目前的能源領域對SMR市場非常感興趣，但至今還沒有任何SMR設計可供商業使用。要實現這項技術的巨大飛躍，需要哪些關鍵點?

1、能源發展趨勢是核能

雖然從整體上看，閥門的功能相對較小，但對于SMR按照設計運行來說至關重要。

如今的核能已不再有形象上的問題。自20世紀90年代以來，拖累核能發展的負面情緒正在逐漸轉變，據國際原子能機構(IAEA)總干事拉斐爾·馬里亞諾·格羅西表示，許多國家現在都在尋求引進或擴大產能。

1996年，核能占全球能源生產的17%。如今，這一數字約為10%，但發展方向是明確的。

全球有50多個反應堆正在建設中，其中大部分在中國和印度，其他國家已經取消了核淘汰計劃。例如，日本正在恢復9座反應堆運行，其中30座將于2030年重啟。

日本共同社當地時間2月19日報道，日本東北電力公司當天稱，女川核電站2號機組將于今年9月重新啟動。

這些變化反映了當下的能源不穩定時期，能源獲取和供應安全已成為主要問題，一些國家不得不重新考慮能源發展的中長期戰略。

隨著世界經濟體從化石燃料向低碳或零碳能源轉型，穩定性的能源供應是必要的，尤其是那些引入自身間歇性能源，如風能和太陽能。

考慮到這種情況，人們的注意力重新轉向核能也就不足為奇了。

核能具有各種優勢——安全、“可控制”、正確部署時具有成本效益，最重要的是零碳。

誠然，利用這個上世紀開創的技術有一定的諷刺意味，當時許多人似乎都專注于“未來”的電力。小型模塊化反應堆(SMR)——業界最有前途的概念——所帶來的優勢也是令人信服的。

降低資本成本、電網平衡和深度碳減排只是SMR的一部分優勢。但就是這些優點，刺激了巨大的SMR需求和來自政府、投資者和一些行業最知名研發部門的投資流入。

在風險投資公司和財團的支持下，也有大量新進入SMR市場的公司，這反映了全商業規模設計的變革力量和可觀的利潤潛力。

然而，如果核工業界沒有一系列配合的改變，實現SMR的優點也將是困難的。

這些變化包括，對監管格局的改革，也包括與擁有核工程和關鍵服務的制造商進行更密切的合作。

2、標準化推進

接受工廠組裝零件的前提，是建立一套商定的制造原則，建立一個全球生產網絡。

SMR之所以意義重大，是因為它們建立在經過驗證的科學基礎上。

SMR還與實現凈零排放所需的絕大多數技術一致，盡管這些技術的成熟程度各不相同。成熟度可以說是當今SMR市場最明顯的問題。

目前有80多種設計處于不同的完成階段，使用不同的冷卻劑和反應堆類型。

不可否認，這些發展方向是積極的，盡管這也暗示著標準化的缺乏，而標準化對于SMR實現經濟效益至關重要。

一種有吸引力的商業模式，對SMR和更廣泛的核工業來說很重要，尤其是在可再生能源“綜合”成本持續下降的情況下。

雖然目前人們的興趣很高，但如果投資者遭遇美國沃格特勒(Vogtle)核電站、法國弗拉芒維爾(Flamanville)核電站3號機組和英國欣克利角核電站等大型電站建設的延誤和預算超支問題，那么他們會放棄SMR也不無道理。

但標準化不僅僅是資產負債表負責人的問題。它還切入了最初提出SMR的原因：便利性和可及性。

模塊化反應堆使核能能夠到部署在傳統數百兆瓦電廠不易建設的地區，甚至有可能在相對較短的時間內提供臨時電力，作為應急響應的一部分或支持地區經濟發展。

如果沒有安全可靠的設計，這些優點的實現是不切實際的。

雖然沒有嚴格意義上的標準化，但有一些真正進步的跡象。

ESBWR是GWRX-300 SMR的設計前身(來源：GEH)

