近日，记者在国际原子能机构小型模块堆技术发展和应用跨地区研讨会上了解到，由于更安全、更灵活、更多元、更靠近用户等特性，小型堆已成为公认的未来核能应用新赛道，多个国家已开始部署相关项目。

一、转型期小堆发展方兴未艾

与会专家指出，小型模块堆将在推动全球能源转型和应对气候变化中起到重要作用。

“当前，全球范围内气候变化挑战严峻，能源安全风险加剧，越来越多的国家将核能作为应对气候变化、实现能源低碳转型和降低排放的重要选项。”国家原子能机构副主任刘敬指出，小型模块堆因初始投入少、建设周期短、安全性高、灵活性好、应用多元等优势，受到许多国家高度关注，正成为新一轮核能技术变革和产业发展的重点方向之一。

近年来，除我国外，美国、俄罗斯、阿根廷、韩国、法国等国均积极部署小型堆建设。国际原子能机构2022年发布的报告显示，全球范围内正在开发的小型堆技术超过80种。《中国能源报》记者从研讨会上了解到，目前，国际上主要发展的小型堆分为轻水堆、高温气冷堆、熔盐堆等，正广泛用于零碳发电、海水净化、船舶运输、产氢及供热等多个领域。

全世界的小型堆也早已从“纸上谈兵”阶段发展到实施阶段：如韩国海上SMR BANDI项目、丹麦紧凑型熔盐反应堆动力驳船项目、法国MUWARD小型堆项目、阿根廷CAREM项目，以及我国的“玲龙一号”、燕龙低温供热堆等。

除了这些主要发展核电的大国，国际原子能机构 SMR平台协调员Dohee Hahn表示，当前，世界范围内还有27个国家加入小型堆行列，其中包括埃及、波兰、土耳其等10个已部署基础建设或已签署相关项目合同的国家，还有17个正在考虑是否使用核电的国家。

二、国内小堆发展市场前景

为扩大核能应用范围，保障能源安全，适应低碳能源发展需要，过去10多年在有关政府部门的鼓励和支持下，中核、中广核、国家电投、清华大学、中船重工、中科院等单位面向不同应用领域和市场需求，积极开发各具特色的小型堆技术。这些小堆技术部分已具备开展示范工程条件。

我国小堆在国民经济的各个领域拥有广泛的需求和发展前景，在实现能源低碳化中将发挥重要作用。

1.替代落后火电产能

“十三五”期间，全国停建和缓建煤电产能1.5亿千瓦，淘汰落后产能0.2亿千瓦以上。特别是淘汰关停不符合要求的30万千瓦以下煤电机组，并将燃煤自备机组纳入淘汰范围。

现阶段，国内采用小堆技术原址替代小型火电技术基本成熟，前景可期。由于原址替代小堆是一新事物，加上经济性、公众对安全的担心等原因，市场开拓有待加强。小堆对边远地区供电、大中型企业、工业园区热电联供具有优势。

适用堆型包括ACP100（玲龙一号）、HTR-PM-200等。

目前，由中核集团开发的海南昌江多用途模块化小型堆科技示范工程ACP100正在积极推进当中，该堆型功率为125MWe，建设工期58个月，可作发电、热电联供等。

2.家庭和工业供热

国家统计局《2020年中国统计年鉴》显示，2013~2019年中国供热总量缓慢增长。2019年，我国蒸汽供热总量约为6.51亿吉焦，较2018增长12.71%；热水供热总量约为32.75亿吉焦，同比2018年上涨1.18%。

供热面积：北方供暖地区城镇现有集中供热面积约131亿平方米，城市集中供热面积约110亿平方米，集中供热率约85%。其中，居住建筑面积82亿平方米，占比75%；公共建筑面积28亿平方米，占比25%；随着城镇化发展趋势，北方地区需要供热的面积不断增长。

热源：我国城市集中供热的热源基本形成以热电联产为主，区域锅炉房为辅，其它热源补充的格局。80%的热源炭以煤为主要燃料，燃煤锅炉、燃气锅炉和燃煤热电联产为主要供热方式。在占主导地位的集中供热中，热电联产和锅炉占比高，燃煤热电联产占45%，燃煤锅炉占32%，燃气锅炉占11%，其余为其它来源。高污染、低效率的落后产能超过50%。

2017年12月，国家发改委等十部委联合发布《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021）》，2018年出台《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，均提出要有效推进北方地区清洁取暖，并取得很大成绩，大大改善了空气质量，污染少了、蓝天多了，但其热源还是以优质化石燃料为主。

核能供热技术成熟，在低碳供热领域有广大的应用前景，但能否被采纳，取决于许多因素，公众对安全的担心，价格接受能力，各级政府的态度等都是面临的主要挑战。

适用堆型包括和美一号、 NHR200-Ⅱ、 DHR-400等。

由国家电投开发的和美一号在各级政府的支持下，正在积极有序地推进中，项目规划建设4×200MWt一体化供热堆。一期为2×200MWt，最大供热能力为800万平方米，或供气500吨/小时。该项目计划2021年开工，工期36个月。

由中广核集团和清华大学联合开发的低温供热堆NHR200-Ⅱ在各级政府的支持下，项目前期工作在积极有序推进中，项目规划建设6台NHR200-Ⅱ型低温核供热机组，一期2台，为贵州大龙经济开发区提供工业蒸汽（500t/h），首台计划于2022年12月开工，是我国核能综合利用以及低温供热技术首次商业应用。

