在傳統(tǒng)核電發(fā)展遇挫的當(dāng)下，小型核電受到業(yè)界越來越多的青睞。核電企業(yè)紛紛規(guī)劃選址，跑馬圈地，小核電能否帶動核電產(chǎn)業(yè)再次復(fù)興？

在全球核電遭遇寒冬，我國內(nèi)陸核電審批無望的當(dāng)下，核電公司在小核電方面的布局，似乎為整個行業(yè)帶來一絲回暖的跡象。

“小核電沒有內(nèi)陸和沿海的限制，有其特有的發(fā)展前景。”曾參與我國第一座生產(chǎn)堆設(shè)計(jì)的中國工程院院士葉奇蓁如此表示。

換言之，小核電是不受國家“十二五”期間暫停內(nèi)陸核電發(fā)展條框限制的，或許，小核電可以重新開啟內(nèi)陸核電市場。“中核要把小核電做成一個產(chǎn)業(yè)，而非一個戰(zhàn)術(shù)性的行動，我們的市場開發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)深入到衡陽、江西、蘭州、莆田、吉林、牡丹江等地選址，有沿海，也有內(nèi)陸。”中核集團(tuán)核動力事業(yè)部副主任程慧平說道。

程慧平是中核集團(tuán)小核電團(tuán)隊(duì)的主要負(fù)責(zé)人，也是國內(nèi)少數(shù)深入研究小核電的專家之一，他坦言，中核集團(tuán)自從2010年啟動小型堆ACP100的研發(fā)工作以來，已經(jīng)投入研發(fā)資金6億元，“2013年，ACP100的設(shè)計(jì)就會完成，項(xiàng)目一旦通過國家相關(guān)部門的審批就可以開工建設(shè)了”。

中核是啟動小核電最早的企業(yè)，從“九五”期間，該公司就開始儲備技術(shù)。而其他幾家核電企業(yè)也紛紛步其后塵－－中電投正在湖南永州為小核電選址；中廣核專門在中科華核電技術(shù)研究院旗下成立了小型核電研究團(tuán)隊(duì)，加速開展研發(fā)工作；華能石島灣高溫氣冷堆核電示范工程已經(jīng)開工。

“應(yīng)該說，華能石島灣項(xiàng)目是國家核準(zhǔn)的第一個小型堆示范項(xiàng)目。我們已經(jīng)向國家能源局送審了ACP100莆田示范項(xiàng)目的項(xiàng)目建議書，希望也能作為一個示范項(xiàng)目推進(jìn)，莆田項(xiàng)目跟華能的高溫氣冷堆技術(shù)路線不同，我們選用的是國內(nèi)、國際更為成熟的壓水堆。”程慧平解釋說，現(xiàn)在我國力推的AP1000就是壓水堆。

不僅僅是國內(nèi)企業(yè)，西屋、阿?，m、東芝等國外企業(yè)也開始介入小核電領(lǐng)域，并表示看中了中國市場，“我們從2010年年底就開始積極開展西屋小型模塊核反應(yīng)堆（SMR）的設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)在2014年中期向美國核管會提交SMR的設(shè)計(jì)認(rèn)證申請，并計(jì)劃于2021年在美國阿莫林密蘇里公司的卡拉威核電站第一次正式商用小型堆技術(shù)。”西屋首席技術(shù)官兼高級副總裁愷瑟琳接受《能源》雜志記者采訪時表示，“希望如同當(dāng)初的AP1000一樣，加強(qiáng)與中國的合作。”

美國是較早提出小型堆的國家之一，總統(tǒng)奧巴馬近期提出要建設(shè)500個小型堆來替代老舊的火電機(jī)組，在2012年3月奧巴馬宣布，計(jì)劃在今后的5年出資4.53億美元用于支持模塊式小型堆的研發(fā)。

