據(jù)《世界核新聞》(WNN)網(wǎng)11月5日報道[1]，美國紐斯卡爾能源公司(NuScale)和羅馬尼亞國家核電公司(Nuclearelectrica)11月4日簽署合作協(xié)議，以推進(jìn)其小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)技術(shù)在羅馬尼亞的部署。簽署這個協(xié)議的前一天，在格拉斯哥舉行的第26屆締約方氣候會議上，宣布了許多的合作計(jì)劃。

NuScale公司首席執(zhí)行官約翰·霍普金斯(John Hopkins，左)和Nuclearelectrica公司首席執(zhí)行官科斯明·吉塔(Cosmin Ghita，右)簽署合作協(xié)議。

按照合作協(xié)議，NuScale公司將幫助Nuclearelectrica評估其技術(shù)，兩個組織將采取各種措施，最早于2027/2028年在羅馬尼亞部署第一個NuScale的六模塊462 MWe核電廠。

這個合作聲明指出，“合作協(xié)議特意概述了Nuclearelectrica和NuScale的下一個重要里程碑，即開發(fā)安全、負(fù)擔(dān)得起、零碳基荷的電力技術(shù)，專注退役的燃煤電廠現(xiàn)場。”它將支持羅馬尼亞政府的《國家恢復(fù)與彈性計(jì)劃》[2]，到2032年逐步淘汰4.59 GWe的燃煤能源生產(chǎn)。Nuclearelectrica和NuScale公司可通過燃煤電廠再利用，幫助社區(qū)和電廠的工人參與向脫碳能源過渡，同時繼續(xù)給當(dāng)?shù)靥峁┙?jīng)濟(jì)效益。這個合作協(xié)議還給另外的《三海倡議》(Three Seas Initiative)[3]國家尋求脫碳充當(dāng)催化劑。

兩家公司估計(jì)，NuScale的六模塊核電廠，將安排193個永久性發(fā)電工作崗位，1500個建筑工作崗位，2300個制造業(yè)工作崗位，幫助羅馬尼亞每年規(guī)避400萬噸二氧化碳排放。

圖1. NuScale型SMR六模塊核島廠房剖面圖

NuScale首席執(zhí)行官約翰·霍普金斯在簽署儀式上說，“今天Nuclearelectrica和NuScale達(dá)成協(xié)議，正值關(guān)鍵時刻：我們在格拉斯哥開會，討論加速清潔能源過渡、實(shí)現(xiàn)凈零的緊迫性。”

他補(bǔ)充說，“我們與Nuclearelectrica的合作始于兩年多以前，當(dāng)時我們簽署了諒解備忘錄，以評估NuScale的SMR核電廠在羅馬尼亞開發(fā)、頒證和建設(shè)的可行性。今天的協(xié)議推進(jìn)了這一承諾，并為羅馬尼亞在歐洲部署第一個SMR創(chuàng)造了機(jī)遇，也為羅馬尼亞引進(jìn)核供應(yīng)鏈創(chuàng)造了機(jī)會，以支持能力建設(shè)，并為該地區(qū)尋求部署這種技術(shù)的其他國家，提供NuScale型核電廠運(yùn)營勞動力開發(fā)的‘載體’”。

Nuclearelectrica首席執(zhí)行官科斯明·吉塔補(bǔ)充說，“我們現(xiàn)在正要提供一種能源組合和技術(shù)，既安全、清潔、有彈性、可擴(kuò)展，又能負(fù)擔(dān)得起，這與我們在COP(締約方氣候會議)方面為下一代要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)完全匹配。”

“Nuclearelectrica成為領(lǐng)先者非常自豪，珍視它按卓越標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，也是世界上表現(xiàn)最好的核電站之一;在歐洲首先開發(fā)的SMR，是100%無碳能源，能減少環(huán)境污染，并使我們通向零排放的世界。”

圖2. NuScale型SMR 2×六模塊核電廠(羅馬尼亞項(xiàng)目只需一個主廠房)

美國政府支持

美國能源部長詹妮弗·格蘭霍爾姆(Jennifer Granholm)歡迎簽署這個協(xié)議。她說過，美國認(rèn)為核能是全球努力降低排放、擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)的機(jī)會，是最終防止氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)。她說，“幾十年來，我們一直支持開發(fā)SMR，而對羅馬尼亞最可喜可賀的是，這是個重要的里程碑，有助于實(shí)現(xiàn)它們的氣候目標(biāo)。”

11月3日，美國負(fù)責(zé)軍備控制與國際安全事務(wù)的副國務(wù)卿邦妮·詹金斯(Bonnie Jenkins)宣布，美國承諾提供2500萬美元，支持?jǐn)U大利用清潔核能。

核能未來的一攬子計(jì)劃，包括正在執(zhí)行的各種規(guī)劃和項(xiàng)目，以推進(jìn)大規(guī)模、清潔和現(xiàn)代化的核能發(fā)電;展示核能制氫燃料向清潔能源過渡的潛質(zhì);推進(jìn)創(chuàng)新、可靠和安全的核技術(shù)，比如SMR。

