小型模塊堆(SMRs)可以為實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)和能源供應(yīng)安全做出重要貢獻(xiàn)。但是,對于18個國家正在開發(fā)的70多個小型模塊堆設(shè)計(jì)而言(包括尚未獲得許可的革新型反應(yīng)堆和對核工業(yè)而言全新的模塊化制造方法),及時(shí)廣泛部署小型模塊堆以應(yīng)對氣候變化仍然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。例如,2021年7月,中國的第一個多用途小型模塊堆示范項(xiàng)目在海南省昌江核電站正式開工。該項(xiàng)目采用中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司(中核集團(tuán))的玲龍一號技術(shù)。玲龍一號是一個多用途壓水堆(PWR)。就在上個月,這個小型模塊堆示范項(xiàng)目的鋼制反應(yīng)堆堆坑已經(jīng)安裝完畢。
原子能機(jī)構(gòu)發(fā)起了一項(xiàng)新倡議,召集政策制定者、監(jiān)管者、設(shè)計(jì)者、供應(yīng)商和營運(yùn)者為小型模塊堆制定共同的監(jiān)管方案和工業(yè)方案。(信息圖:A. Vargas/原子能機(jī)構(gòu))
為加速這一進(jìn)程,國際原子能機(jī)構(gòu)(原子能機(jī)構(gòu))發(fā)起了一項(xiàng)新倡議,召集政策制定者、監(jiān)管者、設(shè)計(jì)者、供應(yīng)商和營運(yùn)者為小型模塊堆制定共同的監(jiān)管方案和工業(yè)方案。原子能機(jī)構(gòu)總干事拉斐爾·馬里亞諾·格羅西于三月初宣布的 “核協(xié)調(diào)統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化倡議”,旨在促進(jìn)小型模塊堆和其他先進(jìn)核技術(shù)在世界各地的安全可靠部署,以最大程度促進(jìn)實(shí)現(xiàn)2030年議程和“巴黎協(xié)定”目標(biāo),包括到2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放的目標(biāo)。
格羅西先生說:“小型模塊堆和其他先進(jìn)核技術(shù)在幫助解決氣候危機(jī)問題方面有著廣闊前景。但是,如果各國想要充分利用小型模塊堆和其他先進(jìn)核技術(shù)大幅減少排放和提供可靠能源的潛力,就必須解決全球部署的一些挑戰(zhàn)。這就是此項(xiàng)新倡議的意義所在。”
與大型反應(yīng)堆相比,小型模塊堆的體積小,前期基建投資費(fèi)用較低,小型模塊堆看起來將擴(kuò)大全球獲得可靠核電的機(jī)會,可以更靈活地與其他清潔能源整合,也可用于非電力應(yīng)用,如工業(yè)供熱和氫生產(chǎn)。第一批小型模塊堆機(jī)組已經(jīng)部署:在俄羅斯的浮動核電站上;以及在中國——高溫氣冷小型模塊堆將提供低碳熱能,使工業(yè)流程脫碳。2021年12月20日,山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程送電成功。這是在石島灣核電站部署的兩座小型模塊堆中的第一座。這些反應(yīng)堆的堆芯由石墨球和特殊設(shè)計(jì)的燃料顆粒組成,可以在高達(dá)750攝氏度的溫度下運(yùn)行,為工業(yè)提供低碳熱量,與傳統(tǒng)反應(yīng)堆相比效率更高。另一臺水冷小型模塊堆機(jī)組在阿根廷,正處于建設(shè)的后期階段;而美國已經(jīng)有一個小型模塊堆設(shè)計(jì)被認(rèn)證為符合監(jiān)管安全要求。
小型模塊堆的成本優(yōu)勢部分來自于預(yù)制模塊可以在工廠生產(chǎn)并在現(xiàn)場組裝的理念。為了使其跨國界運(yùn)作,需要有共同的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和許可證審批要求,以便無論在哪個國家安裝,都能適用相同的安全標(biāo)準(zhǔn)。不同國家的核監(jiān)管方法之間保持一定程度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一也至關(guān)重要。
爭取實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)方法
原子能機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)核安全和安保部的副總干事莉迪·埃夫拉爾說:“在監(jiān)管方面,目的是加強(qiáng)監(jiān)管合作,在技術(shù)和政策問題上確立共同立場,為更大程度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一鋪平道路,首先是在小型模塊堆的許可證審批前階段,對這些先進(jìn)設(shè)計(jì)的高水平安全和安保有一個一致的期望。”
加拿大核安全委員會(Canadian Nuclear Safety Commission)主席兼首席執(zhí)行官Rumina Velshi說,為了使小型模塊堆成為全球脫碳努力的一個重要部分,需要一個根本性的范式轉(zhuǎn)變,即采取全球核電一盤棋的方案。她說:“我一直認(rèn)為,在可能的情況下,統(tǒng)一國際標(biāo)準(zhǔn)和要求,并統(tǒng)一許可證審批和核準(zhǔn)程序,對于安全有效地廣泛部署小型模塊堆至關(guān)重要。”
根據(jù)“核協(xié)調(diào)統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化倡議”,原子能機(jī)構(gòu)將把來自政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)者、技術(shù)持有者、營運(yùn)者和其他國際組織的決策者召集到兩個獨(dú)立的互補(bǔ)軌道上:一個是技術(shù)持有者和營運(yùn)者,另一個是監(jiān)管者。在原子能機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)下,這些軌道將于2024年在原子能機(jī)構(gòu)的框架下聯(lián)合起來,進(jìn)一步推進(jìn)該倡議,最終形成帶有具體行動計(jì)劃的路線圖。
原子能機(jī)構(gòu)核能部核電司司長艾琳·德克盧瓦索說:“對工業(yè)界而言,該倡議將尋求為技術(shù)持有者和營運(yùn)者提供一份具體行動指南和里程碑,以便為小型模塊堆的設(shè)計(jì)、制造、建造、調(diào)試和運(yùn)行制定更多標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)方法,以及通用的用戶要求和標(biāo)準(zhǔn)。”
中核集團(tuán)董事長余劍鋒說:“中國支持在全球范圍內(nèi)部署小型模塊堆,作為清潔能源轉(zhuǎn)型的一部分,并已加入原子能機(jī)構(gòu)的倡議。”他在給格羅西先生的信中寫道:“我們期待著參與相關(guān)工作,為與全球核工業(yè)達(dá)成統(tǒng)一的小型模塊堆標(biāo)準(zhǔn)做出努力和貢獻(xiàn)。”
原子能機(jī)構(gòu)近年來加強(qiáng)了在小型模塊堆的開發(fā)和許可證審批方面向成員國提供支持的工作。2021年,建立了原子能機(jī)構(gòu)小型模塊堆及其應(yīng)用平臺,為原子能機(jī)構(gòu)成員國和對開發(fā)和部署小型模塊堆技術(shù)感興趣的其他利益相關(guān)方提供了“一站式 ”服務(wù)。原子能機(jī)構(gòu)同時(shí)還在審查原子能機(jī)構(gòu)安全標(biāo)準(zhǔn)對小型模塊堆的適用性,并從2015年起支持小型模塊堆監(jiān)管者論壇,使國家監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以在論壇上討論對這項(xiàng)新技術(shù)的處理辦法。原子能機(jī)構(gòu)已經(jīng)完成了對60多項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn)的審查,以指導(dǎo)其應(yīng)用于一系列小型模塊堆和創(chuàng)新技術(shù)的生命周期,并將在今年發(fā)表一份安全報(bào)告。