近日，Steady Energy 公司的首席執行官 Tommi Nyman 解釋了僅用于供熱的 LDR-50 小型模塊化反應堆 (SMR) 的目標。

Steady Energy 是芬蘭國有 VTT 技術研究中心在 2023 年分拆出來的一家公司，正在開發熱功率為 50 兆瓦的 LDR-50 小型模塊化反應堆，設計運行溫度約為 150°C。與全球幾乎所有其他正在開發的小型模塊化反應堆不同，它不是為了發電或同時發電和供熱而設計的，而是僅為了供熱。

Nyman 擁有機械工程背景，曾在歐洲核子研究中心 (CERN) 工作，包括參與希格斯玻色子項目，之后在芬蘭公用事業公司 TVO 工作了 15 年，包括在 Olkiluoto 3 項目管理團隊任職，最近則在芬蘭國家實驗室 VTT 工作。他參加了 World Nuclear News 的播客，以解釋 LDR-50 背后的思路。以下是他采訪中的精選引語：

1.僅用于供熱的 SMR 想法的誕生

“VTT 的目標是讓創新成為現實，而不僅僅是發表科學論文……我們的研究人員發現，幾乎 10% 的所有二氧化碳排放都來自于將水或蒸汽加熱到 150°C。我們在 VTT 感興趣的是找到核能可以最具經濟性地得到利用的市場。

LDR-50 的創新誕生于這樣一個概念：‘為什么不建造一些簡單的東西，只覆蓋低溫供熱市場?’ 在氣候危機的背景下，核能是一個非常好的選擇，但問題在于如何讓項目在經濟上具有可行性，以便能夠在沒有大量補貼的情況下利用核能。

我們知道，使用核能的最經濟方式就是僅產生熱能，而不利用熱能來發電。因此，這就是這項創新的起源——為什么不建造一個僅用于供熱的反應堆呢?”

2.僅生產熱能的小型模塊化反應堆(SMR)有哪些優勢?

“簡單性是我們技術的基石。我們回歸基礎，并建立在所有現有的知識和技術之上。簡單性使我們能夠解決客戶和市場的經濟約束——即公用事業和市政能源組織。產品必須適合他們的投資組合。僅生產熱能可以將核電站的設備數量減少 50%，并且技術條件也更容易承受，特別是當你專注于低溫熱能時——我們稱之為 150°C 及以下。反應堆容器中的操作壓力(低于 10 巴/145 磅/平方英寸)比設計用于發電的反應堆低 20 倍(類似于濃縮咖啡機的水平)，因此壓力容器的厚度只有幾厘米，而在大型反應堆中則為 20 厘米。這使得成本結構更加簡單和經濟。”

3.那么熱能的成本呢?

“我們的目標是能源成本低于每兆瓦時 40 歐元，具體取決于公用事業公司如何運營。請記住，我們幾乎利用了反應堆產生的 100% 的能量，而在生產電力的反應堆中，你會損失 60% 的能量作為損失和衰變熱。”

4.區域供熱計劃有哪些好處?

“區域供熱網絡通常建于地下，向房屋輸送熱水或在某些情況下輸送蒸汽，每所房屋或住宅樓都有自己的熱交換器，然后將熱量分配到各個家庭。這些基礎設施是長期存在的，類似于電纜。歐洲有超過 17,000 個供熱網絡，但通常它們并不顯眼，也不為人所知，因為你在不思考熱量來源的情況下就能獲得熱量。這是一種高效的家庭供熱方式，因為它可以集中供熱，并且你可以從規模經濟中受益。歐洲一直在討論增加區域供熱的使用，可能將網絡數量增加到三倍。因此，目前由這些網絡供熱的 2400 萬戶家庭可能會增加到 8000 萬戶。”

5.區域供熱脫碳對氣候有何影響?

“我們計算出，在芬蘭、瑞典和波蘭等最有前景的市場中，通過脫碳我們已識別的網絡，我們可以立即減少超過 6000 萬噸的二氧化碳排放。這是一個巨大的數量，如果你計算所有將水加熱到 150°C 的二氧化碳減排潛力，那么這將是數十億噸級的二氧化碳減排。

芬蘭首都的市政公司 Helen 已制定戰略，計劃在 2030 年代停止使用化石燃料、生物質能和一般燃燒。有了這種解決二氧化碳排放的戰略，核能供熱確實成為了一個非常、非常有前景的解決方案。事實上，我們已經簽署了一份意向書，計劃在赫爾辛基建造多達 10 個反應堆。”

6.計劃的時間表是什么?

“我們有一個路線圖，首先會建造一個試點工廠，這將是一個一對一比例的反應堆模塊，配備電阻器，因此它就像一個電鍋爐，但其目的是展示鍋爐的熱硬件行為。因為它是一對一比例的，所以我們還想證明供應鏈能夠交付。我們希望明年開始建設試點工廠，目前正處于選擇建筑工地的階段。

同時，我們正在準備概念評估并采取必要的監管步驟。我們希望在 2028 年簽訂第一份工廠合同，并在 2030 年前交付并運行我們的第一座工廠。”

7.監管障礙呢?

“在芬蘭，沒有太大的監管障礙。我們只是需要完成工程并通過展示我們簡化的反應堆能夠正常運行來證明其性能。我們可以將工廠建造在現有網絡附近，甚至在城市內部。

過去，任何核電站周圍都必須有 5 公里的禁區，但現在規定采取了不同的角度。我們必須證明我們可以在更短的距離內達到相同的安全水平。我們還將工廠建造在地下巖層中，配備被動安全系統，因此地面上的禁區實際上就是我們用來進入工廠的圍欄區域。由于市政規劃過程(如分區等)，工廠如何建造以及在哪里建造的規劃方面可能會有一些進展緩慢。”

8.除了區域供熱之外，還有哪些其他應用?

“海水淡化是一個有趣的選擇，除此之外還有工業熱能。在那些熱能在干燥過程或滅菌過程中至關重要的工廠中——如醫療、食品、紙漿和造紙行業——它們使用加熱到約 100°C 的蒸汽或水，這為我們帶來了另一個龐大的市場。我們必須開始提高這方面的認識并占領新的核能市場。人們通常將核能與電力聯系在一起。

因此，對于我們來說，這是一場營銷活動，要讓人們了解你可以通過核能獲得清潔且經濟的熱能。我們還希望為潛在客戶簡化流程，所以我們不僅銷售工廠，還提供服務合同，一直到乏燃料的地質處置。”

9.關于核能的總體前景

“近年來，世界發生了非常快速的變化，核能現在在關于未來能源來源的談判和討論中占有一席之地。我們現在在這里是為了占領新的核能市場，幫助人們看到核能的好處可以很快實現。目前，所有能源中仍有 80% 來自化石燃料，但現在人們越來越希望我們能夠帶來新的解決方案來解決這一困境。”