随着煤炭消费激增，全球能源市场动荡。虽然世界一直在努力到2050年减少使用污染最严重的化石燃料，但这种努力似乎面临着越来越大的挑战。

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核能战略

一些国家目前正在考虑核能战略，以在未来几年减少对化石燃料的依赖，措施包括在退役燃煤电厂现场或附近安装小型模块化反应堆（SMR）。

从经济发展到环境保护，法国、印度、波兰、罗马尼亚、英国和美国等国的项目旨在从这一战略中受益。

例如，利用SMR重新调整化石发电厂的用途，除了有助于减少排放和维护能源安全外，还可以确保当地社区实现经济转型。

但在国际原子能机构（IAEA）最近举行的一次网络研讨会上，有发言人表示，在广泛采用这种能源策略之前，必须应对一些挑战，包括测试和演示SMR。

EDF核能新建战略负责人安妮·法尔基（Anne Falchi）表示：“越来越多的人需要用核能替代煤炭——我们如何做到这一点？”

“一方面，我们应该加快SMR的部署，另一方面，我们应该加快煤电站的退役。为了实现这两个目标，利用现有的煤炭场地实施核能项目，可以加快促进这一转变。改变煤电厂的用途实际上有助于消除煤炭影响。”

在能源部门，煤炭是二氧化碳排放的最大来源，因此，逐步淘汰煤炭是应对气候变化的关键。

尽管在去年11月的COP26气候峰会上，各国同意加快努力，逐步减少燃煤发电站的数量，但随着各国在当前市场动荡中努力应对高能源价格，2022年的煤炭需求可能达到创纪录的水平。

国际能源机构（IEA）执行主任法提赫·比罗尔（Fatih Birol）将这种情况称为“第一次全球能源危机”，价格合理、可靠的电力仍然是现代经济的重要资产。

鉴于煤炭提供了世界三分之一以上的电力，随着时间的推移，核能有可能取代煤炭成为一种低碳能源，提供全天候供应保障。

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核能未完全兑现其承诺

事实证明，反应堆比预期的要昂贵得多。事故和泄漏使它享有风险的声誉，尽管它具有零碳证书。（试图指出燃煤发电造成的死亡人数远远超过核电，但未能说服许多选民。）核能占世界电力生产的份额从1996年的17.5%下降到2020年的10.1%。

但致力于实现雄心勃勃的气候变化目标的政府一直在重新审视这项技术。今年1月，欧盟将核电列入符合绿色金融条件的项目清单。与此同时，俄罗斯与乌克兰的冲突导致化石燃料价格飙升，并将能源安全置于欧洲政治议程的首位，欧洲目前严重依赖俄罗斯天然气。核工业认为它只有答案：新一代小型模块化反应堆（SMRs），旨在建造更便宜，更快捷，财务风险更小。

2019年，俄罗斯将AkademikLomonosov（一种实验性的船载SMR）连接到其电网。我国在建的大型反应堆比其他任何地方都多，预计2026年将在海南运行第一台商用SMR。去年，英国政府表示将加快建造劳斯莱斯设计的16处SMR的计划。美国公司NuScalePower希望其在爱达荷州国家实验室建造的第一台SMR将在2029年之前提供电力。国际原子能机构估计，世界各地正在研究“大约50个”SMR设计”在进行中。

顾名思义，SMR比标准核电站小。通常，它们旨在产生不到300兆瓦的电力，大约是标准反应堆可能管理的五分之一。它们的规模意味着，与汽车，烤面包机和锡罐一样，它们的开发人员的目标是在工厂进行大规模生产以降低成本。

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SMR优势

相较于安全性存疑的旧有大型反应堆，小型模块化反应堆无疑受到了更广泛的关注。

国际原子能机构（IAEA）发布报告称，小型模块化反应堆具有高度的安全性、良好的经济性、功率规模的灵活性和特殊厂址的适应性，能够满足偏远城市供电、中小型电网供电、城市供热、工业供气和海水淡化等各种领域应用的需求，实现核能的综合利用。

与现有反应堆相比，其优势有三：一是投资成本小。SMR可节省成本和建设时间，并且可逐步部署以满足不断增长的能源需求。SMR每个模块可产生高达300兆瓦（MW）电力，且可在工厂预制并在现场组装，从而显著减少部署反应堆所需的时间。它们可轻松补充可再生能源，并且可部署在国家电网无法覆盖的地区，包括偏远和农村地区，为基础设施条件不足的地方带来了曙光。

二是安全系数高。SMR设计通常更简单，SMR的安全概念通常更多地依赖于无源系统和反应堆的固有安全特性，例如低功率和低运行压力。这意味着，在这种情况下，不需要人为干预或外部力量来关闭系统，因为被动系统依赖于物理现象，例如自然循环、对流、重力和自我加压。在某些情况下，这些增加的安全裕度消除或显著降低了发生事故时不安全因素向环境和公众释放放射物质的可能性。

三是维护成本低。SMR降低了燃料需求。与传统发电厂1—2年换料周期相比，基于SMR的发电厂可能需要较低的换料频率，每3—7年换料一次。一些SMR设计甚至可在不加料的情况下运行长达30年。

IAEA核能司司长艾琳·德·斯克洛伊佐（Aline Des Cloizoux）表示：“核能具有独特的地位，可以将退休的化石燃料行业的工人吸引到核电站，保持稳定的发电量。专业团体将从这一转变中受益，并获得新的就业机会”，这可能会继续为清洁能源部门提供最高的工资。

许多用于运行燃煤电厂的电厂平衡（BOP）系统也可以重新调整用途，运用在SMR，包括电厂补给水和储水系统；海水淡化厂；压缩空气系统；化学品仓库；技术气体储存系统；废水处理系统；移动式起重设备；和冷却塔。

英国劳斯莱斯SMR战略与业务发展副总裁哈里·基林（Harry Keeling）表示：“这让你感觉到，在传统的发电厂里，核能可以借用和‘窃取’很多东西。”

劳斯莱斯公司正探索在废弃的煤厂设置SMR。

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挑战与进展

基林表示，煤炭和核电站的供应链也很相似，这意味着可以保留就业机会，核能的融资成本可以降低。这将在资本成本较低的情况下，在金融界为核能创造一个竞争周期。

然而，在实施这一过渡方案方面仍然存在挑战。

首先，预计到2030年后，SMR将得到更广泛的部署，等待其成功的测试、演示和监管许可。此外，还有与煤厂场地去污、核安全、应急准备和响应、核废料处理和公众舆论有关的问题。

尽管如此，有国家仍在为SMR改造燃煤电厂方面取得了进展。

在罗马尼亚，国家核电公司在燃煤电厂现场进行了工程研究、技术审查以及许可活动，作为SMR选址计划的一部分。

5月23日，罗马尼亚宣布，该国第一次部署SMR的首选地点是多埃斯蒂（Doicesti）的一座煤厂。

在美国，公用事业公司太平洋公司（PacifiCorp）计划到2030年将其煤炭运输量减少三分之二，并用核能替代其中的一部分。

在对四个褐色地带进行了广泛的评估后，将位于诺顿燃煤发电厂（该发电厂将于2025年退役）附近地点，选为熔盐钠冷快堆建设地。

本文来源：科技日报，嘿嘿能源heypower，Baerito