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美国核能管理委员会通过首座小型模组式核反应炉设计

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发布时间:2018-05-27 14:14:41

美国核能管理委员会通过首座小型模组式核反应炉设计


第三代与第三+ 世代的核电厂大而无当,在全球都成为追加预算不停、完工不断延后、上线遥遥无期的超大型钱坑,导致许多计划逐一取消。旧核电厂也状况不妙,美国许多核电厂原本计划延役,但成本远高于其他发电方式而毫无竞争力,各大电力公司不断威胁美国政府若不增加补贴就要关闭核电厂,在纳税人压力下特朗普政府不敢明目张胆补贴,于是预期旧核电厂也会一一提早停役。

核工产业唯有将希望寄托在下一代的第四代核电厂,先前虽然有许多新创公司研发小型模组式核反应炉(small modular reactor,SMR),却都只闻楼梯响,如今,终于有第一家向美国核能管理委员会提出设计图( Nuclear Regulatory Commission,NRC)第一阶段送审通过。

2018 年 4 月底,新规模能源(NuScale Power)宣布,已获得美国核能管理委员会第一阶段设计认证审查通过,可望成为打造全美第首个小型模组式核反应炉核电计划的厂商,也可望成为全球第一。新规能源的第一个客户,是犹他州联合市政电力系统(Utah Associated Municipal Power Systems),计划于爱达荷州兴建 12 座 50 百万瓦(Megawatt)发电容量小型模组式核反应炉,预定于 2020 年代中期开始运转,可能是 2026 年。

新规模能源表示,设计特色为采用冷却剂自然循环方式,不需马达帮浦输送,相较于竞争对手的优势是机构更简易,也因此提升耐用性与安全性,美国核能管理委员会在 11.5 万小时的审查过程中,提出的资料要求相对较少。开发过程中,美国能源部核能办公室的「美国先进核能发展产业机会基金」给予新规能源 4,000 万美元的研发成本分担补贴。

核能产业界早自 1990 年代起就一直谈论第四代与小型模组式核反应炉的概念,但从来都只是学理或初期研究阶段,新规能源此次审核通过,将过去的纸上谈兵往前推进一大步,世人可望在 10 年内实际测试小型模组式核反应炉的真正可行性。

在全球核产业明显走向衰亡的趋势下,下一代核电厂的愿景,成为核产业界的一根救命稻草,诉诸规模较小不再大而无当,也就能把第三+ 世代超巨大钱坑的阴影抛在脑后;提出热中子、快中子高温反应,反应后产生的高能核废料半衰期较过去的 3 万年减少为 300 年;采用气冷、液态钠、液态铅、熔盐等各种不同冷却技术,设计上一旦反应炉熔毁,反应会自动停止,提升安全性,且反应炉内的燃料也大幅减少,以新规模能源的技术为例,一个反应炉内仅有传统核电厂反应炉内 5% 燃料,让世人淡忘福岛电厂为了持续冷却反应堆,冷却用水受辐射污染,得永无止境的新建蓄水池的噩梦。

太阳能和风能都在降价

不过小型模组式核反应炉仍然面临严峻的商业挑战。

犹他州联合市政电力系统的 12 座反应炉计划,总预算为 29 亿美元,预计完工上线后,每度电均化成本目标( levelized cost of energy)为 0.065 美元。

根据美国能源资讯局(EIA)资料,预计 2022 年上线的第三代核能发电厂,每度电均化成本 0.09 美元,若是新规模能源的预估均化成本没有往上追加,新一代的核电厂的确比现在世代更便宜。

然而,若跟其他能源比较,复循环燃气发电每度电均化成本 0.0303 美元,先进式复循环燃气发电 0.0328 美元,地热均化成本 0.0431 美元,美国陆上风能的均化成本 0.048 美元,太阳能电池 0.0591 美元,也就是说,小型模组式核反应炉虽然赢过前一代核能,仍然几乎比所有其他能源都来得贵,在美国只胜过离岸风能、生质能。