例如，通用電氣日立公司的BWRX-300已經取得了進展，這是一種基于ESBWR設計的300 MW水冷反應堆，即經濟簡化沸水反應堆。

ESBWR已經獲得了美國核管理委員會的許可，使用的設備和燃料，與目前世界各地使用的通用電氣日立反應堆相同。

也進行了一些工程變更，包括安全泄壓閥的減少和設計壓力的增加。

如果獲得批準，通用日立的SMR可能會在本十年末并網。這將領先于資深核能公司正在開發的SMR的大多數計劃表，后者計劃于本世紀30年代中期并網。

勞斯萊斯提供了一個最好的例子，說明了為什么在SMR開發過程中保持商業現實的重要性。

該公司目前正在參與一項部分由英國政府資助的項目，開發470 MWe的壓水堆機組。

最初的5億英鎊(6.34億美元)計劃資金將在2024年底前用完，因此勞斯萊斯CEO公開要求在2023年底前起草政府部署計劃。

這些SMR預計耗資約18億英鎊(23億美元)，與塞茲韋爾C項目一個機組的耗資(90億英鎊(114億美元))相比，節約了巨大的資金。在完成通用設計評估之前，這一成本是否可以實現尚不清楚。

3、統一監管的承諾

在SMR的發展中，很難忽視圍繞SMR的監管問題以及對推廣的影響。

設計和運營都需要許可證，既適用于正在開發SMR的供應商，也適用于最終用戶。在大多數情況下，這兩方在不同的國家，有不同的監管規定。

考慮到正在開發的擬議SMR設計的數量，通過許可證的進展已經成為一個緩慢而令人生畏的過程。

監管機構不熟悉許多SMR的設計，尤其是那些依賴創新反應堆和新型制造方法的設計。

一些更成熟的SMR使用已成熟的冷卻劑技術，如加壓水，而另一些則依賴于使用液態金屬、氦氣和熔鹽的相對較新的方法。

任何與已知或批準技術存在的偏差或變化，都需要全面的測試證據來保證安全。

這是可以理解的，不應被視為商業成功的障礙。畢竟，隨著地方當局將核能帶到人群密集區，公眾的信心是必不可少的考慮因素。

SMR受益于更小的反應堆堆芯，因此有更小的放射性問題，理論上可以減少屏蔽要求和應急規劃區的規模。

一些SMR還具有一個整體式蒸汽供應系統，其中蒸汽發生器直接連接到反應堆。這些內置的被動安全系統為SMR提供了充足的事故應對時間，在某些情況下，在發生廠外電源故障時，提供了無限的應對時間。

盡管如此，該行業還是認識到跨境監管的復雜性。

例如，2022年，IAEA宣布了一項核協調和標準化倡議，旨在簡化SMR準備在全球部署的過程。

這還包括一個接受工廠組裝零件的框架，一旦通過，將根據每個參與國的監管機構共享的一套商定的制造原則，創建一個全球生產網絡。

這一想法將遵循與目前全球航運和航空業公認最佳實踐類似的監管格局。

這是向前邁出的重要一步，允許大量零部件在多個國家獲得生產許可，從而建立降低成本所需的協調供應鏈。

然而，這種解決方案也帶來了一系列挑戰。根據一致的規范和標準建造的模塊化結構和裝配零件，將需要法律審查，尤其是在物流方面。

例如，可運輸核電站的國際核責任制度仍然不明確，環境保護和公眾參與立法的適用性也不明確。

4、關鍵服務

工廠生產是SMR的主要優勢之一(來源：勞斯萊斯SMR)

考慮到漫長的監管審批過程——即使是對設計更先進的企業來說——選擇符合現有標準的產品顯然非常有效。

不僅是為了證明總體SMR概念，也是為了給經濟體提供一種務實的方式，在不造成重大短缺的情況下，補充可再生能源的可變性質。

閥門提供了一個很好的例子。雖然從整體上看，閥門的功能相對較小，但對于SMR按照設計運行來說至關重要。

IMI關鍵工程部通過協助幾個核心部件的應用和設計，包括所有類型的安全泄壓閥，幫助加快該領域的進展。

這包括主蒸汽安全閥、主蒸汽和主給水隔離閥、渦輪機旁通閥以及應急堆芯冷卻系統過濾器。

所有這些產品都已被批準用于大型反應堆。雖然它們不能在SMR中同類應用，但它們在關鍵服務中有數千小時的運行證明，這緩解了監管機構對定制工程部件的一些不熟悉問題。

考慮到許多SMR設計固有的被動安全系統，這一點尤為重要，因為它降低了新的、缺乏經驗的操作員的進入門檻。

這并不是說在開發過程中可以忽略或快速跟蹤組件。每一個零件，無論在哪里制造，都必須經過與幾十年來核安全產品設計和工程相同的穩健測試程序。

如果部件簡單和快速部署是實現SMR成功的必要方面，那么開發人員要謹慎地研究現有組件，與了解其在關鍵服務中表現的公司合作。

這只是一個更大難題的一方面，對于引入一種能夠以快速合法實現電網和更廣泛行業脫碳的技術同樣重要。