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近日，經(jīng)合組織核能署（NEA）發(fā)布了一份73頁的研究報(bào)告，對(duì)特定的小型堆（SMR）設(shè)計(jì)及部署進(jìn)展情況進(jìn)行了跟蹤。NEA表示，各國小型堆設(shè)計(jì)目前處于不同的開發(fā)階段，有對(duì)新概念的基礎(chǔ)研究，也有成熟設(shè)計(jì)的商業(yè)部署和運(yùn)行。

NEA指出，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）發(fā)現(xiàn)，要把全球升溫目標(biāo)控制在1.5oC以內(nèi)，到2050年，核電裝機(jī)容量需要從2020年的394 GWe增至1160 GWe。IPCC的核能目標(biāo)雄心勃勃，但并非遙不可及。NEA最近研究發(fā)現(xiàn)，可以通過長期運(yùn)行現(xiàn)有核電廠，以及新建大型三代堆和小型堆來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。此外，核能既能用于發(fā)電，也能用于其他用途，包括供熱和區(qū)域供暖、核能制氫及合成燃料。

據(jù)估算，到2050年，小型堆裝機(jī)容量有望達(dá)到375 GWe，占到核電裝機(jī)容量缺口的50%以上。小型堆技術(shù)路徑的發(fā)展成熟度涉及一系列技術(shù)和監(jiān)管問題，有些技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入示范階段（實(shí)驗(yàn)室示范和商業(yè)規(guī)模示范），另有一些仍處于研發(fā)階段。NEA表示，小型堆部署時(shí)間因技術(shù)成熟度和監(jiān)管成熟度而異，部分設(shè)計(jì)有望在2030年之前示范和商業(yè)化，而其他設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)將在本世紀(jì)30年代后期示范和商業(yè)化。

當(dāng)前，小型堆設(shè)計(jì)盡管還不成熟，但也能在實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)方面發(fā)揮作用。高技術(shù)水平的小型堆和先進(jìn)堆在獲得許可證后，有望在本世紀(jì)三、四十年代加快碳減排速度、到2050年實(shí)現(xiàn)零碳排放方面發(fā)揮重要作用。低技術(shù)水平的小型堆和先進(jìn)堆也有望從本世紀(jì)40年代開始大規(guī)模部署用于發(fā)電、供熱和制氫，并與先進(jìn)核燃料循環(huán)相結(jié)合，在2050年后實(shí)現(xiàn)核能的長期可持續(xù)發(fā)展。NEA報(bào)告呼吁對(duì)在許可證申請方面取得進(jìn)展的不同技術(shù)水平小型堆給予政策支持。

NEA小型堆網(wǎng)站主頁僅研究了21種具體的小型堆設(shè)計(jì)，涉及許可證申請、選址、融資、供應(yīng)鏈、人力資源、燃料等6個(gè)重要方面。這21種小型堆基本情況如下：

小型堆可以替代化石燃料用于發(fā)電，替代柴油發(fā)電機(jī)用于離網(wǎng)采礦和工業(yè)作業(yè)，替代熱電聯(lián)產(chǎn)化石燃料用于重工業(yè)供熱和區(qū)域供暖。此外，小型堆還用于大規(guī)模的水處理和海水淡化，以生產(chǎn)清潔的飲用水。這些不同的市場需求，推動(dòng)了一系列技術(shù)、規(guī)模和配置各不相同的小型堆技術(shù)開發(fā)。NEA認(rèn)為，小型堆技術(shù)種類繁多，決策者在進(jìn)行技術(shù)選擇時(shí)還要考慮部署時(shí)間。

未來小型堆數(shù)據(jù)庫將繼續(xù)跟蹤各小型堆設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況，同時(shí)，隨著獲得更多信息和評(píng)估工作的完成，還將加入更多的小型堆技術(shù)。

NEA小型堆數(shù)據(jù)庫中缺少各項(xiàng)設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)部署時(shí)間，但有些公司已經(jīng)樂觀地公布首堆投運(yùn)時(shí)間。例如，美國超安全核能公司擬在2027年實(shí)現(xiàn)首堆投運(yùn)，美國Kairos電力公司的投運(yùn)目標(biāo)是2026年，美國泰拉能源公司、英國歐洲鈾濃縮公司和美國X-energy公司的目標(biāo)都是2028年。但泰拉能源公司此后表示，因燃料開發(fā)問題，已將目標(biāo)年份推遲兩年。瑞典Leadcold反應(yīng)堆公司最初提出在2025年投運(yùn)SEALER-55小型堆，后改為2030年。其他計(jì)劃在本世紀(jì)30年代早中期投運(yùn)的小型堆設(shè)計(jì)包括法國電力集團(tuán)（EDF）的Nuward、美國NuScale電力公司的VOYGR、英國羅羅小型堆和美國西屋電氣公司的eVinci。與此同時(shí)，俄羅斯開發(fā)的KLT40S反應(yīng)堆和中國開發(fā)的高溫氣冷堆HTR-PM已經(jīng)投運(yùn)。

國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）在2022年發(fā)布了最新版《小型堆技術(shù)發(fā)展進(jìn)展情況》藍(lán)皮書中指出，全球在小型堆技術(shù)部署方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。俄羅斯設(shè)計(jì)的“羅蒙諾索夫號(hào)”（Akademik Lomonosov）雙模塊KLT-40S浮動(dòng)電廠已于2019年12月并網(wǎng)，并在2020年5月開始商運(yùn)。中國設(shè)計(jì)的HTR-PM示范堆已于2021年12月并網(wǎng)，到2022年底實(shí)現(xiàn)滿功率運(yùn)行。阿根廷設(shè)計(jì)的CAREM 25正在建設(shè)中，預(yù)計(jì)將在2026年實(shí)現(xiàn)首次臨界。中國于2021年7月開工建設(shè)的ACP100反應(yīng)堆，目標(biāo)在2026年底前開始商運(yùn)。俄羅斯于2021年6月開工建設(shè)BREST-OD-300反應(yīng)堆，計(jì)劃2026年完工。美國NuScale小型堆已于2020年9月通過美國核管會(huì)（NRC）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)審查。所有其他設(shè)計(jì)，目前都處于前期概念/概念設(shè)計(jì)階段或基本/詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。仍處于概念設(shè)計(jì)階段的包括U Battery、eVinci、Nuward和SEALER-55。