作為一攬子計(jì)劃的一部分，美國將與波蘭、肯尼亞、烏克蘭、巴西、羅馬尼亞和印度尼西亞等國家合作，支持在實(shí)現(xiàn)其核能目標(biāo)方面所取得的進(jìn)展。這種努力包括容量建設(shè)、設(shè)備、可行性和選址研究、示范項(xiàng)目、研究考察、廠址考察、技術(shù)合作等等。

美國國務(wù)院指出，這個承諾包括美國在《領(lǐng)導(dǎo)人氣候問題峰會》上發(fā)起的《使用小模塊化反應(yīng)堆技術(shù)盡責(zé)(第一)倡議》[4]的基礎(chǔ)設(shè)施，還包括美國SMR公-私方規(guī)劃、相關(guān)的小模塊和先進(jìn)堆標(biāo)準(zhǔn)，以及法規(guī)系列研討會。這些規(guī)劃是支持安全、可靠和負(fù)責(zé)地部署新型核技術(shù)所需的關(guān)鍵步驟。

美國內(nèi)NuScale項(xiàng)目的進(jìn)展

世界核電技術(shù)的發(fā)展始于美國核技術(shù)“軍轉(zhuǎn)民”，最先下決心、出資嘗試的是美國海軍。它們利用美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的軍用石墨慢化水冷堆的技術(shù)力量與設(shè)計(jì)，依靠舉國之力，開發(fā)了壓水堆，并經(jīng)陸式堆實(shí)驗(yàn)裝置證實(shí)，成功用于潛艇核推進(jìn)。后來三軍高層一直在推進(jìn)“軍轉(zhuǎn)民”，海軍還與阿貢國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了世界首個鈉冷快堆發(fā)電;激勵空軍找橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室，成功開發(fā)了熔鹽堆實(shí)驗(yàn)裝置……但由于美國原委會和美國政府堅(jiān)持商用示范核技術(shù)，誰出資誰受益，阻礙了核電技術(shù)的不斷發(fā)展和改進(jìn)。

美國現(xiàn)任能源部長詹妮弗·格蘭霍爾姆說，美國幾十年來，“一直支持開發(fā)SMR”是真，但拒絕承擔(dān)商用示范裝置證實(shí)性的全部投資，挫傷了國家科研機(jī)構(gòu)的積極性，阻礙了核能技術(shù)突破性進(jìn)步。就NuScale的SMR在美國商用而言，早已“萬事俱備”，只差美國政府出資建個示范裝置了。問題僅僅出在“誰”出資并承擔(dān)“風(fēng)險”。據(jù)報道，在愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室(INL)科技園區(qū)現(xiàn)場建2×六模塊的NuScale型SMR核電廠，需要61億美元，但國家愿分擔(dān)13.55億，也不肯先出5億美元建首臺商用示范機(jī)組...讓好多人覺得這種“做法”有點(diǎn)不可思議。其實(shí)，能源屬“自然壟斷”行業(yè)，一種形式的核電設(shè)施運(yùn)行壽期近百年，本應(yīng)由國家、地方政府按照“基礎(chǔ)設(shè)施”處理，由國家投資建設(shè)。壓水堆的發(fā)明人、原橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室主任艾爾文·溫伯格(Weinberg, A. M.)，早在上世紀(jì)70年代就多次呼吁，但沒有反響……[5]。

NuScale的SMR是壓水堆，堆芯冷卻與冷卻劑循環(huán)與沸水堆相似。但正常運(yùn)行，沒有泵推動、閥門管控冷卻劑循環(huán)。整個堆芯與蒸汽發(fā)生器裝置整體淹沒在一巨大的水池內(nèi)，即使發(fā)生超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，堆芯也會靠專利設(shè)計(jì)的管道系統(tǒng)與堆外水池接通，排出堆芯余熱。致使這種機(jī)組的“應(yīng)急事故限制區(qū)”的范圍，只是核電廠區(qū)圍欄，甚至核島廠房的外墻?，F(xiàn)在的SMR，通常指“先進(jìn)的小模塊反應(yīng)堆”，重要的是核安全、經(jīng)濟(jì)并簡化場施工。

圖3. SMR堆芯運(yùn)轉(zhuǎn)信息圖

據(jù)報道，NuScale型SMR在美國內(nèi)建設(shè)，NRC的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)已審評通過。只需提前向NRC提出建造電廠許可申請，2026年首個模塊即可經(jīng)調(diào)試投入運(yùn)行，供INL做試驗(yàn)用。猶他州聯(lián)合市政電力系統(tǒng)(UAMPS)為此組建的“無碳能源工程”(CFPP)有限公司，要推遲到2030年建成，而且這個公司的某些出資成員，對美國能源部分擔(dān)的撥款額度表示不滿，退出了這個項(xiàng)目。