小核電升溫

按國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的定義，核電小型堆功率在300MWe以下，是一種采用模塊式設(shè)計(jì)、單堆功率較小的一體化壓水反應(yīng)堆。一些國家評價小型堆為“核能工業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)”、“開創(chuàng)核能多用途新時代”。據(jù)悉，IAEA已于2004年6月啟動中小型堆的開發(fā)計(jì)劃，同時成立“革新型核反應(yīng)堆”協(xié)作研究項(xiàng)目，成員總數(shù)至今已達(dá)到30 余個。

數(shù)據(jù)顯示，全球有26座小型堆處于運(yùn)行中，有4座小型堆處于建造階段。但與各個國家的預(yù)期相比，這個數(shù)據(jù)只是冰山一角。奧巴馬一直力推清潔能源的發(fā)展，他曾表示，美國接下來是核選擇，美國參議院有一項(xiàng)新議案，將小堆開發(fā)列入聯(lián)邦政府資助名單。西屋公司是從中受益的企業(yè)之一，愷瑟琳坦言，“政府的幫助對小核電的發(fā)展是必要的”，西屋開始小型堆的設(shè)計(jì)可以追溯到上世紀(jì)60年代，并且擁有超過15年的先進(jìn)小型堆發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，新型的SMR也于2010年開始設(shè)計(jì)堆型。

在歐洲，法國和俄羅斯也在加緊布局小核電；在亞洲，日本東芝公司高調(diào)宣稱其研發(fā)的10MWe小堆30年內(nèi)不必更換燃料，可供日本3000個家庭用電。
在中國，“各企業(yè)都在花大力氣做研究，中核已經(jīng)開始申報(bào)莆田項(xiàng)目。”葉奇蓁一直關(guān)注著小核電的新動向。

據(jù)程慧平介紹，中核盡管從“九五”期間就開始儲備技術(shù)，但真正作為一個產(chǎn)業(yè)固定下來是從2010年開始的，也是從那一年，ACP100的堆型被確定了下來。2011年4月，中核集團(tuán)成立中核新能源有限公司，專門負(fù)責(zé)小型核電站的推廣和建設(shè)。

隨后，主管小核電的核動力事業(yè)部于2011年11月16日掛牌成立，定義范疇為開展核動力技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、設(shè)備設(shè)計(jì)和制造、技術(shù)支持與服務(wù)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域。中國核動力研究設(shè)計(jì)院、中國核電工程有限公司、中國中原對外工程有限公司、核動力運(yùn)行研究所、中核新能源有限公司、中核科技實(shí)業(yè)股份有限公司等納入核動力事業(yè)部。

“小堆的選址比大堆更靈活，向內(nèi)陸發(fā)展就更有可能，我們采取了廣撒網(wǎng)的模式。”中核集團(tuán)核動力事業(yè)部工程師高志虎說，“我們正在做一個課題，是小核電廠址適應(yīng)性研究，現(xiàn)在還沒結(jié)題，但是初步得出了結(jié)論：一是小堆的適應(yīng)性好，二是小堆取消或簡化場外應(yīng)急是有可能性的。”

程慧平的團(tuán)隊(duì)有幾百名技術(shù)專家，他說，有這個團(tuán)隊(duì)才具備了把小核電作為一個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。程慧平坦言，“中核是為了實(shí)現(xiàn)差異化發(fā)展，當(dāng)其他核電公司熱衷于做140萬、170萬大機(jī)組的時候，我們選擇做小的，以避免不必要的競爭。”

日前，中核選出了各方面條件較好的莆田項(xiàng)目進(jìn)行申報(bào)，但還是比華能晚了一步，華能石島灣的高溫氣冷堆項(xiàng)目已于2012年年底正式開工。華能核電開發(fā)公司原總經(jīng)理王迎蘇表示，小型的高溫氣冷堆比大型堆將更能適應(yīng)市場需求，看好其商業(yè)前景，而且由于安全性高，這一堆型可以建在城市周邊，避免了遠(yuǎn)距離傳輸?shù)模?ldquo;尤其可以滿足發(fā)展智能電網(wǎng)和分布式電源的要求”。

