近日，法國政府計劃在2023年提交新的核電站建設計劃，并希望新的核電站能夠在2035年到2037年間投入使用，法國電力公司已向政府提交了建造6座新的壓水堆的可行性報告。此前的2021年10月12日，法國總統(tǒng)馬克龍在巴黎公布了“法國2030”投資計劃，其中提出了要“重塑核電”，宣布法國將重新啟動境內(nèi)的核反應堆建設，以應對全球變暖。

▲ 法國2030投資計劃

核能成為法國能源和脫碳政策的核心

“法國2030”投資計劃總投資額為300億歐元，旨在“通過重振法國工業(yè)，提高法國經(jīng)濟，通過創(chuàng)新實現(xiàn)增長的能力”。整個計劃共提出十大目標，包括模塊化小型核反應堆(SMR)、綠色氫能、工業(yè)脫碳、電動汽車、機器人和數(shù)字化、低碳飛機、未來醫(yī)學技術、文化和創(chuàng)意內(nèi)容生產(chǎn)、太空探險、海底領域。計劃將在2030年前向核能領域投資10億歐元，以開發(fā)“顛覆性技術”，特別是“更加模塊化”和“更加安全”的小型核反應堆。

對核能態(tài)度發(fā)生轉變

歐洲能源價格的顯著上漲，尤其是天然氣價格的上漲，突顯出能源問題的日益重要性。英、法等國政府、公眾對核能的態(tài)度已發(fā)生轉變，尤其是對模塊化小型堆等更加安全、靈活的新堆型。按照法國原子能和替代能源委員會(CEA)的觀點，核能在這兩個方面都將發(fā)揮重要作用。作為低碳能源，它可以對法國2050碳中和目標的實現(xiàn)做出重大貢獻，同時減少對化石燃料的依賴。馬克龍表示：“為了保證法國的能源獨立，保證我們國家的電力供應并實現(xiàn)我們的目標——特別是在2050年實現(xiàn)碳中和——我們將在幾十年來首次恢復我國的核反應堆建設并繼續(xù)發(fā)展可再生能源。核能是我們能源和脫碳政策的核心。”2021年10月，法國電網(wǎng)運營商RTE通過模型計算對法國2050年實現(xiàn)碳中和目標的6種不同路徑進行了預測，結論是，對法國來說，達成2050年凈零排放目標成本最為低廉的辦法就是大力發(fā)展核電，新建14座大型核反應堆以及一系列模塊化小型堆，同時加上可再生能源電力投入，將滿足法國的能源需求。

▲ 法國費思內(nèi)姆核電站

看好“模塊化小型堆”

模塊化小型反應堆功率介于50~500 MWe之間，作為一種安全、經(jīng)濟的核電新堆型，是國際原子能機構鼓勵發(fā)展和利用核能開發(fā)的新方向。模塊化小型反應堆具有高度的安全性、良好的經(jīng)濟性、功率規(guī)模的靈活性和特殊廠址的適應性，能夠滿足偏遠城市供電、中小型電網(wǎng)的供電、城市供熱、工業(yè)供汽和海水淡化等各種領域應用的需求，實現(xiàn)核能的綜合利用。它的特點是模塊化，不同的部件在工廠批量生產(chǎn)，然后在現(xiàn)場組裝，成本上更加具有競爭力，建設工期也更短。法國目前正在開發(fā)名為紐沃德(Nuward)的小型核反應堆。早在2019年9月，法國原子能和替代能源委員會(CEA)、法國電力集團(EDF)、法國海軍集團(Naval Group)及法國原子技術公司(Technic Atome)開始聯(lián)合開發(fā)Nuward小型堆。該設計以壓水堆技術為基礎，裝機容量300~400 MWe，Nuward小型堆將向偏遠地區(qū)或電網(wǎng)無法接入大功率電站的地區(qū)、消耗大量電力的工業(yè)場所供電。在這一項目中，CEA將提供反應堆堆芯研究及新技術認證方面的專業(yè)知識;EDF將提供反應堆設計、建造及運營方面的經(jīng)驗;法國海軍集團將提供有關模塊化及小型核設施方面的專業(yè)知識;法國原子技術公司則將提供該公司為法國核潛艇艦隊開發(fā)20座反應堆所積累的緊湊型反應堆設計經(jīng)驗。截至目前，法國政府已為該項目提供5000萬歐元的補貼資金，預計還將追加大筆投資支持下一階段開發(fā)工作。除了Nuward項目之外，CEA在2019年啟動了一項關于多功能模塊化小型堆的前瞻性研發(fā)計劃，研究除發(fā)電以外的其它功能應用，包括生產(chǎn)無碳氫為汽車提供動力，以及為區(qū)域供暖或工業(yè)需求提供熱量，幫助電力以外的其它領域脫碳。

