小型核反應堆是未來趨勢

一、什麼是小型堆?

     小型核反應堆的環境影響遠小於大型堆，從而提供了選址和安全上的便利。小型模塊化堆有兩大特點，一是小型，一是模塊化。小型堆是指功率大約處於10MW到300MW之間的核分裂反應堆，具有安全性、機動性、模塊化、彈性化及經濟性等優點。模塊化是把一個大型的電站分散成若干個小型的模塊，每個模塊都包括一個反應堆堆芯，有些設備也可公用，這樣的優勢在於供應可觀發電量的同時，大大提升了堆芯的安全性。另外，分散成若干模塊也更有利於功率調節，小型核電站以成品模塊形式在大型機器製造廠量產可縮短工期及減少難度。小型核電站具有高機動性，因此能成為風能和太陽能等可再生能源的良好補充。能與綠能互補在夜間和無風時獲取電力，由此出現一個潛在的巨大市場——供機動靈活的小型核電站專用。一般而言小型模塊核電站的建設成本較低，且由於功率密度的下降，反應堆的安全性自然提高。小堆設計可建成半地下或者全地下，不但簡化了防擴散屏障的結構，也提高了反應堆抵抗地震海嘯導彈以及飛機墜落等事故的能力。

    小型核反應堆可提供船舶動力、海水淡化、偏遠海島電力甚至太空火箭核動力，核能科技涵蓋許多機械、電子及材料科技，台灣的廢核是很愚蠢的行為，自己斬斷高科技的吸收及發展，而美國老大哥不但讓核電廠延役至80年，太空總署還在研發核動力火箭，核動力火箭可大幅縮短地球至火星所需的時間，美國甚至全人類想移民外太空必須借助核能。另外，美國的所有航空母艦及潛艇都是核動力，最近美國國防部還在為軍事基地用電研發小型核反應堆，為甚麼崇拜美國的台灣不學老大哥發展核能的前瞻性眼光呢?

二、美國NuScale小型堆設計認證取得新進展

    2020年7月29日，美國核管會（NRC）下屬反應堆安保諮詢委員會（ACRS）稱，美國NusScale電力公司小型堆（SMR）設計認證申請審查即將完成，ACRS強調，任何運營商在建設和運行NuScale小型堆之前都必須獲得一步式建造運行許可證（COL）。NRC發言人Scott Burnell表示，NuScale小型堆設計認證申請審查工作共包含6個階段，目前已完成前5個階段，預計第6階段工作將於2020年9月完成，隨後將編制最終安全評估報告，至此標誌著NRC技術審查工作全部完成。NuScale是美國首個提交小型堆設計認證的公司。2017年3月，NRC正式受理該設計全面技術審查申請。

    核能發電也將會進入軍事基地，根據美國防務新聞網報導，五角大廈計畫設計一個小型核反應器供美國本土以外的部隊使用，根據美國核能研究所報告，90％的軍事設施平均每年的能源使用量可以通過40 MWe或更小的核電裝機容量來滿足。美國西北能源公司表示考量在華盛頓州哥倫比亞核電廠附近廠址建造小型堆（SMR），以符合該州《清潔能源轉型法》中有關溫室氣體抑減要求。

三、小型核電站將成市場主角

    俄羅斯《消息報》網站發表題為《核電站之爭：小型核電站的市場前景》的文章稱，大型核電機組的銷售額存在大幅下滑的風險，中小型核電站或將成為未來市場主角。縮小規模不僅有助於能買得起，同時也可改變公眾對核電的態度。小型核電站開始成為整個核電工業的救命稻草，美國初創公司NuScale於2018年2月啟動向美國核管理委員會（NRC）申請許可證的程序，NuScale已經拿到了在愛達荷州建造擁有12個反應堆模塊核電站的項目，政府準備其中買下其中的兩個機組。小型核電站具有高機動性，因此能成為風能和太陽能等可再生能源的良好補充。在傳統能源解決方案的框架內，在無法建設大型核電站的地方，小型核電站也得到了新的用武之地。

    英國是積極修訂核立法以適應小型反應堆建設趨勢的國家之一， 2018年啟動了建設小型反應堆基礎設施的計劃。英國之所以對小型核電站感興趣，是因為存在大量反應堆級鈽及英國傳統核電站項目成本高昂。除英國外，加拿大2018年也公佈了旨在打造“小功率核電站工業”的小型核電站“路線圖”，將於2025至2040年之間的某個時間開始建設這些核電站。今後數年，我們將看到首批小型核電站項目的實施以及它們實實在在帶來的經濟效益，這也將決定相關市場的規模以及該市場如何扮演全世界核工業拯救者的角色。

   多年以來，我們已經聽說氣候變化的隱患日益籠罩著我們。在可能的後果未經檢查的氣溫上升的涉及淹沒沿海城市，歷史悠久的乾旱，我們之前從未見過的嚴重程度的天氣。當前，減少碳排放的主要重點領域之一是發電，核電一直是實現這一目標的理想手段，可產生大量綠色，安全且對消費者便宜的電力。它是一個日益重要的行業，預計到 2020年將產生美國21％的能源。不幸的是，核能確實有幾個缺點。其中最明顯的就是成本。科學家聯合會在2009年的一份報告中指出，建造核反應堆裝置需要2到40億美元，甚至多達90億美元。其他問題包括規模（核電廠不小），與化石燃料電廠相比，電廠建設時間更長，而且所產生的大量電力使核能在有限的用途（例如為小型社區供電）中不切實際。但是，NuScale Power的新型先進反應堆設計可以改變這一切。該公司生產了一種稱為小型模塊化反應堆（SMR）的產品，非正式地稱為NuScale SMR。

四、多國加速佈局新一代核電

　  第14屆第四代核能係統國際論壇（GIF）和國際原子能機構（IAEA）不久前聯合呼籲有關國家加大及早部署創新型核反應堆系統的支持力度，以應對氣候變化。國際能源署最新版《全球核能發展報告》指出，全球新型核反應堆市場正在積極部署。各核電大國目前正加快佈局新一代核能技術，尤其是第四代和電和小型堆技術。7月初，英國發布聲明稱，已撥4000萬英鎊用於開發下一代核技術，包括微堆、聚變堆和使用熔融鉛作為冷卻劑的反應堆設計。去年9月，法國核能主管部門、電力公司等也曾在IAEA大會上透露，將研發設計兩台輕水堆SMR。而俄羅斯的BN-800快堆洛亞爾斯克核電站4號機組已於2016年11月商轉。美國能源部發布《重塑美國核能競爭優勢》報告，明確提出利用技術創新和研發投資鞏固技術進步，同時加強美國在下一代核能技術中的領導地位。今年5月，美國能源部宣布啟動“先進反應堆示範計劃”（ARDP）並開展新概念反應堆研發。加拿大核安全委員會目前正在審查10項SMR設計申請。同時，加拿大核安全委員會與美國核管會於2019年8月簽署合作備忘錄，將共同研發和評估先進反應堆和SMR設計所需的基礎設施。

　　第四代反應堆具備固有安全性、高燃料利用率，以及廢物產生少、經濟性更好等特徵。中國實驗快堆2010年首次實現臨界，2017年12月，示範快堆工程開工，計劃於2023年建成投產。此外，中國具有自主知識產權的世界首座高溫氣冷堆核電站示範工程已進入調試階段，標誌著工程進入投產“倒計時”。