中廣核是第三家宣布進(jìn)入小核電的企業(yè)，中廣核集團(tuán)副總經(jīng)理張煒清在2012年提到，將抓緊推進(jìn)先進(jìn)小型堆（核電站）的研發(fā)安排。2012年3月，中科華研究院邀請美國俄勒岡州立大學(xué)吳樵教授來華，俄勒岡州立大學(xué)在小型核電站的研發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域有很高的地位。

此外，中電投也在進(jìn)行小核電的選址考察工作。某不愿具名的核電企業(yè)人士如此來評價四大公司的動作：“中核和華能有技術(shù)，勢必想自己做；而中廣核和中電投反之，存在技術(shù)上的缺陷，他們可能會采取另外的策略，比如對外引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)。”

小核電“熱”之所以突然升溫，中核集團(tuán)核動力事業(yè)部工程師廖瑋將其總結(jié)為環(huán)境驅(qū)動和市場推動兩個因素，他解釋說，“節(jié)能減排的壓力，全球尤其是發(fā)展中國家核電的復(fù)興，智能電網(wǎng)、分布式能源的熱炒，以及小核電的多用途需求，自我融資能力的便利，發(fā)生事故的低概率都是直接原因。”

技術(shù)之爭啟幕

“如同大核電一樣，小核電也存在技術(shù)之爭，各企業(yè)有不同的思路。”葉奇蓁說。

據(jù)高志虎介紹，現(xiàn)在國內(nèi)主要有三種技術(shù)，一是華能石島灣的高溫氣冷堆，二是清華大學(xué)在研究的低溫核供熱堆，也稱NHR，第三個就是以中核的ACP100為代表的壓水堆。“現(xiàn)在國際上70％都是壓水堆，國內(nèi)也是壓水堆占主導(dǎo)地位。”

“氣冷堆在核燃料后處理方面還不完備，陶瓷燃料球不如壓水堆燃料棒好處理。如果再次利用，則需要對陶瓷燃料再做一個閉合的產(chǎn)業(yè)鏈。”上述人士說，但是，高溫氣冷堆可以利用獨(dú)有的高達(dá)六七百度的蒸汽優(yōu)勢制出優(yōu)質(zhì)的氫氣，這是其他技術(shù)類型均無法達(dá)到的。

對于壓水堆，程慧平說，這是當(dāng)前最成熟的技術(shù)，與AP1000是同一體系，“ACP100比AP1000難在做'小'上，就像電子元器件一樣，以前二極管像筆帽那么大，現(xiàn)在是微電子級的了，同理，小核電做'小‘很難，現(xiàn)在做成了系統(tǒng)集成可謂一項(xiàng)創(chuàng)新”。

西屋電氣公司已正式推介其200MWe小型模塊核反應(yīng)堆，并準(zhǔn)備在美國能源部的示范項(xiàng)目中發(fā)揮作用。“西屋的SMR采用了高模塊化的設(shè)計(jì)，組件可以用鐵路、卡車或是駁船運(yùn)至建造現(xiàn)場，除此之外，該設(shè)計(jì)可以適應(yīng)電網(wǎng)由于接入大量可再生能源電站所帶來的對于穩(wěn)定性的要求。”愷瑟琳說，“西屋有信心成為美國和全球首個SMR電站的技術(shù)提供方。”

對于各國的新技術(shù)，廖瑋特意做了一番研究，他分析道，美國、日本、俄羅斯、韓國、阿根廷等國家正在展開激烈的競爭。美國西屋公司的IRIS是典型的一體化反應(yīng)堆，反應(yīng)堆功率在800MWt，電功率225MWe，非常高效。而美國巴威公司的小型壓水堆mPower則是一個一回路一體化布置，單堆熱功率500MWt，電功率125MWe。2011年美國DOE投資3800萬美元用于中小堆開發(fā)，mPower是其中被資助者之一，巴威公司已經(jīng)在2012年取得設(shè)計(jì)認(rèn)可證，2016年年底取得設(shè)計(jì)運(yùn)行許可證，2020年建成發(fā)電。