模塊化小型堆廣受國際追捧

各國競相研發(fā)

目前，模塊化小型堆在國際上的關注熱度很高。2021年11月，英國作為第26屆聯(lián)合國氣候變化大會主辦國公布了“零碳排放”戰(zhàn)略，將核能列為英國于2050年實現(xiàn)凈零碳排的關鍵科技，包括支持羅爾斯·羅伊斯公司投資數(shù)十億英鎊在英國建造至少16座小型模塊化反應堆。羅馬尼亞總統(tǒng)約翰尼斯在本屆聯(lián)合國氣候峰會上和美國氣候問題特別代表約翰·克里宣布，羅馬尼亞將利用美國技術建造第一座小型模塊化反應堆。2021年12月15日，通用電氣-日立核能公司(GEH)、美國BWX技術公司和波蘭Synthos綠色能源公司(SGE)簽署了一份合作意向書，合作在波蘭部署B(yǎng)WRX-300模塊化小堆，并計劃到本世紀30年代初在波蘭至少部署10座BWRX-300小堆。2021年12月，通用電氣-日立核能公司獲得加拿大安大略電力公司BWRX-300模塊化小堆訂單，將在2022年內(nèi)申請建設許可，最多建設4座機組，最快在2028年建成第一臺機組。

我國走在前列

▲ 中核集團“玲龍一號”建設現(xiàn)場

當前全球正在研發(fā)中的小型堆項目超過70個，中國走在前列。2021年7月，中核集團全球首個陸上商用模塊化小堆“玲龍一號”(ACP100)在海南昌江開工建設。與大型核電站相比，模塊化小堆建造周期短、初始投資小且能采用“以堆養(yǎng)堆”模式逐步投入資金;功率小、模塊化建造更加安全，運維成本大幅降低;除發(fā)電外還能用于供熱、制氫和海水淡化等。一座250MW小堆制氫日產(chǎn)量達到50噸，可作為綠氫大規(guī)模供應的重要解決方案，有望在全球能源轉型中發(fā)揮關鍵作用，模塊化小型堆等先進技術發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

如何加快模塊化小型堆發(fā)展

為了適應新的發(fā)展形勢，有必要采取更多措施，推動模塊化小型堆高質(zhì)量發(fā)展。

加快完善小型堆設計標準和監(jiān)管體系

目前，我國核能行業(yè)的標準基本都是針對研究堆和大型核電反應堆，對于模塊化小型堆尚沒有相應的標準和監(jiān)管體系。國外發(fā)展小型堆的國家同樣面臨該問題，還需要國家有關部門盡快制定完善小型堆的相關標準與監(jiān)管規(guī)定，確保小型堆研發(fā)與建設有法可依，小型堆產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

研究制定小型堆的中長期發(fā)展規(guī)劃

小型堆產(chǎn)業(yè)是用途廣泛、極具應用前景的產(chǎn)業(yè)，可以在多個領域促進國民經(jīng)濟發(fā)展，有必要制定小型堆中長期發(fā)展規(guī)劃，明確小型堆未來發(fā)展目標與重點任務，研究制定小型堆未來發(fā)展技術路線。在以市場需求為導向的前提下，通過給予資金、政策和技術支持，爭取國家力量推動小型堆技術重點突破和規(guī)模化應用。

推動小型堆列入國家科技重大專項

國家實施壓水堆與高溫氣冷堆國家重大科技專項以來，產(chǎn)生了一批重大標志性成果，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，提升了我國科技和產(chǎn)業(yè)競爭能力。將國內(nèi)目前有一定研發(fā)基礎的小堆技術及其示范工程建設列入國家重大專項，在國家大力投入支持下，開展關鍵技術攻關，支持小堆的優(yōu)化改進，提高小堆的適應性、經(jīng)濟性與安全性，更好更快地推動小型堆規(guī)模化應用。

加強小型堆國際技術交流和市場推廣

在國家層面上，加強與美、俄等積極發(fā)展小堆的國家交流合作，借鑒國際先進技術和創(chuàng)新經(jīng)驗，開展關鍵技術攻關，促進我國小型堆向更高水平方向發(fā)展。鑒于小型堆在國際上比較受歡迎，是很多國家都認可的下一步重點發(fā)展堆型，國內(nèi)小型堆企業(yè)可以進一步加大力度拓展國際市場，主動對接，提供定制化的小型堆出口方案，與“華龍一號”相互補充，助力國家“一帶一路”倡議的實施。

(作者單位：中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院)