由中核集团开发的400MWt燕龙（DHR-400）泳池式低温供热堆目前正在积极推进，单堆可供热面积约1000万平方米，计划2022年实现FCD，2024年建成投产。

3.海水淡化、制氢

我国北方和部分沿海地区水资源严重不足，据统计，北方缺水总面积达58万平方公里；全国有300多座城市不同程度缺水，每年缺水量58亿立方米，主要集中在华北、部分沿海和省会城市以及工业型城市；有6个省、区人均水资源低于500立方米。

海水淡化的市场很大，但由于反渗透海水淡化技术成熟，以及南水北调有效缓解，国内核能海水淡化的行业发展受到一定制约。

制氢在国外（尤其中东国家）有发展前景，氢气在未来的能源市场有广泛应用。高温堆在此方面有优势，但预计在2030年以后。

适用堆型包括HTR-PM-200、ACP100、和美一号等。

4.海洋开发能源供给

除台湾省以外，中国海岛数量大，总面积超过6600平方公里，人口740多万。国家已制定海南发展政策，提出要高水平开发海洋海岛资源，逐步形成以海岛为依托的第二海洋经济带。

海上浮动式核动力平台是实现上述目标能源供应的重要选择，能同时提供电力和高温高压蒸汽，也可用来进行海水淡化；投资规模小，配置灵活，无须场外电源保障，安全，适合孤岛运行。

目前正在开发的堆型包括ACPR50S、 ACP100S等。

三、产业化多环节阻碍待破解，推动项目落地是关键

小型堆的产业化发展阻碍具体有哪些？记者了解到，缺乏相关法规支撑、厂址选择及经济性是关键掣肘。

从支撑小型堆发展的行业法规方面看，因小型堆现存设计技术路线众多、行业规范不统一，整个产业链的相关标准及监管体系尚不完善，制约了其推广。某核电行业人士明确指出，当前小型堆安全标准体系中的厂址选择仍依照沿海大型核电站标准，对小型堆，尤其是内陆小型堆更高安全性、更少放射性排放、更好环境适应性的特点考虑并不充分。例如，小型堆应急计划区的要求仍遵循法规标准难以接近居民区或者城市区。“亟待行业科学评估现行法规，使其能更好地反映小型堆特点，积极推动小型堆选址安全标准制定。”

对此，中国核能行业协会专家委员会常务副主任赵成昆解释：“大型核电反应堆规定的规划限制区为半径5公里，并不符合小堆实际情况。小堆本身功率低、体量小、设计的安全水平高，从设计上已经消除了大规模放射性释放的可能性，可以大大减缓场外应急要求。如果规划限制范围还是那么大，就不合理。这样一来，可能就没有哪个单位愿意建小型堆，更谈不上市场化、产业化发展。如何确定小型堆的规划限制区和应急边界，需要针对性地考虑。”

此外，经济性也是当前小型堆发展的关键制约。业内人士分析，由于小型堆功率大多为几万千瓦，最高为20-30万千瓦，没有百万千瓦级大型堆的功率规模，经济性可能不如大堆。“值得注意的是，在设计上，小型堆并非简单地将大堆缩小。未来，随着技术研发不断进步、首批示范项目建成落地，以及标准化和批量化推进，小型堆经济性会逐步提高，不过仍需配套适应行业的建设标准和更多的科技创新。”

“能否推动研究一套小型堆的标准设计？例如一个小型供热堆，按照标准化设计审查完成后可应用于多个小型堆厂址，大大节约立项和安全审评等环节的时间，缩短建造周期，这也有助于提高小堆的经济性，体现出其部署灵活的先进性。”赵成昆建议。

政府层面的协调统筹同样重要。有行业研究人士曾提出，国内核电企业、高校和研究机构往往在研发中扎堆于同一类型，出现差别大不得同质化产品，主管部门应发挥协调作用，避免行业中低水平重复开发投入，提高小型堆的投资效率和研发效果。

此外，由于小型堆更加接近用户，尽管建设水平高，公众对安全性仍有担心，邻避效应仍然严峻。“如何提高公众接受度是个长期问题。除了考虑安全因素，公众还会考虑应用于发电、供暖和工业供热时的成本是否负担得起。”赵成昆指出，要加快推进小型堆示范项目落地，在安全高质量建成项目的基础上，开展有效的公众沟通，并通过技术创新，努力降低小堆造价和运行成本，做到安全上用户不担心，价格上用户能负担。

上述核电行业人士指出，将小型堆融入综合能源供给系统或将成为未来发展的先进形式。在这种形式下，储能系统能更充分地利用自然资源，也能更有效地提供不同形式的能源产品。“国外近期的核能利用研发聚焦方向是将小型堆与风能、太阳能及储能技术结合，这样能够克服风能、太阳能不稳定的缺点，大大提高系统的效率与可靠性，并按用户需求，生产各类能源产品以满足市场需求。当然，这种情况下，对小型堆的要求会更高，需要其灵活变频变幅，满足不同的功率需求，持续的科研投入因此必不可少。”

文章来源： 中国能源报，中国核工业CNI，中国战略新兴产业