韓國國家原子能機(jī)構(gòu)開發(fā)的小型壓水堆SMART是一體化強(qiáng)迫循環(huán)壓水堆，熱功率為330MWt，2011年完成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和取證，2012年開始建造。俄羅斯聯(lián)邦機(jī)械制造試驗(yàn)設(shè)計(jì)局開發(fā)的小型多用途核電源KLT－40S屬于緊湊布置的強(qiáng)迫循環(huán)壓水堆，單堆熱功率150MWt，已完成詳細(xì)設(shè)計(jì)并取證。另外，俄羅斯還有VBER150、VBER300兩種類型。

據(jù)程慧平介紹，面對如此多的小核電技術(shù)，法國政府也坐不住了，日前法國政府批評阿?，m公司，將注意力都放在了單機(jī)容量過大、安全冗余度過多、過于復(fù)雜、造價過高、經(jīng)濟(jì)競爭力低的第三代歐洲壓水反應(yīng)堆（EPR）上，建議阿?，m也應(yīng)該提供一些小型的、足夠安全、更廉價的核反應(yīng)堆。
根據(jù)廖瑋的統(tǒng)計(jì)，當(dāng)下國際上有45種以上革新型中小型反應(yīng)堆概念和設(shè)計(jì)，部署目標(biāo)介于2012年至2030年之間?！?/p>

不僅僅是供電

“西屋相信迅速發(fā)展的小型堆會是大型商用核電項(xiàng)目的補(bǔ)充，能進(jìn)一步拓展核能利用的層面。在化石能源電站的更新?lián)Q代中，小型堆能替代那些較小容量的電站。”這是愷瑟琳對小核電的定位。

但是，廖瑋說，“對于小核電，國際上的能源表達(dá)需求是電20％，熱需求8％。”

也就是說，并非所有的國家都如同美國一樣需要用小核電來替代傳統(tǒng)電力，而是把其當(dāng)作他用。“美國與我國的國情不同，他們電力領(lǐng)先我們至少20年，美國需要電源替代，而我國正是經(jīng)濟(jì)大發(fā)展時期，電力還不夠用，何談替代。”程慧平說。

“小核電不僅僅是發(fā)電，還可以綜合利用，比如供暖、海水淡化、制冷、工業(yè)用熱、為海上平臺提供能源、為破冰船提供動力等等。”葉奇蓁稱。

西屋也在關(guān)注發(fā)展中國家對核能的新應(yīng)用，愷瑟琳表示：“小型堆能應(yīng)用的行業(yè)，其一包括供電、供熱、水處理、熱電聯(lián)產(chǎn)等工業(yè)。其二，小型堆能為其它能源的生產(chǎn)提供能源，諸如油砂、頁巖氣和煤變油的生產(chǎn)。”

專家稱，中海油的采油平臺就有此需求，現(xiàn)在中海油一直是用伴生油氣在發(fā)電，價格比較貴，氣源又沒保障，小核電就可以在此發(fā)揮作用。

其實(shí)，中核在上世紀(jì)90年代就曾著手做一些核能綜合利用的項(xiàng)目，比如天津的海水淡化、吉林的供熱項(xiàng)目，但是都無疾而終。“原因是多方面的，一是當(dāng)時的項(xiàng)目本身有制造缺陷，比如吉林的供暖項(xiàng)目只能冬天供熱，夏天用不上，現(xiàn)在的新技術(shù)可以做到夏天制冷和發(fā)電了。”

而天津的海水淡化沒有推行下去，癥結(jié)在于居民的可接受性問題，當(dāng)時公眾一直對核做的海水供熱進(jìn)入供熱系統(tǒng)持質(zhì)疑態(tài)度。“大家心存顧慮，最終天津選擇了反滲透法，但是反滲透法的水質(zhì)其實(shí)還沒有核淡化的水質(zhì)好。”程慧平說。

事實(shí)上，核能海水淡化并非一個新概念，而是一項(xiàng)日趨成熟的技術(shù)，美國、日本已有多年的核能海水淡化業(yè)績。1972年至1999年年間，位于里海沿岸的哈薩克斯坦第六大城市阿克套的一個核反應(yīng)堆一天就可生產(chǎn)出135MWe的電力和8萬立方米的飲用水。目前很多地方使用礦物燃料淡化海水，波斯灣沿岸等石油豐富的國家基本依靠海水淡化生存，不可避免排放著大量的溫室氣體。核能海水淡化不但節(jié)能，而且溫室氣體零排放，這項(xiàng)技術(shù)是解決水危機(jī)最清潔和最高效的方式。

