界面新聞記者 ｜ 戴晶晶
“受各國應(yīng)對氣候變化以及大型科技、人工智能(AI)公司對清潔低碳能源的迫切需求，目前全球范圍內(nèi)正在掀起核能小型堆開發(fā)熱潮。”
4月27日，中國核能行業(yè)協(xié)會專家委特邀顧問、國家電投集團原董事長王炳華在中國核能行業(yè)協(xié)會2025春季核能可持續(xù)發(fā)展國際論壇作主題分享時指出，小型堆已成為全球核能科技創(chuàng)新熱點，美俄等核電強國均加快布局。
根據(jù)國際原子能機構(gòu)(IAEA)定義，電功率在30萬千瓦以下的反應(yīng)堆為小型堆，電功率不超過1.5萬千瓦的反應(yīng)堆又稱為微型堆。模塊化小型堆(SMR)能夠通過標準模塊化的形式在工廠制造，并運送到現(xiàn)場組裝，利于縮短建造周期和減少土建成本。
據(jù)國家原子能機構(gòu)(IAEA)統(tǒng)計，目前全球有80多種小堆設(shè)計與概念方案，普遍基于第三代核電技術(shù)，并部分借鑒和吸納了第四代核能系統(tǒng)技術(shù)理念。
“可近期部署的小型堆技術(shù)路線中約70%采用一體化先進壓水堆技術(shù)?！蓖醣A稱。
全球正在競速小堆的商業(yè)化，中國、美國、英國、加拿大、日本、韓國和俄羅斯在內(nèi)的多個國家正開發(fā)自己的小型堆設(shè)計并支持其部署。
美國長期以來支持SMR技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，擁有最多的小堆創(chuàng)業(yè)公司和創(chuàng)新型號。今年3月，美國能源部重啟9億美元(約合65.5億元人民幣)資助計劃，重點支持模塊化小型輕水堆的商業(yè)化部署。
2023年，美國核管理委員會審批通過NuScale電力公司的先進輕水小型堆，后者也成為首個獲得美國核管理委員會認證的小型堆設(shè)計。
為了給數(shù)據(jù)中心尋求可靠的能源供應(yīng)，谷歌、甲骨文、亞馬遜等科技巨頭也將目光投向了SMR，簽署供電協(xié)議涉及到的公司包括凱羅斯電力(Kairos Power)、X-energy和Oklo等。
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(shù)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。
此外，英國政府于2022年啟動“未來核能賦能基金”，計劃以競標方式為核能技術(shù)開發(fā)商提供總計1.2億英鎊(約合11.7億元人民幣)的資助，已為通用電氣-日立核能公司的小型沸水堆BWRX-300、和美國X-energy的小型高溫氣冷堆Xe-100提供資金。
據(jù)王炳華稱，中國目前主要有中核集團、中廣核集團、國家電投、中科院、清華大學和中船重工等六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(shù)。
其中，中核集團研發(fā)的“玲龍一號”ACP100處于工程示范建設(shè)階段，預(yù)計2026年建成，是全球首個陸上商用模塊化小堆。今年4月，“玲龍一號”全球首堆主泵在海南昌江成功吊裝就位，標志著中國在SMR領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從設(shè)計到工程實施的跨越式突破。
2023年底，清華大學、華能集團開發(fā)的200兆瓦高溫氣冷堆已投入商運；2024年，中科院開發(fā)的2 MWt釷基熔鹽實驗堆實現(xiàn)滿功率運行。
目前，中國尚沒有小型堆的商業(yè)化公司。
但據(jù)界面新聞獲悉，中國科研院所和高校正在積極選擇小堆技術(shù)路線，推動小堆商業(yè)化落地。
“未來10年是SMR開發(fā)驗證和推廣的重要窗口期。”
日前，在上海舉行的“好望角科學沙龍”上，中國核工業(yè)集團原副總工程師田佳樹也指出，與大型核反應(yīng)堆相比，小堆具有建造周期短、單機投資低、廠址適應(yīng)性強等特征，并具有體積小、固有安全性高、功率比大、核廢物產(chǎn)生量少、退役成本低等特點。
“2030年中國數(shù)據(jù)中心耗電量預(yù)計將達400太瓦時，是2020年的兩倍。DeepSeek的爆火將帶來整體AI應(yīng)用生態(tài)繁榮和對算力的更大需求。”
田佳樹認為，小堆在數(shù)據(jù)中心供能、園區(qū)綜合能源供應(yīng)、替代退役煤電等方面有著廣闊的商業(yè)前景，小型堆核電站商業(yè)示范預(yù)計在2030年左右完成。
王炳華提出，當前中國自主三代核電機組單臺造價約190億元，比投資約1.6萬元/kW(e)。經(jīng)初步測算，單一“供暖”小堆單位比投資約為0.7萬元/kW(t)，“供暖+工業(yè)供汽”小堆單位千瓦熱比投資約1.2—1.5萬元/kW(t)。
“考慮熱電轉(zhuǎn)換比約3：1的條件下，總體來看，當前階段小型模塊化反應(yīng)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，”王炳華說，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)模化發(fā)展條件下，小型堆市場競爭力將顯著增強。
不過，王炳華也同時指出，當前小型堆的戰(zhàn)略定位和開發(fā)目標尚不明確，技術(shù)成熟度和經(jīng)濟性有待進一步提高，以及相關(guān)法規(guī)標準和審評機制尚不完善。
例如，美國NuScale一體式小型堆等先進小堆面向國家能源和國防安全，同時支持數(shù)據(jù)/智算中心等商業(yè)化用途；韓國的SMART小型堆開發(fā)目標為電力供應(yīng)和海水淡化一體化供應(yīng)，適合中東地區(qū)市場。
“相比之下，國內(nèi)小堆研發(fā)型號眾多，缺乏有序規(guī)劃，先進核能技術(shù)成果共享效應(yīng)差，技術(shù)力量分散。”王炳華稱。