核電一直以來都被認(rèn)為是減少對化石燃料依賴的重要途徑。核電具有巨大的潛力，同時也存在很大爭議。世界核協(xié)會（WNA）的數(shù)據(jù)顯示，全球目前有600多個反應(yīng)堆在運行，分布在50多個國家，提供了約占世界十分之一的用電量。

但是，隨著世界能源需求的激增，人們擔(dān)心大型核電可能無法解決問題。例如英國Hinkley Point C的建造成本不斷攀升，相比于化石燃料發(fā)電設(shè)施，第三代核電技術(shù)尚未成熟。

小型模塊化反應(yīng)堆（SMR）已經(jīng)成為核工業(yè)的潛在解決方案。國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）將電功率小于300MW的反應(yīng)堆定義為小型堆。

值得注意的是，SMR很少遇到大型核電在后勤方面的挑戰(zhàn)和螺旋式增長的費用，并且小而靈活，可以部署在多種環(huán)境中。然而，SMR在資金和技術(shù)方面仍存在很多挑戰(zhàn)。

勞斯萊斯將在英國建造16座微型核反應(yīng)堆

近期由英國汽車巨頭勞斯萊斯（Rolls Royce）牽頭的財團(tuán)在開展SMR項目，該財團(tuán)計劃在英國建設(shè)16座微型核反應(yīng)堆。

預(yù)計這些反應(yīng)堆將提供高達(dá)400MW的電力，相當(dāng)于約150臺陸上風(fēng)力發(fā)電裝置，并將于2028年開始商運。目前英國在運的全部7臺核電機(jī)組都將于2035年前退役，屆時電力供應(yīng)將減少五分之一。

勞斯萊斯還強(qiáng)調(diào)了SMR項目產(chǎn)生的其它經(jīng)濟(jì)利益，例如SMR產(chǎn)業(yè)鏈將創(chuàng)造40,000個工作崗位。該項目還獲得了政府約2500萬美元的資助，將促進(jìn)私人及公共資產(chǎn)的投資。

但是，該項目也面臨著挑戰(zhàn)。

該項目的大部分財務(wù)可行性依托于SMR將全球范圍出口。到2035年，全球SMR行業(yè)的產(chǎn)值將達(dá)到約5460億美元。然而，由于英國脫歐使得英國與其前貿(mào)易伙伴之間關(guān)系僵化，英國在全球核工業(yè)的地位受到了削弱。

此外，英國對其他傳統(tǒng)的清潔能源（例如可再生能源）的發(fā)展計劃可能會阻礙對核電的投資。Statista的數(shù)據(jù)顯示，到2035年，當(dāng)英國的核電機(jī)組退役后，英國將利用可再生能源彌補(bǔ)70GW的發(fā)電空缺。

相比之下，新增核電的計劃發(fā)電量僅為13GW。這表明即使有相當(dāng)多的財政支持，英國核電在能源結(jié)構(gòu)中的作用仍受到限制。

Rosatom將建設(shè)50MW的SMR機(jī)組

俄羅斯核能公司Rosatom于2020年底宣布已就該國東部雅庫特地區(qū)SMR的能源價格達(dá)成協(xié)議。該SMR功率為50MW，可以幫助該地區(qū)每年減少10,000噸的碳排放。

該項目是雅庫特地區(qū)為減少對化石燃料依賴的最新舉措。由于該地區(qū)的極端天氣因素導(dǎo)致太陽能等可再生能源的可靠性很低，因此人們認(rèn)為SMR可以為該地區(qū)提供持久的清潔能源。

Rosatom還強(qiáng)調(diào)了該項目的其它經(jīng)濟(jì)利益，例如，由于核電的可靠性更高，該地區(qū)的電力成本將降低兩倍，并在SMR的建造和運營中創(chuàng)造了800個當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)崗位。

美國通過首個SMR設(shè)計認(rèn)證

2020年9月，在經(jīng)過美國核管員會（NRC）對NuScale Power開發(fā)的SMR進(jìn)行了為期四年的審查后，通過了首個SMR設(shè)計認(rèn)證。

在獲得監(jiān)管許可的情況下，NuScale希望該項目將對自身財務(wù)以及美國SMR行業(yè)都產(chǎn)生有利影響，事實上該項目的最新進(jìn)展已經(jīng)證明了其觀點。其SMR模塊最初的設(shè)計功率為60MW，但現(xiàn)在已提升至77MW。

NuScale的SMR設(shè)置了許多安全功能，將最大程度地減少災(zāi)害對核設(shè)施的影響。由許多SMR組成的一個核電機(jī)組，每個SMR分別布置在直徑為4.6m的安全殼內(nèi)，而不是像大堆一樣全部布置在直徑40m的安全殼內(nèi)。

SMR的安全殼可以承受多達(dá)15倍的壓力，安全性更高。此外，壓力容器被淹沒在水池中，提供了額外的余熱導(dǎo)出措施，這在大堆中很難實現(xiàn)。

然而，該項目能否解決美國許多核設(shè)施面臨的主要挑戰(zhàn)（成本問題）還有待觀察。盡管美國是世界上最大的核能發(fā)電國，占全球核能發(fā)電量的30％以上，但美國的許多電站不能實現(xiàn)盈利，并且被迫提前退役。

在2013年至2020年，美國有10臺提前退役的機(jī)組，總發(fā)電量為9GW。NuScale 的SMR在美國尚未進(jìn)行商業(yè)測試，因此尚不清楚能否帶來長期的經(jīng)濟(jì)效益。

南非重啟球床模塊化反應(yīng)堆

南非首次開發(fā)球床模塊化反應(yīng)堆（PBMR）是在20世紀(jì)90年代。該SMR的功率為110MW，采用氦氣冷卻。因此該SMR可以部署在南非等水資源有限的國家。

南非的能源結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失衡，此類項目對于南非尤其重要。2016年，南非的一次能源69％來自煤炭， 14％來自原油。

可再生能源，天然氣和核電是全球最受關(guān)注且投資最多的三種能源，分別僅占11％，3％和3％。

2019年南非的政府報告指出，南非在鈾儲量非常豐富，擁有世界已探明鈾礦的5.2％。這表明只要南非有意愿投資開發(fā)核相關(guān)技術(shù)，將有很大的發(fā)展前景。

南非電力公司Eskom一直致力于開發(fā)PBMR。Eskom一直在對這些反應(yīng)堆進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，在2020年1月表示正在尋找投資者介入該項目并發(fā)揮其潛力。因為南非的能源行業(yè)由國企主導(dǎo)，私人投資的影響力尚不清晰。因此該項目能否煥發(fā)新生尚存疑慮。