采訪中，幾乎所有的采訪對象都提出小核電將成為熱電冷三聯(lián)供的理想熱源。由于能源結(jié)構(gòu)的原因，城市冬季供熱以燃煤為主的局面短期難以扭轉(zhuǎn)。為減少輸熱損耗，熱源一般建在城市附近或居民區(qū)內(nèi)，在市內(nèi)大量燃煤造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且煤炭還是溫室氣體的強(qiáng)排放能源。我國“三北”地區(qū)兼顧城市供熱的約8000萬千瓦純凝小火電機(jī)組能耗高、污染重，淘汰落后小火電必須有替代能源。核能熱電聯(lián)供及工業(yè)工藝供熱有廣泛的市場，但這些用戶對單堆容量的需求較小，區(qū)域性強(qiáng)，并對安全性和廠址條件提出了更高的要求，核反應(yīng)堆必須盡可能靠近熱用戶，距人口密集區(qū)較近，必須采取特殊安全措施來適應(yīng)。針對這些條件和要求，大型反應(yīng)堆很難適應(yīng)這些領(lǐng)域的應(yīng)用，小型堆在核能非電應(yīng)用方面是大型反應(yīng)堆無法替代的堆型。

但是，企業(yè)們還是有所擔(dān)心，“供熱價格非常低，市政供熱系統(tǒng)都是政府補(bǔ)貼，在城市中供熱能否順利收回供熱費(fèi)是最大的問題”。

另外，當(dāng)前隨著智能電網(wǎng)、分布式能源概念的實(shí)施，小型堆用于島嶼、石油鉆井平臺及企業(yè)自備電廠等發(fā)電成為一個新熱點(diǎn)。受地質(zhì)、氣象、冷卻水源、運(yùn)輸、電網(wǎng)容量和融資能力等條件的限制，我國內(nèi)陸未聯(lián)網(wǎng)地區(qū)和其他一些發(fā)展中國家對中小型堆發(fā)電存在實(shí)在的需求。小型堆投資小、占地少、建造方便、廠址適應(yīng)性強(qiáng)，可以應(yīng)用于大型反應(yīng)堆機(jī)組無法應(yīng)用的場合，如中小規(guī)模電網(wǎng)。小型堆可滿足廣大發(fā)展中國家中小規(guī)模電網(wǎng)穩(wěn)定性要求以及電力需求增長率較低的國家市場需求。從世界范圍內(nèi)電站規(guī)模分布來看，大多數(shù)的發(fā)電廠機(jī)組容量低于500MWe，這有利于電網(wǎng)尤其是中小電網(wǎng)的穩(wěn)定。

經(jīng)濟(jì)性和立法掣肘

既然小核電的用途如此廣泛，為何還未能大規(guī)模應(yīng)用？面對這個問題，葉奇蓁的回答簡單而又直切要害，“國家對小堆挺支持的，但是業(yè)界普遍對小型堆的經(jīng)濟(jì)性提出了質(zhì)疑，原因在于堆小了比功率造價就高了，經(jīng)濟(jì)性不好就會喪失市場。如何做到既要有市場，價格又合理，這才是難題。”

但葉奇蓁轉(zhuǎn)而又提到，“不嘗試誰又知道能不能做好呢。所以還是要有試點(diǎn)，要做示范，要盡早進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)行。”

當(dāng)然也有專家和公司并不看好小核電，國家核電技術(shù)公司專家委員會專家湯紫德就持有這種觀點(diǎn)，他電話中對《能源》雜志記者說，“從經(jīng)濟(jì)上看，小堆是比不上大堆的，因?yàn)樵O(shè)備還是那么多，小堆減少的設(shè)備有限。從規(guī)模上看，一個100萬千瓦的肯定比10個10萬千瓦的經(jīng)濟(jì)性要好。”湯紫德所供職的國核技至今也沒涉及小核電的研發(fā)業(yè)務(wù)，反而是越做越大，朝著AP1400，甚至是AP1700前行。