情況在不斷變化

另據(jù)《中子節(jié)》(Neutron Bytes)網(wǎng)站“綜合”報道[6]，美國NuScale公司與羅馬尼亞國家核電公司的“諒解備忘錄”在COP26上引起了轟動。就像所有的諒解備忘錄一樣，在將其變成真正的項(xiàng)目時，會有許多“如果”、“并且”或“但是”。

美國能源部長格蘭霍爾姆，11月6日在格拉斯哥會議上，答新加坡雅虎新聞采訪時說，美國“非?？春?rdquo;新核能技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)堆示范項(xiàng)目，支持愛達(dá)荷的商業(yè)公用事業(yè)公司(UAMPS)的第一個小模塊化反應(yīng)堆(SMR)項(xiàng)目。

據(jù)說美國國內(nèi)NuScale項(xiàng)目，現(xiàn)計(jì)劃于2023年在愛達(dá)荷破土動工，2028年完成，“假設(shè)的”方案進(jìn)度與成本見圖4。條件是羅馬尼亞國家核電公司可以提供資金，或許未來可以得到美國的幫助，而且歐盟、NuScale的供應(yīng)鏈和制造能力可以勝任;混凝土、鋼鐵和非核電廠零部件的當(dāng)?shù)毓?yīng)商必須按時交付，并滿足質(zhì)量保證要求。

圖4. NuScale六模塊核電項(xiàng)目工程假設(shè)的進(jìn)度與成本

但據(jù)NuScale公司電力營銷和傳播副總裁黛安·休斯說，關(guān)于該項(xiàng)目融資問題應(yīng)直接問羅馬尼亞核電公司。這顯然表明，美國能源部部長格蘭霍爾姆沒有就該項(xiàng)目的資金問題向羅馬尼亞能源部長波普斯庫作出財(cái)政承諾。

據(jù)推測，美國未來的行動，可能為NuScale的項(xiàng)目提供出口信貸，發(fā)展金融公司最終也可能同意為該項(xiàng)目建造“非核”部件的羅馬尼亞公司提供財(cái)政援助。

雙方同意最早將在2027/2028年在即將退役的燃煤電廠現(xiàn)場部署NuScale的SMR電廠，最遲應(yīng)在2024年取得突破。要能成功地安排融資，完成所有監(jiān)管審查，按照美國國內(nèi)項(xiàng)目推算，一切按計(jì)劃進(jìn)行，工期為五年，有可能在2030年代中期完工，預(yù)計(jì)基建成本約為20億美元。這將是個非常雄心勃勃的規(guī)劃。

其實(shí)，在這期間前后與NuScale公司接洽的，還有加拿大、波蘭、保加利亞等國家。

資料與注釋

1 WNN, Teaming agreement signed for Romanian SMR deployment, 05 November 2021。

2 羅馬尼亞政府《國家恢復(fù)與彈性計(jì)劃》，Romania's National Recovery and Resilience Plan，又稱《國家復(fù)蘇計(jì)劃》：羅馬尼亞2020年成功避免了技術(shù)性衰退。但由于財(cái)政不足，復(fù)蘇速度有所放緩，限制了政府為商業(yè)環(huán)境提供的一攬子財(cái)政援助計(jì)劃的執(zhí)行。羅馬尼亞依靠歐盟的資金促進(jìn)復(fù)蘇，該計(jì)劃旨在吸納300億歐元用于對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生長期影響的改革和投資。

3《三海倡議》，Three Seas Initiative，又名波羅的海、亞德里亞海、黑海(BABS)倡議：旨在加強(qiáng)亞德里亞海、波羅的海及黑海周邊國家間之貿(mào)易、公共建設(shè)、能源及政治等層面合作，是由12個歐洲聯(lián)盟成員國組成的論壇。三海倡議成員國包括奧地利、保加利亞、克羅地亞、捷克、愛沙尼亞、匈牙利、拉脫維亞、立陶宛、波蘭、羅馬尼亞、斯洛伐克和斯洛文尼亞。美國、德國和歐盟委員會作為三海倡議的合作伙伴一同出席。這些國家大多在二次世界大戰(zhàn)后被納入蘇聯(lián)勢力范圍，現(xiàn)均為歐盟會員國。2021年5月18日，日本、韓國和卡塔爾受邀加入三海倡議。

4《使用小模塊化反應(yīng)堆技術(shù)盡責(zé)(第一)倡議》，the Responsible Use of Small Modular Reactor Technology (FIRST) Initiative：2021年4月27日，美國國務(wù)院發(fā)布聲明稱，美國政府將啟用小型模塊化反應(yīng)堆技術(shù)，來履行美國應(yīng)對氣候危機(jī)的承諾，簡稱FIRST倡議。美國國務(wù)院承諾將提供530萬美元作為FIRST項(xiàng)目的初始投資。

5 艾爾文·溫伯格，《第一核紀(jì)元》呂應(yīng)中譯，原子能出版社，1996

6 djysrv, NuScale Opens Effort to Sell / Build SMRs in Romania, Neutron Bytes, November 6, 2021