美核能复兴：推进小型核电商业化

　　2013年底，美国能源部宣布，出资2.26亿美元支持努斯凯尔能源公司开展小型核电的技术研发和许可证申请。这是美能源部第二个小型核电资助项目。

　　作为奥巴马政府加速推进清洁能源战略的一部分，美能源部于2012年3月宣布了一项总额4.5亿美元的科研资助计划，帮助美国核工业开展小型模块化反应堆的技术研发和许可证申请。

　　2013年3月，美能源部宣布了首个小型核电资助项目，巴威公司获得了至少1.5亿美元的资助。

　　在清洁能源战略中，到2030年，美国80%的电力将由包括核能在内的清洁能源提供。通过此次大规模资助小型核电研发，可以看出即使在福岛核事故之后，华盛顿对于通过发展小型核电实现其清洁能源发展目标仍寄予厚望。

　　革命性的能源形式

　　小型核电，也称小型模块化反应堆，是一种新型核能利用形式，其规模为现有商用核电站的1/3或更小，具有灵活性高、安全性高和投资小等特点。

　　小型核电适用于电力需求规模小、电网基础设施薄弱的国家和地区，也可用于边远地区供电、居民和工业供暖供热、海上石油开采、海水淡化等领域，具有非常广阔的市场前景。

　　据国际原子能机构预测，到2040年，全球小型核电的需求量将达1000台。 

　　由于规模变小，小型核电的安全性可以得到极大提高，其核燃料装量只有大型核电站的5%，对周围环境的影响远远小于商用核电站。同时，小型核电的投资金额也随之大大减小，建设周期得到有效缩短。在现有小型核电设计方案中，投资金额在几亿到几十亿人民币不等，建造周期缩短到 2至3 年。

　　而且，通过规模批量生产，可以有效降低小型核电生产成本，从而提高小型核电经济效益。这种成本控制方式已在美国海军造船业上得到验证。

　　此外，通过模块化设计，小型核电可在工厂里完成整个反应堆的生产和组装，然后通过卡车或火车运输到目的地进行发电，在寿期结束后可将整个反应堆运往后处理场，进行退役处理。

　　对于这种极具创新的设计方案，努斯凯尔能源公司研发部主任，前美国橡树林国家实验室核工程师丹尼尔·英格索尔博士表示，“我们正在寻找一种革命性的能源形式。”

　　抢占行业领导地位

　　据美国能源咨询管理委员会预测，要实现清洁能源战略，美国至少需要1100太瓦时的电力源自小型核电，该规模已超全美现有的100多座核电站的发电总量。

　　同时，小型核电也被美国工业界认为是替代退役电站和增强电网调节能力的极佳选择。

　　“它们可以有效增加电网的调节能力，因为它们可以根据实际需要来增加容量，也可利用它们替代退役老化的化石燃料电站”前美能源部长朱棣文在《华尔街日报》专门介绍小型核电的文章中写道。

　　“小模块化反应堆是新一代安全、可靠的低碳能源技术，它为美国在全球低碳工业中占据领导地位提供了一个重要机会”，美能源部长欧内斯特·莫尼兹在项目资助发布会上说，“能源部致力于加强核能在低碳未来中的重要性，小型模块化反应堆这样的新技术将确保我们在全球核能行业中保持领先位置。”

　　美国如此大规模资助小型核电研发，正是期望通过发展小型核电加速推进其核能复兴战略，并希望在全球范围内迅速占领该领域的制高点。在美能源部与小型核电公司签署的协议中，明确规定所设计的反应堆必须在国内生产，以增强美国的制造能力和提高美国的出口能力。

　　按照美能源部规划，小型核电将在2025年实现商业化，届时美国将成为全球小型核电行业的领导者。保守估计，未来6年内，小型核电产业可提供约180万个就业机会和约2800亿美元的出口额。

　　发展战略四步走

　　对于如何成功实现小型核电的商业化，美国学者给出了“四步走”的战略方案。

　　第一步，尽快推进技术验证和许可证申请。小型核电属新型技术，对于负责设计的工程师和颁发建造许可证的美国核能管理委员会来说，需要时间和资金开展相关的实验研究和技术开发。美能源部此次的资助项目，目的便是为小型核电开发公司进行技术验证和许可证申请提供资金保障。

　　第二步，完成首堆建设。作为第一批生产建造的小型核电，因无法享受“规模生产”，高昂的造价或成其建造主要障碍。美能源部很大可能会成为首批购买者。通过其辖下的政府公共设施、国家实验室或军事基地进行购买。事实上，美能源部已于2012年3月，与三家小型核电开发公司签署备忘录，为这三家公司提供土地使用、现场资料等服务。

　　第三步，实现规模化生产。在完成首堆建设后，各开发公司的主要任务便是开展融资，扩大生产能力。预计2030年，全美小型核电生产能力可达年产20台。

　　第四步，全球商业化。经过前三步战略，将形成成熟的小型核电工业体系。各开发公司将向全球商业化拓展。预计2040年，全美小型核电生产能力将稳定在年产50台左右。

　　虽然小型核电商业化应用道路的发展前景仍存争论，且实际建造成本和经济竞争能力尚难确定，但美能源部的坚决举措表明了当局对该新型核电技术的巨大信心。一旦小型核电商业化应用战略成功实施，美国的核能复兴便指日可待！

　　（作者为中国科学技术大学核科学技术学院博士生，德国卡尔斯鲁厄理工学院核能技术研究所国家公派联合培养博士生）