對于經(jīng)濟(jì)性問題，高志虎給出了不同的解釋，他說，“不能僅僅從比功率的造價來評價其經(jīng)濟(jì)性，還要要看綜合的經(jīng)濟(jì)性”。如果一些地區(qū)的負(fù)荷不需要那么多電，比如某個地區(qū)只有40萬千瓦的負(fù)荷需求，抑或電網(wǎng)容量只能接受40萬千瓦，建了一個60萬千瓦的核電站，將功率降低到67％來運(yùn)行，未必比4個10萬千瓦的小核電站更劃算。另外，4個10萬千瓦的小核電更利于實(shí)現(xiàn)滾動發(fā)展，能有效減小融資的壓力，這或許就是小型堆比大型堆更容易賣出去的原因。

程慧平也持相同的觀點(diǎn)，他提出，現(xiàn)在研發(fā)還沒完全固化下來，造價只是一個估算，“我們的目標(biāo)是跟國內(nèi)的脫硫脫銷后的燃煤電廠的等效電價相比更具競爭性”。

不得不指出的一點(diǎn)是，核電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性一般隨著單堆容量提高會得到進(jìn)一步改善，但機(jī)組容量的增大勢必以復(fù)雜的安全設(shè)施為代價，并與工業(yè)制造能力、運(yùn)輸條件、廠址條件和電網(wǎng)容量相適應(yīng)。而小堆卻有獨(dú)特的優(yōu)勢：第一，由于其本身比較簡化，建設(shè)周期比較短，造價會低一些，一般大堆的投資在200億元左右，小堆不超過40－50億元。第二，小堆更利于滾動開發(fā)，一個百萬機(jī)組大堆需要10年時間建成，在資金比較緊張的情況下投資周期很長，對投資者是不利的，小堆可以縮短到5年左右，更利于滾動開發(fā)。5年后可以賺到錢，拿這筆錢去投下一個項(xiàng)目。

“資金流的表現(xiàn)是不同的，大堆是一個非常大的凹坑，但是小堆卻沒有。”對著一張圖表，廖瑋邊比劃邊解釋著。

除了經(jīng)濟(jì)性，小核電的掣肘之處還在于至今國內(nèi)還沒有針對小型反應(yīng)堆的安全特點(diǎn)和應(yīng)用條件而設(shè)置的相關(guān)核安全法規(guī)，只能套用大型反應(yīng)堆的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

小型堆在城市供熱、工業(yè)供熱、核海水淡化等方面的用途要求反應(yīng)堆盡量靠近負(fù)荷中心，現(xiàn)行法規(guī)對核電廠場外應(yīng)急的相關(guān)規(guī)定成為了制約其實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用和推廣的瓶頸，要打破此瓶頸，需要減少限制發(fā)展區(qū)，取消或簡化場外應(yīng)急，亟待從法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性以及從設(shè)計(jì)上提高安全性兩個方面予以解決。

“小堆必須離居民很近，如果是供熱的話傳輸距離越短熱損耗越少。”葉奇蓁說。

程慧平認(rèn)為，由于模塊式小型堆是自主研發(fā)的新一代反應(yīng)堆，沒有參考電站，獲得安全局的審查、認(rèn)可將是其進(jìn)入市場的先決條件，國家相關(guān)部門要有一定的認(rèn)證和安全審查的環(huán)節(jié)，并在產(chǎn)學(xué)研用上都要介入，全面鼓勵創(chuàng)新。另外，相關(guān)部門還應(yīng)該在科研成果轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力的角度有一些安排，至少應(yīng)該主動去打消公眾的抵觸情緒。

但愷瑟琳卻說：“不能把標(biāo)準(zhǔn)的缺失只歸結(jié)于政府，技術(shù)開發(fā)方、客戶和監(jiān)管方需要一起合作推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和運(yùn)營。”