）流程進行了現(xiàn)代化改造，以適應先進的核技術(shù)發(fā)展要求。
勞斯萊斯（Rolls-Royce）表示，其470 MWe小型模塊堆的GDA申請已經(jīng)提交，該公司希望“明年1月與監(jiān)管機構(gòu)達成一致”。
第二個，已經(jīng)通過許可審查并投入運行的工廠正在積累豐富的運行經(jīng)驗。
俄羅斯的Akademik Lomonosov浮動核電站在2021年5月完成了第一個年度運行計劃。
9月，中國的HTR-PM啟動，該項目于2012年12月開始建設(shè)，被認為是一個工業(yè)示范工廠，有兩個反應堆單元驅(qū)動一個200MW的渦輪機。
27MW的阿根廷CAREM（150-300MW商業(yè)設(shè)計原型堆）也處于建設(shè)的后期階段。
2、機遇與挑戰(zhàn)
世界上唯一的浮動核電站（FNPP）Akademik Lomonosov于2020年5月在俄羅斯北極城市佩維克開始商業(yè)運營。
SMR為核工業(yè)帶來了機遇，但也不應忽視其隨之而來的各種新的挑戰(zhàn)。
盡管SMR有推廣和系列建設(shè)的一定經(jīng)驗，但目前行業(yè)標準大部分是建立在類似于國際機場或鐵路樞紐的大型基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃模型基礎(chǔ)上：與政府合作商定和規(guī)劃場地，以及資金和融資。
如果一個行業(yè)模型中有幾十個反應堆建造，而且往往是在新的地點，那么就需要一種不同的行業(yè)標準。
這一點已經(jīng)很明顯應用于SMR的許可證發(fā)放過程中，在某些情況下，它也挑戰(zhàn)了長期以來關(guān)于如何設(shè)計和運行核能的假設(shè)。
例如，NuScale的一項要求就規(guī)定了一個專用控制室和每個核機組的最低操作員數(shù)量——但NuScale的新設(shè)計將有一系列小型反應堆在一個控制室中運行。
當其他SMR或微型反應堆設(shè)計（其中一些使用遠程操作）進入許可程序時，該問題也將會以不同的形式出現(xiàn)。
同樣，還需要一種新的選址方法，其工業(yè)模式適合幾十個和數(shù)百個地點，而不是每個國家一個或兩個。
監(jiān)管機構(gòu)必須準備好處理這一問題，因為我們看到了SMR可以大規(guī)模推廣的真正開端。
今年9月，NuScale與波蘭KGHM/PBE簽署諒解備忘錄（圖源：網(wǎng)絡）
幾個月前，NuScale電力（NuScale Power）公司朝著這個方向邁出了一步，與兩個波蘭組織簽署了諒解備忘錄，開發(fā)一批潛在的場地。
一個是基于需要重新調(diào)整用途的發(fā)電廠：與位于俄克拉荷馬州的綜合能源公司Getka Group和波蘭能源公司Unimot一起，確定可能部署SMR的燃煤發(fā)電廠。
GE日立核能、BWXT加拿大有限公司和總部位于波蘭的Synthos Green Energy（SGE）也簽署了一份合作意向書，在波蘭部署B(yǎng)WRX-300 SMR。SGE及其合作伙伴希望在21世紀30年代初在波蘭部署至少10座BWRX-300 SMR。
NuScale電力董事長兼首席執(zhí)行官約翰·霍普金斯（John Hopkins）表示，SMR是“一種理想的靈活清潔能源解決方案，可用于重新調(diào)整退役燃煤發(fā)電廠的用途，最重要的是，可以讓波蘭社區(qū)現(xiàn)有的熟練發(fā)電廠員工再就業(yè)”。
美國也提出了類似的論點，要求在燃煤電站即將關(guān)閉或已經(jīng)關(guān)閉的地點安置SMR。
除了熟練的勞動力，這些站點還可能擁有其他關(guān)鍵資源——電網(wǎng)連接、供水和民用基礎(chǔ)設(shè)施——這些都可能降低安裝SMR的資本成本。
懷俄明州一座退役的煤電廠建造鈉示范項目假想圖（圖源：TerraPower/GEH）
類似地，另一家美國SMR開發(fā)商TerraPower，正在討論在懷俄明州一個即將退役的煤廠建設(shè)其第一個鈉示范項目的計劃。
該設(shè)計包括一個熔鹽儲能系統(tǒng)，目前正在與GE日立核能（GEH）工程和施工合作Bechtel共同開發(fā)。
SMR也可以取代小型天然氣或柴油裝置。在偏遠或其他無法進入的地點，安裝常規(guī)電源和運輸燃料供應既復雜又昂貴，在這種情況下，SMR裝置的經(jīng)濟性看起來更加顯著。
例如，據(jù)說俄羅斯的Akademik Lomonosov浮動核電站就是為了這個目的而規(guī)劃的，其兩臺35MWe KLT40S SMR機組可為一座約10萬人口的城市供電，并提供熱量，可用于當?shù)毓峄蚝Ｋ刻飚a(chǎn)生高達24萬立方米的飲用水）。
NuScale還將這些偏遠地區(qū)視為一個潛在應用推廣區(qū)。
該公司已與波蘭銅和銀礦業(yè)公司KGHM以及PBE Molecular聯(lián)手，為該礦業(yè)公司的生產(chǎn)工廠提供電力。該合作將開發(fā)和建設(shè)四個SMR，可能多達十二個（裝機容量約1GW）。
3、目標日期
NuScale的SMR核電廠實體模型（圖源：NuScale power LLC）以上所提到的合作計劃均將2030年作為運營目標。
KGHM Polska Miedz SA管理委員會主席Marcin Chludzinski說：“氣候變化迫使我們必須要采取果斷行動。我們已經(jīng)感受到了氣候變化的影響，包括在金融等方面，以及與能源價格上漲有關(guān)的其他影響。到2030年建造小型核反應堆是一項堅實的宣言，也是我們能源轉(zhuǎn)型的一個目標。我們是波蘭能源的先驅(qū)者，正如我們過去所做的那樣，我們的第一座核電站將于2029年投產(chǎn)。”
英國也在考慮類似的時間計劃。
Tom Greatrex是英國核游說集團核工業(yè)協(xié)會的首席執(zhí)行官。在保守黨年會上舉行的一次關(guān)于新核能的會外會議上，他表示，勞斯萊斯財團仍需做出一些決定，SMR“在未來幾年內(nèi)無法部署”。
他補充道，“我們可能在十年內(nèi)有第一個，但明天無法部署”。
在美國，NuScale表示“正積極與我們的制造合作伙伴合作，并準備在2027年向客戶交付第一批NuScale核電模塊”。
該公司表示，預計第一座NuScale 12模塊示范電廠將于2030年在愛達荷州全面投入運營，作為猶他州相關(guān)市政電力系統(tǒng)無碳電力項目（CFPP）的一部分，12個模塊中的第一個模塊將于2029年上線，
Chludzinski在一份有趣的補充說明中還表示，SMR將“大幅降低我們業(yè)務的運營成本”，這增加了它出售多余部分成為電力供應商的可能性。
Chludzinski補充道：“我們計劃商業(yè)化發(fā)電，以幫助波蘭實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，降低普通家庭的生活成本。”
工業(yè)界建造自己的發(fā)電和交易過剩能源的模式已被普遍采用，但它們是基于天然氣或可再生能源的。
這表明，利用SMR實現(xiàn)核工業(yè)的潛在工業(yè)化將給該行業(yè)帶來革命性的變化。
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