①全球范圍內,受各國應對氣候變化以及大型科技對清潔低碳能源的迫切需求,全世界范圍內正在掀起核能小型堆開發(fā)熱潮。 ②我國小型堆技術開發(fā)取得重要成績,在陸上小型壓水反應堆部署方面領先,已研發(fā)形成了不同用途、不同功率檔次、不同堆型的12種小型堆技術。
“國內頭部信息技術、交通運輸企業(yè)等已與核能企業(yè)合作開展了小型堆為數(shù)據(jù)中心供電的示范項目前期論證,以及一體化車載微型動力堆研發(fā)項目等?!痹诮张e行的中國核能行業(yè)協(xié)會2025春季核能可持續(xù)發(fā)展國際論壇上,中國核能行業(yè)協(xié)會專家委特邀顧問、國家電力投資集團有限公司原董事長王炳華表示。
全球范圍內,這一現(xiàn)象并不罕見。AI的盡頭是電力,受各國應對氣候變化以及大型科技對清潔低碳能源的迫切需求,全世界范圍內正在掀起核能小型堆開發(fā)熱潮。去年10月,谷歌宣布與Kairos Power達成購電協(xié)議,后者將在2030年左右部署七座小型模塊化反應堆,以滿足谷歌的電力需求。
澎湃新聞注意到,整個2024年,美股核電股漲勢強勁。核能公司NANO Nuclear Energy去年5月上市之后股價暴漲近650%,小型模塊化核電供應商Nuscale Power股價一度暴漲近950%,電力巨頭Vistra energy股價最高曾漲超320%,Oklo Inc和星座能源公司股價翻番。
國際原子能機構(IAEA)定義電功率在30 萬千瓦以下的反應堆為小型堆,而一般電功率不超過1.5 萬千瓦的反應堆又稱為微型堆。
王炳華介紹稱,近年來,小型堆成為美國、俄羅斯、法國等核電強國研發(fā)的熱點。2025年3月,美國能源部重啟9億美元資助計劃,重點支持模塊化小型輕水堆的商業(yè)化部署。谷歌、甲骨文、亞馬遜等科技巨頭公司紛紛投資小型模塊化核反應堆,擬為其數(shù)據(jù)中心提供無碳電力。2024年2月,歐盟委員會宣布組建小堆產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,核心目標是加速小堆技術在歐洲的研發(fā)和商業(yè)化進程,到本世紀30年代初實現(xiàn)首批小堆部署。俄羅斯已與烏茲別克斯坦簽署首個陸上小堆出口協(xié)議,并大力推動海上浮動堆技術出口。
據(jù)IAEA統(tǒng)計,目前全球有80多種小堆設計與概念方案,其普遍基于第三代核電技術,并部分借鑒和吸納了第四代核能系統(tǒng)技術理念。從技術路線上分為六大類:以壓水堆為主的水冷陸基堆和水冷海基堆占43.1%,氣冷堆19.4%,快中子堆占15.3%(其中70%是鉛冷快堆),熔鹽堆占13.9%,其他占8.3%??山诓渴鸬男⌒投鸭夹g路線中約70%采用一體化先進壓水堆技術。
“我國小型堆技術開發(fā)取得重要成績,在陸上小型壓水反應堆部署方面領先。”王炳華介紹,我國目前主要有中核、中廣核、國家電投、中科院、清華大學和中船重工等6個集團和單位進行小堆開發(fā),已研發(fā)形成了不同用途、不同功率檔次、不同堆型的12種小型堆技術,主要包括陸基水堆、海洋水堆、高溫氣冷堆、快堆和熔鹽堆。
其中,中核集團研發(fā)的“玲龍一號”ACP100處于工程示范建設階段,預計2026年建成,是全球首個陸上商用模塊化小堆;清華大學開發(fā)的200MWe高溫氣冷堆已于2023年底投入商運;中科院開發(fā)的2MWt釷基熔鹽實驗堆于2024年實現(xiàn)滿功率。與此同時,國家電投一體化供熱堆、中廣核集團和清華大學聯(lián)合開發(fā)的NHR200-Ⅱ低溫供熱堆、中核集團開發(fā)的燕龍(DHR-400)泳池式低溫供熱堆等項目前期工作正在積極有序推進;中廣核、中核集團還開發(fā)了ACPR50S、ACP100S 和ACP25S 等海洋浮動堆型號。
多位業(yè)內人士曾向澎湃新聞表示,在我國大容量電網(wǎng)高覆蓋的客觀條件下,小堆單一發(fā)電應用場景具有局限性,與大型核電站相比,亦不具備市場競爭力。但小堆,有其獨特的用武之地。
王炳華認為,小型堆規(guī)?;渴鸬念A期目標市場主要包括中小型燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組替代、北方城市區(qū)域供熱采暖、核能+石化耦合等工業(yè)供汽、海洋和海島開發(fā)供能、滿足特殊用戶及出口的需要。
其中,美國能源部發(fā)布的《退役燃煤電站轉化為核電站的效益與挑戰(zhàn)調查》報告提出,美國有數(shù)百座燃煤電站可以改造為核電站,如果改造成功將有力推進2050年實現(xiàn)凈零排放目標?!?030年前后,我國煤電機組將出現(xiàn)壽命到期的高峰期,部分老小機組將會逐漸被淘汰。近年來,華能集團、國電投集團、中廣核集團、國家能源集團等均開展了在原火電廠址建設小型堆機組的前期研究、論證?!?/p>
目前我國北方地區(qū)城鎮(zhèn)供暖總面積超過180億平方米,化石能源供暖占比超過80%,為實現(xiàn)碳達峰碳中和目標,預計到2060年,需要替代的化石能源供暖規(guī)模需要達到110億平米。為此,我國已開發(fā)了泳池堆等多種低溫供熱堆型號,可以規(guī)?;瘽M足北方地區(qū)城鎮(zhèn)清潔采暖需要。此外,通過“核能+石化耦合”為工業(yè)供汽,有助于加快石化行業(yè)綠色低碳轉型。
不僅如此,我國已制定了海島發(fā)展政策規(guī)劃,浮動式核電站或海島核電站是海島能源供應重要的戰(zhàn)略選擇之一。王炳華表示,開發(fā)海洋海島,需要加強能源建設,我國相關部門和單位正在積極加快解決市場需求與技術供給的矛盾,積極發(fā)揮小堆在海洋海島能源市場中配置靈活性等優(yōu)勢。
針對出口市場,“考慮到‘一帶一路’共建國家大多數(shù)國土面積相對較小,人口規(guī)模適中,大型核電站可能并不適合,而小型堆可以更好地適應其電網(wǎng)容量和區(qū)域用電、供暖等需求?!彼ㄗh,將小型堆作為實施我國核電“走出去”戰(zhàn)略的重要抓手,面向電網(wǎng)容量小、不適宜建造大型核電機組而又有意向發(fā)展核電的“一帶一路”沿線國家,通過國際外交活動開展宣傳推介,盡快開展?jié)撛谑袌鲈u估和技術需求調研,加快形成適應中小電網(wǎng)國家需求、特殊區(qū)域用能以及非發(fā)電領域發(fā)展需求的小堆型號。
王炳華表示,總體來看,當前階段小型模塊化反應堆單位千瓦建造成本約為大型商用壓水堆核電項目2倍左右,初步測算,平準化電價、熱價水平較天然氣發(fā)電、供熱具有優(yōu)勢;未來,在批量化規(guī)?;l(fā)展條件下,市場競爭力將顯著增強。
