能源的未来：小型模块化反应堆（SMRs）和核电

一些领先的能源专家正倾向于将核电作为世界实现其净零目标的答案之一。

他们还建议，新技术和新思维需要成为核电在未来能源方程中发挥更大作用的一个重要部分。

芬兰从新的核电投入中受益

在新思维方面，International Energy Agency（IEA）表示，芬兰将核电作为其能源规划的关键部分的决定已经得到了回报。

据这家总部设在美国的能源机构称，核电现在在芬兰的能源部门中发挥着关键作用，是政府实现碳中和和减少能源进口依赖的目标的核心。

它发现，在2021年，核电占该国总发电量的33%。在Olkiluoto 3号反应堆最近开始商业运营后，这一数字预计将上升到40%以上，这是欧洲15年来第一个新的核电站。

值得注意的是，自从Olkiluoto 3号核电站最近启动以来，芬兰的电价已经大幅下降。

IEA表示，核能很适合芬兰，芬兰有一个相对庞大的重工业部门，以及寒冷气候带来的高供暖需求，这是其经济和人均能源消耗的高能源强度的主要原因。

IEA的研究报告说：”这使得能源效率成为芬兰实现其气候目标、降低能源成本和提高能源安全战略的关键支柱。”

“由于芬兰的核电站以及生物质、水力和风力发电的高份额，芬兰对化石燃料的依赖性已经很低。”

IEA欢迎芬兰计划通过保持较高的核能份额，提高可再生能源在发电和供热中的作用，提高能源效率，以及使工业和交通等部门电气化来实现碳中和。

IEA执行主任Fatih Birol说：”芬兰到2035年实现碳中和的雄心勃勃的目标，强调了该国在气候和能源问题上的领先地位。”

他补充说，由于芬兰已经在核电站和水电方面进行了艰苦的工作和投资，因此它完全有能力实现其目标。

SMR可能加快新的核电交付速度

国际能源分析机构Wood Mackenzie最近的一份报告表明，小型模块化反应堆（SMR）等成本较低的技术发展可能有助于加快新核电站的引进。

Wood Mackenzie曾多次表示，它认为核电应该在许多国家的脱碳过程中发挥核心作用。

“根据我们的基本情况，到2050年，核电能力将扩大到280吉瓦。在我们的全球承诺方案下，与2°C的升温路径相一致，需要将核电容量增加两倍。”

然而，该公司补充说，为了使核电蓬勃发展，政府、开发商和投资者必须共同努力，建立一个新的核生态系统，一个使核电能够负担得起的系统。

“重塑核电未来的挑战是巨大的，但机会也是巨大的，”该公司建议。

根据Wood Mackenzie的一份报告，”核选择： 尽管有政策支持和市场增长，但成本是吸收更多核电和备受推崇的小型模块化反应堆系统的最大经济障碍。

Wood Mackenzie说，小型模块化反应堆被设计成模块化、工厂组装和可扩展。它们有望更快地进入市场，目标建造时间为3至5年，而建造大型压水反应堆（PWR）的 “铭牌 “时间则需要10年。

“核工业如果要参与低碳电力带来的巨大增长机会，就必须紧急应对成本挑战。在目前的水平上，成本差距太大，核电无法快速增长，”Wood Mackenzie能源转型服务部主任、报告的主要作者David Brown说。

Brown先生说，扩大SMR市场规模将取决于成本如何快速下降到与其他形式的低碳发电相比具有竞争力的水平。

根据Wood Mackenzie的估计，传统核电目前的平准化电力成本（LCOE）至少是风能和太阳能的四倍。

该公司的模型显示，如果到2030年成本下降到每兆瓦时120美元，SMR将在世界一些地区与核压水堆、天然气和煤炭竞争。

它预测，随着SMR实现规模经济并改善市场经济性，预计2040年至2050年之间价格将进一步下降。

CSIRO淡化SMR在澳大利亚的潜力

澳大利亚的主要科学机构CSIRO最近也提出了关于当地引进新核技术的成本问题。

在最近的一份报告 “澳大利亚能源部门的核问题 “中，联邦科学与工业研究组织指出，围绕着在澳大利亚使用核电的讨论越来越多。

报告还指出，小型模块化反应堆（SMR）是这些讨论的一个特点，即它们在澳大利亚用于低排放发电的潜力。

然而，该报告指出，目前，这些数字并不成立。

CSIRO的报告说：”……对现有证据的审查表明，核电目前在澳大利亚并没有提供经济上有竞争力的解决方案–或者我们有相关的框架来考虑和在所需的时间框架内运行。”

“如果没有更多关于SMR的真实数据证明核电在经济上是可行的，那么辩论可能会继续被意见和冲突的社会价值观所主导，而不是对基本假设的讨论。”

该报告指出，目前只有两个SMR在运行，分别位于俄罗斯和中国，并且都经历了成本的爆发和延迟。

CSIRO能源经济学家、澳大利亚能源市场运营商（AEMO）GenCost报告的主要作者Paul Graham说，需要提供更多的数据来支持在澳大利亚推动核电的发展。

他说，如果使用平准成本的标准公式，再加上存储和传输的额外计算，2030年风能和太阳能的最高价格为每兆瓦时83澳元。

“相比之下，SMR的成本为每兆瓦时130至311澳元”。

然而，他确实补充说，这个范围允许核电SMR的资本成本从行业认为的目前水平减半。

推出新的SMR模型

一个领先的国际核技术制造商，Westinghouse Electric Company，最近推出了它认为可能改变SMR游戏规则的产品。

AP300是一个小型模块化反应堆，被设计为Westinghouse先进和成熟的AP1000反应堆的缩小版。

Westinghouse表示，AP300是唯一真正基于Nth-of-a-kind运营工厂的SMR。

AP300 SMR的设计占用了超紧凑的空间，Westinghouse称这可能直接导致成本的节约和施工时间的缩短。

它还具有Westinghouse首创的先进的被动安全系统，无需操作员操作就能自动实现安全关机，并消除了对备用电源和冷却供应的需求。

“Westinghouse总裁兼首席执行官Patrick Fragman说：”AP300是目前唯一基于已部署、正在运行的先进反应堆技术的小型模块化反应堆产品。

漂浮核电站

在安全方面，另一家核技术开发商Core Power认为将核反应堆放在水上可能是一个答案。

这家英国公司说，与传统反应堆相比，浮动核电站中使用的反应堆具有一些优势，它们更小、更高效、更安全，而且建造成本可能更低。

根据Core公司的说法，浮动核电站理论上可以放置在海上的任何地方，由于它们是浮动的，所以不会受到地震的影响。还有人认为，如果放在海上，它们也能抵御海啸。

从这些浮动发电厂产生的电力可以被送上岸，用于生产其他能源燃料，如氢气和氨。