“為擴大核能應用范圍，適應低碳能源發展需求，過去十年我國陸續開發出面向不同應用領域和市場需求的小型堆，部分技術已經具備開展示范的工程條件。”中國核能行業協會專家委常務副主任趙成昆近日表示。
據記者了解，隨著能源轉型持續推進和減碳目標的提出，各種能源利用方式朝著“小”的方向發展——體積小、排放少、貼近終端消費，核電小堆就是嘗試之一。業內人士認為，小堆將成為我國“多能互補的清潔能源基地建設”的重要選項，不過受制于政策、經濟、技術等多方面因素，小堆尚未實現商業運行。
開發利用優勢明顯
與耗資不菲、建造周期漫長的傳統大型核電站相比，30萬千瓦以下的小型核反應堆造價更低、更易建造安、更安全靈活。
趙成昆指出，過去20多年，為適應全球能源低碳化大趨勢，各核能大國努力擴大核能應用范圍，多用途小堆開發逐漸成為發展重點。
經合組織核能機構近日發布的研究報告《模塊化小堆：挑戰與機遇》（以下簡稱《報告》）指出，全球目前已總計推出超過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，因此建設周期短，前期投資低，有利于降低業主的財務風險。
近年來，我國小堆研發和應用處于提速狀態，目前正在開發和落地建設、適用陸地和海洋應用的小型堆共有10種，大部分處于設計階段。對于小堆的布局，“十四五”規劃明確提出“推動模塊式小型堆應用”，《電力發展“十三五”規劃》也明確要開展小型智能堆、商業快堆和熔鹽堆等先進核能技術研發。
中國電力發展促進會核能分會秘書長汪永平告訴記者，我國自主研發的小型堆——玲龍一號（ACP100）于2016年4月成為全球首個通過國際原子能機構通用安全審查的小型堆。去年6月，國家核安全專家委員會審議通過了海南昌江ACP100科技示范工程初步安全分析報告，為該工程建造許可證發放創造了必要條件。
供熱需求助推小堆落地
能源產業轉型升級進入新階段，對核能多元利用帶來了更多機遇。汪永平表示，小堆能夠滿足直接面向用戶的分布式能源系統在供電、城市供熱、工業供汽和海水淡化、同位素生產等各種領域的應用需求。
“供熱是全球最大的終端能源消費領域，追求電力低碳化的同時，需要兼顧供熱領域的低碳化，核能利用尤其是小堆在該領域市場空間廣闊。”趙成昆指出，“小型堆建設周期短，在選址方面靈活性較大，安全性好，很適宜作為供熱熱源。”
公開信息顯示，國家電投去年與齊齊哈爾市政府、克山縣政府簽訂合作協議，共同推動核能供熱小堆落地，打造齊齊哈爾東北部縣域冬季取暖“無煤化、零碳化”典范。
除了供熱，小堆在海水淡化、制氫等領域也蘊藏潛力。趙成昆指出，我國北方地區缺水總面積達58萬平方公里，全國共有300多座城市不同程度缺水，每年缺水量58億立方米。“海水淡化的市場很大，同時氫氣在未來能源市場具有廣泛用途，預計2030年以后高溫堆在這方面具有顯著優勢。”
汪永平指出，海上浮動式核動力平臺、核動力破冰船等也是小堆技術的應用方向。“海上浮動式核動力平臺可為海洋石油開采和偏遠島嶼提供安全、有效的能源供給，也可用于大功率船舶和海水淡化領域。”
規模化發展仍待破冰
《報告》指出，小堆不能從單堆的規模經濟中受益，“批量建設”勢在必行，但其大規模部署面臨一系列挑戰。
趙成昆也指出，目前國內尚不具備一套相對完整的適用于模塊化小堆發展的法規標準和用戶要求，這些法規標準涉及項目核準、安全評審、核應急以及安保等領域，需逐步補充和完善。
汪永平對此表示認同，他認為，政策性因素是小堆發展目前面臨的主要制約因素。“我國尚未建立針對小型堆項目開發的標準、法規、審批以及監管體系，從選址到系統配置和安全監管，都是按照大堆的理念和要求。小型堆產業發展需要具規模的廠址儲備及適合小堆的廠址要求，并結合目標市場需求，明確定位，配全標準，保障發展。”
經濟性因素也是小堆面臨的一個嚴峻問題。汪永平指出，小堆單堆裝機容量小，與大型核電機組相比經濟性差。“主要原因是小堆受所在地負荷制約，難以在同一廠址規模化建造，難以通過模塊化、標準化設計以及共用設施、系統等方式，來降低成本。小堆的經濟性、潛力等仍需進一步研究。”
與建設在沿海的大型核電廠相比，小堆的鄰避效應也會更明顯。汪永平表示，根據項目建設目標，小堆適宜布置在距離負荷中心較近的城市或工業園區周邊，周邊居民和工作人員密度明顯大于大型核電廠周邊，公眾的抵觸、排斥情緒相對較大。